Treba se redovito nadgledati u različitim primjenama kako bi se izbjegli skupi kvarovi na kotlovima, rashladnim tornjevima, bazenima i drugoj opremi koja rukuje vodom.
U kućnim uvjetima tvrda voda često se detektira nedostatkom pjene kada se sapun miješa u vodi i stvaranjem kamenca u kotlovima i bojlerima.
Gdje god tvrdoća vode stvara zabrinutost i probleme, omekšavanje vode se obično koristi za smanjenje štetnih učinaka tvrde vode.
Tvrda voda je voda koja ima visok udio minerala (za razliku od “meke vode”). Tvrda voda nastaje kada se voda pročišćava kroz naslage vapnenca, krede ili gipsa koji se većinom sastoje od kalcijevih i magnezijevih karbonata, bikarbonata i sulfata.
Tvrda voda također stvara naslage koje začepljuju vodovod. Te naslage, nazvane “kamenac”, uglavnom se sastoje od kalcijevog karbonata (CaCO3), magnezijevog hidroksida (Mg(OH)2) i kalcijevog sulfata (CaSO4). Karbonati kalcija i magnezija imaju tendenciju taloženja u obliku bjelkastih krutina na unutarnjim površinama cijevi i izmjenjivača topline. Nastalo nakupljanje kamenca ograničava protok vode u cijevima. U kotlovima naslage smanjuju protok topline u vodu, smanjujući učinkovitost grijanja i omogućujući pregrijavanje metalnih dijelova kotla. U sustavu pod tlakom, ovo pregrijavanje može dovesti do kvara kotla.
U sljedećoj ravnotežnoj reakciji možemo primijetiti otapanje i stvaranje kalcijevog karbonata i kalcijevog bikarbonata (zdesna):
CaCO3 (s) + CO2 (aq) + H2O (l) ⇌ Ca2+ (aq) + 2 HCO−3 (aq)
Ioni koji uzrokuju trajnu tvrdoću vode mogu se ukloniti omekšivačem vode ili stupcem za izmjenu iona.
| Klasifikacija | tvrdoća u mg-CaCO3/L | tvrdoća u mmol/L | tvrdoća u dGH/°dH | tvrdoća u ppm |
| Meka | 0–60 | 0–0.60 | 0–3.37 | 0–60 |
| Umjereno tvrda | 61–120 | 0.61–1.20 | 3.38–6.74 | 61–120 |
| Tvrda | 121–180 | 1.21–1.80 | 6.75–10.11 | 121–180 |
| Vrlo tvrda | ≥ 181 | ≥ 1.81 | ≥ 10.12 | ≥ 181 |
Kako izmjeriti tvrdoću vode?
Dostupno je nekoliko metoda, od brzih test-kitova, fotometara do titracijskih sustava.
Prijenosni fotometar za mjerenje ukupne tvrdoće – HI97735
Fotometar ukupne tvrdoće HI97735 kombinira točnost i jednostavnost upotrebe u jednostavnom, prijenosnom dizajnu. Napredni optički sustav pruža točnost laboratorijske kvalitete, dok je njegov user-friendly dizajn jednostavan za svakog korisnika što ga čini savršenim fotometrom za vaše potrebe testiranja kvalitete vode. Mjerač HI97735 mjeri ukupnu tvrdoću u uzorcima vode do 750 mg / L (ppm) CaCO3.
- Prije mjerenja nije potrebno vrijeme zagrijavanja.
- Način rada tutoriala za jednostavne detaljne upute.
- CAL Check provjera izvedbe i kalibracije
- Jednostavna navigacija između kemijskih oblika pritiskom na gumb:
- mg/L (ppm)
- Francuski stupnjevi (° f)
- Njemački stupnjevi (° dH)
- Engleski stupnjevi (° E)
Dostupan je u dvije verzije HI97735 i HI97735C
Svaki HI97735 isporučuje se u kartonskoj kutiji i isporučuje se sa:
- Kivete za uzorke (2 kom.)
- Uzorak poklopca za kivetu (2 kom.)
- Plastični poklopac (2 kom.)
- Alkalne baterije od 1,5 V AA
- Upute za korištenje
- Potvrda o kvaliteti instrumenta
Svaki se HI97735C isporučuje u robusnoj futroli i isporučuje se sa:
- Kivete za uzorke (2 kom.)
- Uzorak poklopca za kivetu (2 kom.)
- Plastični poklopac (2 kom.)
- HI97735A – CAL Check kiveta A
- HI97735B – CAL Check kiveta B
za ukupnu tvrdoću LR, MR, HR
- Krpica za brisanje kiveta
- Škare
- Alkalne baterije od 1,5 V AA
- Upute za korištenje
- Potvrda o kvaliteti instrumenta
- CAL Check certifikati
Smjernice za reagense i raspone:
HI93735-00 (100 ispitivanja) LR – mali raspon – 0 do 250 mg / L (ppm) CaCO₃; 0-14dH
HI93735-01 (100 ispitivanja) MR – srednji raspon – 200 do 500 mg / L (ppm) CaCO₃; 11-28dH
HI93735-02 (100 ispitivanja) HR – visoki raspon – 400 do 750 mg / L (ppm) CaCO₃; 22-42 dH
* dostupan i kao komplet HI97735-0 (LR + MR + HR)
ULOGA TITRACIJSKIH SUSTAVA U ODREĐIVANJU TVRDOĆE VODE
Titracija je zlatni standard pri mjerenju tvrdoće vode, gdje kalcij i magnezij tvore komplekse s titrantom, EDTA. Kada izvodite ovu titraciju automatskim potenciometrijskim titratorom, postoje dva različita načina praćenja ove reakcije:
(1) s ion-selektivnom elektrodom za određivanje kalcijevih iona (ISE) HI4104
(2) fotometrijska elektroda.
Upotreba jedne nasuprot druge temelji se na ukupnom cilju mjerenja i korisničkim preferencijama, s tim da obje metode imaju dobre i loše strane. Detaljno ćemo objasniti razlike između dva postupka u nastavku kako bismo vam pomogli u određivanju koja je metoda prikladnija za vašu aplikaciju.
| Prednosti i nedostaci određivanja tvrdoće ISE i fotometrijskom elektrodom. | |||
| Za | ISE za određivanje kalcija |
|
|
| Odredite kalcij i magnezij u jednoj titraciji (jedan uzorak). | Potrebno minimalno održavanje elektroda. | ||
| Minimalne promjene u postupku ručne titracije. | |||
| Protiv | Potrebno je znatno više održavanja elektroda. | Potrebne su dvije odvojene titracije (dva uzorka) za određivanje tvrdoće kalcija i magnezija. | |
| Veći troškovi pokretanja i stalni troškovi (ISE, moduli i potrebne kemikalije). | |||
Metoda određivanja kalcija pomoću ISE HI4104
U prisutnosti TRIS pufera, ISE za određivanje kalcija može se koristiti za otkrivanje i kalcija i magnezija u jednoj titraciji, pri čemu se svaki ion diferencira i prikazuje kao njihova specifična točka ekvivalencije. Po završetku titracije, rezultati se automatski izračunavaju za ukupnu tvrdoću, tvrdoću kalcija i tvrdoću magnezija. To omogućuje da se jedan uzorak koristi za sva tri analita, što koristi korisnicima koji imaju veliku propusnost uzoraka. Međutim, ova metoda zahtijeva malo veće pokretanje i stalne troškove potrebnih materijala i potrošnog materijala. Nadalje, ISE zahtijeva više vremena za pripremu i održavanje elektroda, čineći strmiju krivulju učenja za one koji nisu upoznati s ionskim selektivnim elektrodama.
Metoda fotometrijske elektrode HI90060x
Kao što nalažu standardne metode za ispitivanje vode i otpadnih voda [4], ukupna tvrdoća i tvrdoća kalcija mogu se odrediti indikatorom boje, pri čemu se tvrdoća magnezija izračunava odbijanjem kako je prikazano u (1):
Tvrdoća magnezija = Ukupna tvrdoća (titracija br. 1) – tvrdoća kalcija (titracija br. 2) (1)
U prisutnosti indikatorske boje, otopina za ispitivanje promijenit će boju, signalizirajući kraj titracije. Indikatorske boje se koriste prilikom ručnog titriranja na tvrdoću, a mogu se koristiti i u automatskoj titraciji pomoću fotometrijske elektrode. Tamo gdje na ručne titracije često utječe ljudska pogreška (zbog subjektivnog određivanja krajnje točke boje), automatske titracije izostavljaju tu subjektivnost upotrebom elektrode za otkrivanje promjene boje.
Izdavanjem fotometrijskih elektroda temeljenih na aplikaciji tvrtke Hanna Instruments, ovo alternativno otkrivanje indikatora boja sada je pristupačnije nego ikad. Stvarajući četiri različite fotometrijske elektrode na različitim valnim duljinama, Hanna Instruments značajno je smanjila troškove fotometrijskog određivanja, fotometrijske elektrode zahtijevaju minimalno održavanje i značajno niže periodične troškove, gdje se za kupce koji trenutno testiraju ručnom titracijom trenutni postupci i kemikalije mogu neprimjetno prenijeti na automatizaciju.
Reference:
- “Tvrda voda”. Nacionalno udruženje podzemnih voda.
- https://www.who.int/water_sanitation_health/dwq/chemicals/hardness.pdf
- http://www.chem1.com/CQ/hardwater.html
- Standardne metode za ispitivanje voda i otpadnih voda 2340 C. i 3500-Ca D., EDTA titrimetrijska metoda
Autor: Nives Vinceković Budor, dipl.kem.ing.
