2) натрий, калий
3) кальций, магний (+)
4) железо, хлор
Жёсткость воды обусловлена преимущественно присутствием растворённых катионов кальция (Ca2+) и магния (Mg2+). Эти ионы образуют малорастворимые соли с карбонатами и мылами, способствуют формированию накипи при нагревании и снижают моющую способность воды. Поэтому именно кальций и магний рассматриваются как основные аналитические показатели общей жёсткости.
Различают карбонатную, или временную, жёсткость, связанную главным образом с гидрокарбонатами кальция и магния, и некарбонатную, или постоянную, обусловленную их сульфатами, хлоридами и другими растворимыми солями. Натрий и калий не формируют классическую жёсткость воды, поскольку их соли в обычных условиях хорошо растворимы; фтор является анионом, а медь и железо могут влиять на качество воды, но не относятся к основным ионам жёсткости.
| Показатель или разновидность | Основные компоненты | Критерий или характеристика |
|---|---|---|
| Кальциевая жёсткость | Ca2+, гидрокарбонаты, карбонаты, сульфаты и хлориды кальция | Вносит значительный вклад в общую жёсткость; при нагревании возможно образование накипи |
| Магниевая жёсткость | Mg2+ и его растворимые соли | Способствует образованию малорастворимых соединений и ухудшает моющие свойства воды |
| Карбонатная, или временная | Гидрокарбонаты Ca и Mg | Частично устраняется кипячением вследствие разложения гидрокарбонатов и выпадения осадка |
| Некарбонатная, или постоянная | Сульфаты, хлориды и нитраты Ca и Mg | Не устраняется обычным кипячением; требует ионного обмена, обратного осмоса или химического умягчения |
| Общая жёсткость | Суммарное содержание Ca2+ и Mg2+ | Определяется комплексонометрически, обычно титрованием ЭДТА; выражается в ммоль/л или эквивалентных единицах |
| Ионы, не определяющие классическую жёсткость | Na+, K+, F−, Cl− | Не формируют показатель жёсткости; хлорид может входить в состав соли кальция или магния, но сам по себе жёсткость не вызывает |
В лабораторной практике общую жёсткость воды оценивают комплексонометрическим методом с использованием этилендиаминтетраацетата, связывающего Ca2+ и Mg2+ в устойчивые хелатные комплексы. Чрезмерно жёсткая вода имеет санитарно-техническое значение: вызывает накипь, повреждение оборудования и изменение органолептических свойств. При этом жёсткость не следует отождествлять с минерализацией, поскольку последняя характеризует суммарное содержание растворённых веществ, включая ионы, не участвующие в формировании жёсткости.