Twardość wody – cecha wody , będąca funkcją stężenia soli wapnia , magnezu i innych metali, które są zdolne do tworzenia soli na wyższym niż pierwszy stopniu utlenienia .

Podział twardości

Twardość wody dzieli się na:

• nietrwałą (przemijającą, węglanową) - która jest generowana przez sole kwaśne kwasu węglowego - wodorowęglany
• trwałą - która jest generowana przez sole innych kwasów, głównie chlorki , ale też siarczany , azotany i inne.

Ogólna twardość wody jest sumą twardości węglanowej i trwałej.

Nazwa "twardość nietrwała" wynika z faktu, że wodorowęglany są nietrwałe termicznie i podczas ogrzewania przekształcają się do nierozpuszczalnych w wodzie węglanów , które wytrącają się z roztworu (jest to proces odwrotny do rozpuszczania w wodzie skał węglanowych w obecności CO₂), np.:

Ca²⁺ + 2HCO2−3 ⇌ CaCO₃ + H₂O + CO₂↑

Natomiast chlorki, siarczany i azotany są trwałe i pozostają również po przegotowaniu wody.

Wpływ twardości na właściwości wody

Twardość wody ma wpływ na jej napięcie powierzchniowe . Czym większe napięcie powierzchniowe wody, tym trudniej zwilża ona wszelkie powierzchnie, na skutek czego trudniej jest za jej pomocą czyścić zabrudzone powierzchnie. Twarda woda wymaga stosowania większych ilości mydła , gdyż powoduje wytrącenie trudno rozpuszczalnych soli kwasów tłuszczowych i metali odpowiedzialnych za twardość wody.

Duża, nietrwała twardość wody kotłowej stanowi często poważny techniczny problem, gdyż w trakcie wielu procesów technologicznych związanych z podgrzewaniem wody następuje wtedy osadzanie się tzw. kamienia kotłowego .

Skale twardości wody

Twardość wody wyraża się w trzech różnych skalach:

• stopniach niemieckich (°n lub °d) – 1 °n = 10,00 m g CaO w 1 litrze wody oraz 1 °n = 17,86 m g CaCO3 w 1 litrze wody
• stopniach francuskich (°f) – 1 °f = 10,00 m g CaCO3 w 1 litrze wody
• milivalach na litr (mval/l) – 1 mval = 1 miligramorównoważnik (0,5 mili mol ) jonów Ca ²⁺ oraz 1 mval = 50 mg CaCO₃ w 1 litrze wody.

Twardość wody użytkowej

Typowa twardość wody użytkowej (kranowej) wynosi ok. 10 °n. Woda poniżej 3 °n jest uważana za miękką, zaś woda powyżej 30 °n jest uważana za twardą:

• bardzo miękka: <75 mg CaCO₃/dm³
• miękka: 75–150 mg CaCO₃/dm³
• średnio twarda: 150–300 mg CaCO₃/dm³
• twarda: 300–500 mg CaCO₃/dm³
• bardzo twarda: >500 mg CaCO₃/dm³

Twardość wody pitnej wg norm polskich powinna wynosić 60–500 mg CaCO₃/dm^3[1]

Przypisy