Химия воды. Это, пожалуй, самый интересный раздел водного мира. Вода, как уже говорилось раньше, является одним из лучших растворителей, поэтому от каждой встречи с каким либо химическим элементом она оставляет память в своем составе.
«Чистой водой» с химической точки зрения, можно назвать только дисцилированную воду. Это обессоленная вода, имеющая в своем составе только молекулы воды и ничего более. Все остальное — водные растворы.
С точки зрения растворов, вода -это определенный состав кислот и щелочей, находящийся в химическом равновесии. В зависимости от него, она может быть кислой или щелочной.
К общим показателям хактеризующим химический состав воды можно отнести: минерализацию, жесткость, окисляемость.
Минерализация показывает какое количество солей растворено в воде. Минерализация до 1000 мг/литр-это питьевая вода, если выше — то вода минеральная.
Жесткость характеризует наличие в воде ионов кальция и магния. Жесткость бывает общей, временной и постоянной. При нагреве воды свыше 50-60 градусов Цельсия, часть ионов кальция и магния переходят в нерастворимое состояние ( это временная жесткость) и выпадают в виде осадка. Этот осадок часто называют накипь. То количество солей кальция и магния, что не выпало в осадок после нагревания, образует постоянную жесткость, а сумма постоянной и временной жесткости и есть жесткость общая.
Окисляемость- величина, показывающая содержание в воде органических и минеральных веществ, окисляемых (в определенных условиях) одним из сильных химических окислителей, например-перманганат калия. По значению окисляемости мы судим о наличии в воде органических примесей. Органические вещества — гуминовые кислоты почв или продукты жизнедеятельности растений. Часто высокая окисляемость говорит о плохом бактериальном составе воды. Наличие органики также мешает всем окислительно- восстановительным процессам, проходящим в процессе фильтрации.
Теперь рассмотрим основные проблемы, связанные с химическим составом воды:
Железо. Бывает растворенное в воде (двухвалентное) и выпавшее в виде рыжего осадка (трехвалентное). На практике приходиться сталкиваться с несколькими типами «исходного» железа: подземное (растворенное) — из водоносного горизонта, вода при этом изначально чистая, но с течением времени мутнеет и приобретает рыжий окрас; коррозионное-образуется в результате коррозии водопроводных труб-вода изначально имеет рыжий окрас; органическое — железо находиться в составе органических соединений, а вода с ним имеет высокую цветность и мутность. Железо в воде образуется и как продукт жизнедеятельности железобактерий, но такое бывает крайне редко. В зависимости от типа «исходного» железа применяются и различные методы очистки воды.
Марганец. Аналогично железу также бывает расворенный в воде и выпавший в виде окиси марганца. В растворенном виде соединения марганца в малых концентрациях не заметны, а окись марганца дает небольшой черный налет на контактных поверхностях. Марганец окисляется хуже чем железо, и обычно при более высоких рН. Очень часто встречается в поземных водах.
Сероводород. Это газ, имеющий своебразный запах. Образуется под землей. Легко окисляется и улетучивается при контакте с воздухом.
Достаточно часто в подземных водах видно как раз эту «великолепную тройку» - железо, марганец, сероводород.
Аммиак. Встречается там, где когда-то удобряли почву аммиачной селитрой или был (есть) животноводческий комплекс.При высоких концентрациях дает спецефичиский запах (нашатырный).
Нитраты и нитриты. Продукты химичеких соединений аммиака. Причины появления этих элементов в воде те же, что и в случае с аммиаком. Повышенное содержание нитритов бывает редко, а нитраты встречаются в нашей поземной воде.
Бор. Обычно находят в воде, которую добывают из достаточно глубоких скважин(глубже 100 метров ). Бор является токсичным элементом и при этом плохо удаляется из воды.
Солевой состав. О нем поговорим в следующей статье.
Солевой состав воды.
Если капельку воды нанести на стекло и дождаться ее испарения, то на ее месте остануться белые разводы. Это соли, которые были растворены в воде. Общее количество солей в различной воде может отличаться в тысячи раз. При этом вода будет классифицироваться по минерализации: питьевая, лечебно-столовая, минеральная. Питьевая вода- это вода с минерализацией до 1000 мг/литр. Морская вода может иметь минерализацию до 300 грамм/литр.
Попадание солей в воду происходит в основном из трех источников.
Первый источник-это атмосферные осадки, формирующиеся над океанами. Морская вода содержит высокое количество солей натрия и хлоридов, поэтому снег и дождь, приходящие с морей и океанов приносят с собой большое количество этих солей.
Второй источник — это горные породы. Часть воды, выпадая в виде осадков, впитываются в грунт, а потом с грунтовыми водами попадает в реки, озера, скважины. Многие породы при контакте с водой растворяются в ней (например-известняк) и соответственно насыщают воду своими соединениями. Учитывая достаточно неглубокое залегание известняков и доломитов на территории европейской части России, в воде часто содержиться определенное количество кальция и магния.
Третий источник — это человек, точнее результаты его жизнедеятельности. Зимой, когда на дорогах обрузется лед, именно хлориды кальция и натрия используют в качестве плавителей льда. И дозы соли при этом очень больщие, до 100 кг на на один квадратный метр. Поэтому до трети хлоридов в природных водах- это соль с дорог.
В зависимости от состава грунта вода проникает сквозь него с различной интенсивностью. Чем глубже водоносный горизонт, тем как правило более соленая (минеральная) вода.
Вкус воды, как уже говорилось ранее, определяется наличием в ней растворенных солей. Основные соли в водных растворах содержатся в виде ионов: анионов и катионов.
К анионам относятся гидрокарбонаты, сульфаты и хлориды. Соли гидрокарбонатов безвкусны, соли хлоридов имеют соленый вкус, а сульфаты горький вкус.
К катионам относятся кальций, магний, натрий и калий. Кальций и магний придают воде сладкий привкус, натрий - соленый вкус, а калий осталяет послевкусие горечи.
Кстати из моего опыта: часто люди по разному ощущают вкус воды. Один и тот же образец воды может одним показаться с горьким вкусом, а для других будет полностью безвкусным.
Это то же необходимо учитывать, особенно производителям различных вод и напитков на их основе.
Баланс анионов и катионов определяет значение водородного показателя воды (рН) и щелочности. Общее количество солей кальция и магния вляет на жесткость воды, а вся сумма солей, растворенных в воде называется сухой остаток или минерализация.
Поэтому, именно от содержания солей, зависит нравится ли нам вкус воды, утоляет ли она жажду, образует ли накипь, смывает мыло, подходит для хозяйственного использования, а также для использования в специальных целях (пример-теплоноситель в системах отопления).
Все эти качества воды придают воде соли, растворенные в ней.
