TwardoŚĆ WODY-sprawozdanie z chemii żywności PDF

Preview

Summary

TwardoŚĆ WODY-sprawozdanie z chemii żywności...

Description

TWARDOŚĆ WODY

Twardość wody to właściwość wynikająca z obecności w niej soli wapnia, magnezu i innych metali, a dokładnie – z ich stężenia. Wyróżniamy dwa rodzaje twardości: Przemijającą, zwaną też węglanową – czyli pochodzącą w szczególności od węglanów i wodorowęglanów wapnia i magnezu. Związki te są wytrącane z wody w czasie jej gotowania, przybierając formę osadu. Nieprzemijającą/trwałą, zwaną też niewęglanową, za którą odpowiedzialna jest obecność w wodzie siarczanów, azotanów, chlorków i innych rozpuszczalnych soli, głównie wapnia i magnezu. Te związki pozostają w wodzie nawet po jej przegotowaniu.Ogólna twardość wody jest sumą dwóch powyższych rodzajów twardości. Twarda woda może zaszkodzić! Dlaczego? Twardość wody wpływa na jej napięcie powierzchniowe, a im ono jest większe, tym trudniej zwilżać wszelkiego rodzaju powierzchnie – tak więc trudniej jest je czyścić. Jeśli masz twardą wodę, musisz używać więcej mydła i detergentów, co nie tylko szkodzi naturze i portfelowi, ale w dłuższym okresie także zdrowiu. Co więcej, osad, który wytrąca się podczas gotowania twardej wody, zamienia się w kamień, niszący wspomniane pralki i wyposażenie domowe. Jak mierzymy twardość Do określenia twardości wody używamy trzech różnych skal: stopni niemieckich (°n, °d lub °dH), stopni francuskich (°f lub °fH), stopni

angielskich (°e), skali amerykańskiej (ppm – part per million), milivali na litr (mval/l) oraz milimoli na litr (mmol/l). Skale te są wzajemnie wymienne, istnieją kalulatory służące do przeliczania jednostek jednej skali na jednostki innej. W skali niemieckiej, do której będzie odnosić się badanie o którym zaraz powiem, twardość wody kształtuje się następująco: - Woda bardzo miękka : poniżej 5,6 - Woda miękka : 5,6 – 11,2 - Woda średnio-twarda : 11,2 – 19,6 - Woda twarda: 19,6 – 30,8 - Woda bardzo twarda: ponad 30,8 Typowa twardość wody użytkowej (kranowej) wynosi ok. 10 °n. Czy masz twardą wodę? W 2010 roku firma Brita przeprowadziła badanie wody w domach Polaków. Przebadano około 500 mieszkań w 10 różnych miastach. Co wyszło? Otóż, zdecydowanie najtwardszą wodę mają mieszkańcy Gdańska – 22,48 °n. Potem „długo, długo nic” i w rankingu pojawiają się kolejne trzy miasta, ze średnio twardą wodą – Lublin (15,5), Poznań (14,42) i Wrocław (14,34), a także Warszawa (11,82) – tej ostatniej niewiele jednak brakuje do kategorii wody miękkiej. Z kolei Łódź (10,46) i Białystok (10,25) mogą pochwalić się już miękką wodą, ale na granicy twardości. Miękką wodę mają także małopolskie miasta: Kraków (7,78) i Zakopane (7,34). Bardzo miękka woda – zaledwie 4,52 °n – jest w Katowicach. Twardość wody jest skutkiem obecności szeregu różnych rozpuszczonych w niej jonów metali wielowartościowych, zwłaszcza kationów magnezu i wapnia, dlatego też zwykle wyraża się ją w miligramach węglanu wapnia na litr. Twardość to tradycyjna miara zdolności wody do reagowania z mydłem: woda twarda do wytworzenia piany wymaga zauważalnie więcej mydła. Twardość nie

jest potencjalnie niebezpieczna w wartościach spotykanych w wodzie do picia. Zgodnie z załącznikiem nr 4 Dodatkowe wymagania chemiczne, jakim powinna odpowiadać woda do rozporządzenia Ministra Zdrowia z dnia 13 listopada 2015 r. w sprawie jakość wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi (Dz. U. poz. 1989) twardość należy do grupy parametrów, które nie muszą być badane w prowadzonym zarówno przez przedsiębiorstwo wodociągowo-kanalizacyjne jak i organy Państwowej Inspekcji Sanitarnej monitoringu jakości wody. Jest to parametr, którego badanie może być wykonywane przez przedsiębiorstwa wodociągowe w przypadku np. kontroli wewnętrznej procesów korozyjności wody w instalacjach wodociągowych, gdyż niska wartości tego parametru (poniżej 100 mg/l) odznacza się większą korozyjnością w stosunku do przewodów wodociągowych, co jest zjawiskiem niepożądanym. Zgodnie z ww. rozporządzeniem twardość określa się w przeliczeniu na węglan wapnia; wartość zalecana ze względów zdrowotnych – oznacza, że jest to wartość pożądana dla zdrowia ludzkiego, ale nie nakłada obowiązku uzupełnienia minimalnej zawartość podanej w załączniku przez przedsiębiorstwa wodociągowo-kanalizacyjne.

Konsekwencje twardej wody

Naocznym dowodem na to, że mamy do czynienia z twardą wodą w domu jest osad kamienny, który można zaobserwować wewnątrz czajnika, na armaturze łazienkowej i szklanych ściankach kabiny prysznicowej. Osad ten jest nieestetyczny i niszczy baterie. Niestety problemem jest nie tylko jego występowanie, ale również usuwanie. Aby pozbyć się osadów kamiennych konieczne jest użycie silnych środków czystości i włożenie w to wiele energii. Jeśli mamy twardą wodę w domu, problem ten będzie powracał niczym senny koszmar. Wie o tym każda gospodyni domowa, która przy okazji cotygodniowych porządków musi za każdym razem od nowa uporać się z uciążliwymi osadami w łazience. Wysoka twardość wody nie wpływa korzystnie także na urządzenia grzewcze. Szczególnie narażone na jej negatywne oddziaływanie są kotły dwufunkcyjne z wymiennikiem płytowym, który pracując z twardą wodą szybko pokrywa się kamieniem, co przekłada się na wyższe koszty ogrzewania. Z kolei zasobniki ciepłej wody narażone na osady kamienne po kilku latach mogą zmniejszać swoją pojemność. Zmniejsza się również przewodność cieplna znajdujących się w nich wężownic, co również wpływa na podwyższenie kosztów ogrzewania wody. Wężownica pokryta osadem do uzyskania wymaganej temperatury wody potrzebuje bowiem więcej energii grzewczej. Twarda woda wpływa również na nasz codzienny szeroko pojęty komfort. Prane w niej ubrania są sztywne, szybciej się niszczą. Wysoka twardość wody wpływa negatywnie także na skórę. Po kąpieli staje się wysuszona i napięta, mogą się też na niej pojawiać wypryski. Sztywne, nieprzyjemne w dotyku i trudne do modelowania są również włosy.

Zwiększa się znacznie zużycie kosmetyków do mycia, ponieważ w twardej wodzie nie pienią się dobrze i aby uzyskać wymagany efekt trzeba ich stosować więcej. Czym jest twardość wody? Twardość wody to jej właściwość chemiczna, spowodowana rozpuszczonymi w wodzie powszechnie występującymi składnikami naturalnymi, takimi jak sole wapnia Ca2+ i magnezu Mg2+, a także w znacznie mniejszym stopniu innymi substancjami, jak sole żelaza (II) Fe2+oraz manganu (II) Mn2+. Twardość wody zależy głównie od wielkości stężenia jonów wapnia oraz magnezu. Wzrost stężenia ww. jonów oznacza wzrost twardości wody. Twardość wody w szerszym ujęciu zależeć będzie od zawartych w niej węglanów i wodorowęglanów, chlorków, siarczków (IV), a także krzemianów wapnia i magnezu. Zawartość oraz jakość rozpuszczonych w wodzie jonów powoduje konieczność rozróżnienia na przemijającą i nieprzemijającą twardość wody. Rodzaje twardości wody Twardość węglanowa/przemijająca wody Twardość węglanowa wody wynika z obecności w niej węglanów i wodorowęglanów wapnia oraz magnezu. Jony wapniowe i magnezowe mogą występować w postaci węglanów Ca(HCO3)2 i Mg(HCO3)2. Podczas gotowania wody wytrącają się one w postaci osadu węglanowego, ponieważ są one termicznie nietrwałe. Dlatego mówimy, że jest to przemijająca twardość wody. Twardość niewęglanowa/nieprzemijająca wody Twardość niewęglanowa wody powodują siarczany (VI), chlorki, azotany (V), a także inne rozpuszczalne w wodzie sole np. wapnia i magnezu – obecne w postaci CaCI2, MgCI2, CaSO2, 4MgS02, powodując twardość niewęglanową. Sole te pozostają w wodzie nawet

po jej przegotowaniu. Stąd pochodzi określenie – nieprzemijająca twardość wody. Do usunięcia takiej twardości wykorzystuje się chemiczne zmiękczacze wody (np. węglan sodu). Inny podział będzie wynikał z powiązania nazwy twardości wody z konkretnym rodzajem soli, który ją wywołuje. Dlatego wyróżniana jest również: ● Twardość wapniowa – związana z solami wapnia, które są rozpuszczalne, ● Twardość magnezowa – wywołana solami magnezu. Twardość całkowita/ogólna będzie sumą stężeń jonów oraz ich poszczególnych twardości. Jest ona usuwana na kationicie silnie kwaśnym w procesie wymiany sodowej. Twardość wody w Polsce Woda z większości ujęć w Polsce charakteryzuje się wysoką zawartością związków wapnia i magnezu, czyli wysoką twardością. Twardość wody powoduje zbędne zużycie środków zmiękczających, powstawanie oraz osadzanie się kamienia kotłowego, który zmniejsza wydajność procesu grzewczego i znacznie zwiększa zużycie paliwa....