H2O – ten wzór jest znany chyba każdemu. Ale tak idealna woda w przyrodzie praktycznie nie występuje. Woda może mieć w swoim składzie wiele innych pierwiastków, które nadają jej określone właściwości i zmieniają charakter. Woda morska różni się od wody w jeziorze, a woda w studni różni się od wody wodociągowej. Woda przeznaczona dla przemysłu włókienniczego, od tej dla przemysłu spożywczego i jeszcze inna przeznaczona na kąpiele lecznicze.

Najzwyklejsza woda z kranu, którą używamy  w gospodarstwie domowym, a która często także służy do napełniania naszych naszych basenów – to woda, z której w procesie uzdatniania usunięto niepożądane składniki mineralne.

Woda nieuzdatniona

Jakie składniki mogą występować w wodzie nieuzdatnionej? Między innymi: wapń ( Ca), magnez (Mg), żelazo (Fe), węgiel (C), azot (N), siarka (S) i wiele jeszcze innych, które dla branży basenowej nie mają specjalnego znaczenia. Pierwiastki te nie występują w wodzie samodzielnie lecz w powiązaniu między sobą: np. węgiel w połączeniu z tlenem tworzy dwutlenek węgla CO2, wapń w połączeniu z węglem i tlenem tworzy węglan wapnia, itp. Jedne z tych składników mają znaczenie w wodzie basenowej, a inne prawie nie. Te istotne składniki to rozpuszczone w wodzie sole, kwasy i zasady. Otóż cząsteczki tych związków pod wpływem wody ulegają dysocjacji na jony. I tak np. kwasy odczepiają w wodnym roztworze dodatnio naładowane jony wodorowe (H+), a zasady ujemnie naładowane jony (OH) zwane jonami wodorotlenowymi. A te procesy wpływają na odczyn wody.

Odczyn wody

Jeśli w wodzie jest zachowana ta sama ilość jonów wodorowych i wodorotlenowych oznacza to, że roztwór wodny jest obojętny – czyli ani kwasowy, ani zasadowy. Natomiast jeśli któryś z jonów przeważa to woda ma odczyn kwasowy albo zasadowy.

Za wykładnik wielkości określającej kwasowość  roztworu wodnego lub jego zasadowość wprowadzono pojęcie wartości pH i stworzono jej opis w formie skali wartości pH.

skala ph wody

Twardość wody

Woda zawiera także mniejsze lub większe ilości różnych soli, a ich ilość waha się zależnie od miejsca występowania wody. Wśród tych soli główny udział mają sole wapnia i magnezu. I to właśnie one odpowiadają za stopień  twardości wody.

W zależności od tego, z czego powstały sole rozróżniamy dwa pojęcia twardości:

  • twardość przemijającą (zwaną również w literaturze jako twardość węglanową, lub czasową)
  • twardość stałą (zwaną również twardością niewęglanową).

Czym jest twardość przemijająca i dlaczego jest nietrwała – przemija?

Mechanizm tego zjawiska jest następujący. Spadający deszcz (H2O), pochłania znajdujący się w powietrzu dwutlenek węgla (CO2) i tworzy związek chemiczny H2CO3 zwany kwasem węglowym. Ten  kwas napotykając znajdujący się w glebie kamień wapienny (CaCO3) rozpuszcza go tworząc kwaśny węglan  Ca(HCO3)2  Kwaśny węglan wapnia jest w wodzie rozpuszczalny i dla oka niewidoczny. Woda znajdująca się w glebie (woda studzienna) ma w sobie sporą ilość węglanu wapnia.

Dlaczego ten związek nazywany nietrwałym (przemijającym)?

Jeśli naturalną wodę (studzienną) wydobędziemy na powierzchnię i zaczniemy podgrzewać to zaczną zachodzić w niej reakcje chemiczne. Wzrost temperatury surowej wody powoduje, że kwaśny węglan wapnia rozpada się na to z czego powstał czyli na węglan wapnia i kwas węglowy, który dalej się rozpada na dwutlenek węgla i wodę. Dwutlenek węgla ulatnia się z wody, a w wodzie pozostaje wapień czyli CaCO3.

Ten związek jest nierozpuszczalny w wodzie i dlatego tworzy w niej mętną zawiesinę. Podczas gotowania wody widzimy to, jako osiadający się na ściankach kamień.  W basenie zaobserwujemy w upalne dni większą mętność wody lub szorstki nalot na ścianach.

Jaki związek w tym momencie ma odczyn pH i twardość wody? Woda z dużą zawartością węglanu wapnia (woda twarda) będzie powodowała silny wzrost odczynu pH wody. Zaobserwujemy to już kilka godzin po napuszczeniu wody do basenu, gdy jej temperatura zacznie wzrastać.

Czym jest twardość stała?

Twardość stałą (niewęglanową) tworzą sole innych kwasów, głównie jako siarczany, które zostają w wodzie i mają tę cechę, że są w niej niewidoczne oraz nie ulegają rozpadowi pod wpływem temperatury. Twardość stała nie jest więc przyczyną zmętnienia wody i dlatego nie odgrywa w basenach tak dużej roli jak twardość przemijająca czyli węglanowa.

Klasyfikacja twardości wody

Twardość wody określa się w stopniach twardości. Najczęściej posługujemy się niemiecką skalą twardości i tak  10 twardości = 10 mg CaCO/ 1 litr wody.

Woda miękka

W naturze występuje na obszarze gdzie nie ma w gruncie wapieni, a zwłaszcza tam, gdzie występują złoża granitowe oraz inne minerały nierozpuszczalne w wodzie. Ponieważ w wodzie deszczowej zaabsorbowany z powietrza CO2 tworzy z nią kwas węglowy to odczyn pH wody miękkiej będzie kwaśnyWoda deszczowa miękka  ma odczyn pH od 5 do 7.

Woda twarda

Twarda woda wskutek obecności węglanów zawiera mniejsze lub większe ilości wodorowęglanów wapnia i magnezu. Roztwory tych soli dają słaby odczyn zasadowyTwarda woda ma odczyn pH większy od 7.

Stopień twardości wody mg CaCO3 st. niemieckiedho mmol/l
Woda bardzo miękka < 100 < 5,6 < 1
Woda miękka 100-200 5,6 – 11,2 1-2
Woda średnio-twarda 200-350 11,2 – 19,6 2 – 3,5
Woda twarda 350-550 19,6 – 30,8 3,5 – 5,5
Woda bardzo twarda > 550 > 30,8 > 5,5

Woda z zawartością żelaza i manganu

Dosyć często zdarza się, że w wodzie występuje żelazo i mangan (szczególnie w wodzie  ze studni głębinowych). Obydwa te metale występują w wodzie w postaci kwaśnych węglanów (porównaj to z kwaśnym węglanem wapnia) są rozpuszczalne w wodzie i nie są widoczne.

Dopiero po zetknięciu się takiej wody z powietrzem zachodzi proces utleniania tych kwaśnych węglanów, skutkiem czego z formy przeźroczystej stają się widoczne i uzyskują kolory. Tak przekształcony związek żelaza uzyskuje kolor czerwono–brunatny, a związek manganu barwę brunatno-czarną.

W przypadku niebieskiego basenu, czerwono brunatny osad żelaza staje się dla oka odcieniem brunatno zielonym. W przypadku manganu woda ma kolor atramentu. Jest to zjawisko niepożądane w basenie ponieważ sprawia, że woda wygląda nieestetycznie. Barwę tą można usunąć przez dłuższą filtrację wody.

0 0 votes
Article Rating
Subscribe
Powiadom o
guest
0 komentarzy
Inline Feedbacks
View all comments