Если свести к минимуму научные рассуждения о совокупности свойств жидкости, то жесткостью воды можно считать суммарное количество растворенных солей щелочноземельных металлов (преимущественно кальция и магния). С химической точки зрения все двухвалентные катионы в той или иной степени способны связываться с анионами, образуя соли, способные выпадать в осадок. Однако на практике количество растворенного в воде стронция, бария и марганца сведено к минимуму, а алюминий и железо переходят в солевые комплексы только при определенном уровне кислотности среды (рН меньше 7), который в природе практически не встречается.
Формула позволяет рассчитать суммарное количество ионов кальция и магния в воде, используется для лабораторных исследований. В настоящее время выделяют несколько типов жесткости: Карбонатная жесткость — количественное содержание в воде гидрокарбонатов и карбонатов магния и кальция (MgHCO3 , CaHCO3 ). Данный тип загрязнителей легко устраняется при кипячении с образованием угольной кислоты и осадка:
Некарбонатная (постоянная) жесткость обусловлена присутствием магниевых и кальциевых соединений сильных кислот (азотной, соляной, серной). При кипячении соли такого типа не распадаются.
Формула для расчета общей жесткости воды:
Единицы измерения в России — градусы ( °Ж), может быть выражена в объемной или массовой доле. 1 град. жесткости численно равен 0,5-мольной концентрации щелочно-земельного элемента, выраженной в мг/куб. дм. (1 °Ж=1 мг-экв/л.).
Единицы измерения в системе СИ — моль/м3 . Однако на практике чаще всего используют мг-экв./л. Концентрация, отнесенная к единице массы, оправдывает себя в тех случаях, когда необходим анализ воды в ином агрегатном состоянии (с измененной плотностью).
Для тех, кому химия на уроках давалась нелегко, следует повторить:
Один мг-экв/л соответствует 20,04 миллиграммам ионов Ca2+ или 12,16 миллиграммам ионов Mg2+ (отношение атомной массы и валентности элемента).