Den hydrotimetric titer (TH eller GH i tysk for GesamtHärte ), eller vandets hårdhed , er en indikator for vand mineralisering . Det skyldes kun calcium- og magnesium -ioner .
Hårdheden udtrykkes i ppm m / V (eller mg / l) af CaCO 3 eller i franske grader (symbol ° f eller ° fH) i Frankrig og Schweiz (ikke at forveksle med symbolet ° F, grad Fahrenheit ). A franske graders svarer til 10 ppm af kalksten , der repræsenterer 10 -4 mol L -1 af calcium , dvs. 4 mg / l Ca 2+ eller endog 2,4 mg af magnesium per liter vand:
med koncentrationer i mmol / l .TH (° f) | 0 til 7 | 7 til 15 | 15 til 30 | 30 til 40 | + 40 |
---|---|---|---|---|---|
Vand | meget sød | sød | ret hårdt | hård | meget hård |
Generelt skelnes der mellem permanent hårdhed og midlertidig hårdhed, hvor summen af de to er den samlede hårdhed. Hårdheden bestemmes af en kompleksometrisk bestemmelse med EDTA (se chelation ). Et vandblødgøringsmiddel bruges til at blødgøre vandet op til omkring fem franske grader, fordi rengøringsmidler som sæbe er mindre effektive i hårdt vand: calcium- og magnesiumionerne udfælder de langkædede carboxylatanioner, der er til stede i vandet.
De mineralske salte , der kommer ind i opløst tilstand i beregningen af vandets hårdhed er ofte afgørende for sundhed. Når de opløses i vand, findes disse i form af kationer og anioner . I den frie tilstand er disse imidlertid vanskelige at assimilere af levende væsener (som lettere assimilerer sammensatte ioner ).
Det gør det muligt at kende vandindholdet i carbonater og stærke baser til stede i vandet. Denne analyse udføres i nærværelse af phenolphthalein, der bliver fra farveløs til pink-fuchsia ved en pH-værdi på 8,2 eller af thymolblåt, som skifter fra gul til blå til en pH-værdi på 8,0. Den alkalimetriske styrke udtrykkes i franske grader (° f).
TAC (komplet alkalimetrisk styrke) er den mængde, der bruges til at måle hastigheden af hydroxider, carbonater og bicarbonater i et vand, dens enhed er den franske grad (° f eller ° fH).
TAC = [HO-] + [CO32-] + [HCO3-]Ved at titrere det vand, der skal analyseres med en syre , opnår vi et første ækvivalenspunkt, som er TA (alkalimetrisk styrke), og som svarer til pH = 8,2 (ændring af phenolphthalein * eller thymolblåt). På dette tidspunkt er alle hydroxider og carbonater blevet neutraliseret.
Ved at fortsætte analysen opstår et andet ækvivalenspunkt ved pH = 4,4 (ændring i helianthin ). Alle tilstedeværende hydroxider, carbonater og bicarbonater vil derefter være blevet bestemt.
Det er et spørgsmål om at være opmærksom på de enheder, der bruges i ligningerne, som er skrevet forskelligt alt efter om man bruger ° f eller mol / L.
* *: Phenolphthalein er blevet erklæret CMR C2B (kræftfremkaldende, mutagen, reproduktionstoksisk; kategori 2B: Nævnte stoffer, blandinger og eksponeringsforhold er muligvis kræftfremkaldende for mennesker), og som sådan bør det ikke bruges uden de forholdsregler, der kræves i forskrifterne .
For akvarier med ferskvandsfisk er det vigtigt at opretholde vandets hårdhed inden for et bestemt område. Dette indebærer fornyelse af en del af vandet hver uge, det tilsatte vand skal naturligvis have en meget specifik hårdhed.
En hårdhed på 14 til 25 ° f er velegnet til langt størstedelen af ferskvandsakvariefisk.
I ferskvands akvarier , vandets hårdhed, TH, kan justeres ved at blande hane vand med omvendt osmose vand. TH for omvendt osmosevand er tæt på 0 ° f . Det er muligt at fremstille dette vand ved hjælp af en enhed ( osmose ) eller at købe det i specialiserede dyrehandlere.
For at beregne den mængde omvendt osmosevand, der kræves for en valgt TH:
RO vandvolumen (i liter) = akvarievolumen (i liter) × (TH ledningsvand - valgt TH ) / (TH ledningsvand - TH RO vand ).Den totale hårdhed eller TH (hydrotimetrisk titer) måles ved hjælp af en test, oftere af et tysk mærke, og hårdheden måles derefter i tyske grader eller GH. For at konvertere tyske enheder (GH) til franske TH-enheder bruger vi skalaen: TH = 1,78 × 1 ° GH .
Den anbefalede hårdhed for guldfisk , den mest populære akvariefisk, vises her .
Måling af forskellige ioner (calcium, med en molær masse på 40 g / mol og magnesium, med en molær masse på 24 g / mol ), TH kan ikke udtrykkes med den enhed, der normalt bruges i hydrologi , nemlig milligram pr. Liter (mg / L ) eller en af dens multipla. På den anden side kunne det udtrykkes i den internationale enhed, mol pr. Kg (mol / kg). Det er imidlertid mere almindeligt at anvende den milli ækvivalent per liter (meq / L) eller:
Værdier at konvertere | molekylær vægt | ° GH | ° TH | ° fH | ppm | mval / L. | mmol / l |
---|---|---|---|---|---|---|---|
Fransk grad (° fH) CaCO 3 | 100 | 0,560 | 0,740 | 1 | 10 | 0,2 | 0,1 |
Tysk grad (° GH) CaO | 56 | 1 | 1.321 | 1.786 | 17.8 | 0,357 | 0,178 |
Amerikansk grad (TH) Ca (OH) 2 | 74 | 0,757 | 1 | 1.351 | 14.3 | 0,285 | 0,142 |
ppm CaCO 3 (USA) | 1 ppm = | 0,056 | 0,07 | 0,1 | 1 | 0,02 | 0,01 |
mval / L af jordalkalimetalioner | 1 mval / L = | 2.8 | 3.51 | 5 | 50 | 1 | 0,50 |
mmol / L af jordalkalimetalioner | 1 mmol / l = | 5.6 | 7.02 | 10.00 | 100,0 | 2.00 | 1 |
Den hydrotimetriske titer måles ved kompleksometri , et kraftigt chelateringsmiddel - EDTA , som undertiden findes i luddannende komplekser med metalkationer . I praksis er alle divalente metaller , f.eks. Jernholdige ioner, i stand til at blive målt - de er derfor interferere - men deres koncentration anses for at være ubetydelig sammenlignet med dem af calcium og magnesium . TH kan også beregnes ved tilsætning af koncentrationerne af calcium og magnesium målt ved andre metoder, for eksempel atomabsorptionsspektrometri eller ionchromatografi .
Forskellige indekser bruges til at beskrive opførsel af calciumcarbonat i vand-, olie- eller gasblandinger.
Langelier-mætningsindekset er et dimensionsløst tal, der bruges til at bestemme stabiliteten af calciumcarbonat i vand. Det indikerer, om vandet vil udfældes, opløses eller være i ligevægt med calciumcarbonatet. I 1936 udviklede Wilfred F. Langelier en metode til at forudsige pH, hvor vand er mættet med calciumcarbonat (pH s ). Det beregnes ved at gøre forskellen mellem vandets pH og mætnings-pH (pH s ). LSI udtrykkes ved forskellen mellem vandets aktuelle pH og mætnings-pH:
LSI = målt pH - pH sDen hydrotimetriske vandtiter uden calcium og magnesium (f.eks. Destilleret vand eller natriumhydroxidopløsning ) er nul.
Den hydrotimetriske titer af naturligt vand stiger ofte med afstanden fra kilden, idet vandet fyldes med mineralsalte . Da naturlige kontinentale farvande generelt er kalkholdige (calciumbicarbonat), er værdien af deres TH tæt på værdien af deres komplette alkalimetriske indhold (TAC).
Den havvand har en samlet hårdhed på omkring 750 franske grader.
Vandets hårdhed har ingen indflydelse på menneskers sundhed - calcium og magnesium er vigtige bestanddele i vores krop - og vand forbliver drikkeligt uanset dets TH. Der er undtagelser fra disse generelle regler, forklaret af de kemiske egenskaber ved visse mineraler.
Hårdt vand rapporteres ofte at være irriterende for huden, især følsom hud. Nogle mennesker er intolerante over for kalk og har rødme, kløe eller tæthed i huden efter direkte kontakt med hårdt vand. Disse påstande er dog dårligt dokumenteret af videnskabelige undersøgelser og er ofte resultatet af påstande fra fagfolk inden for vandbehandling. Hudevirkningerne af hårdt vand ville være indirekte (højere dosering af sæber, se nedenfor), det ville sandsynligvis være en følt tørhed snarere end en reel tørhed af huden.
Hårdt vand har indenlandske ulemper på grund af udfældning af kalksten (calciumcarbonat). Dannelse af skala kan undgås ved at fjerne calcium ved blødgøring af vand eller omvendt osmose .
Derudover nedsætter kalk effektiviteten af vaskemidler . De doser, der anbefales i brugsanvisningen til rengøringsmidler , gælder for moderat hårdt vand (ca. femten franske grader) og skal øges (eller formindskes), hvis der anvendes hårdt (eller blødere) vand.