Độ Cứng Của Nước Là Gì? Nhận Biết độ Cứng Của Nước Như Thế Nào?

Độ cứng của nước xuất hiện khi tồn tại quá nhiều muối chứa Canxi, Magie, làm tăng chất khoáng hòa tan trong nước. Cùng tìm hiểu độ cứng của nước là gì? Phân loại và cách xác định độ cứng của nước như thế nào thông qua bài viết sau đây.

1. 1. Độ cứng của nước là gì?
2. 2. Phân loại độ cứng của nước
3. 3. Đơn vị đo độ cứng của nước
4. 4. Các phương pháp xác định độ cứng của nước đơn giản
   1. 4.1. Xác định độ cứng của nước bằng phương pháp thủ công
   2. 4.2. Xác định độ cứng của nước bằng phương pháp Complexon
   3. 4.3. Xác định độ cứng của nước bằng EDTA

1. Độ cứng của nước là gì?

Độ cứng của nước là số đo hàm lượng khoáng chất ion kim loại Ca2+, Mg2+,… có trong nước. Các kim loại Ca2+, Mg2+,… trong nước khi đun sôi sẽ tạo ra muối kết tủa CaCO3 và MgCO3. Tùy thuộc vào mỗi mẫu nước sẽ có các hàm lượng ion này khác nhau dẫn đến chỉ số độ cứng của nước thay đổi.

Xem thêm: Nước cứng là nước gì?

2. Phân loại độ cứng của nước

Được phân thành 2 loại: độ cứng tạm thời và độ cứng vĩnh cửu.

• Độ cứng tạm thời (độ cứng cacbonat): Chứa muối hidrocacbonat của canxi và magie. Dưới tác dụng của nhiệt độ, các muối này sẽ chuyển thành muối cacbonat kết tủa màu trắng. Do đó, người ta thường dùng nhiệt độ để làm giảm độ cứng tạm thời.
• Độ cứng vĩnh cửu (độ cứng phi cacbonat): Chứa muối clorua và sunfat như MgSO4, CaCl2 của canxi và magie. Nhiệt độ không thể làm giảm độ cứng vĩnh cửu bởi không tạo chất kết tủa. Thay vào đó, người ta sẽ sử dụng các chất hóa học như soda, vôi tôi… để giảm độ cứng.

3. Đơn vị đo độ cứng của nước

Độ cứng của nước được đo bằng nồng độ các ion Ca2+ và Mg2+ trong nước. Mỗi quốc gia đều có đơn vị đo nước cứng riêng, hiện tại chưa có đơn vị quốc tế cho độ cứng. Ở Pháp dùng đơn vị °f, ở Đức dùng °dH, ở Anh dùng °e.

Còn đối với Việt Nam thì người ta thường dùng mili đương lượng trong 1 lít (mđlg/l), nếu độ cứng của nước quá bé thì dùng micro đương lượng trong 1 lít (mcrđlg/l).

mmol / L	ppm, mg / L	dGH, ° dH	gpg	° điện tử, ° Clark	° F
mmol / L	1	0.009991	0,1783	0,171	0,1424	0,09991
ppm, mg / L	100,1	1	17.85	17,12	14,25	10
dGH, ° dH	5,608	0,05603	1	0,9591	0,7986	0,5603
gpg	5,847	0,05842	1,043	1	0,8327	0,5842
° điện tử, ° Clark	7,022	0,07016	1,252	1.201	1	0,7016
° F	10,01	0.1	1.785	1,712	1.425	1
Ví dụ: 1 mmol / L = 100,1 ppm và 1 ppm = 0,056 dGH.

Trong đó:

• Ppm: 1 mg/l CaCO3
• Gpg: 64,8 mg canxi cacbonat mỗi gallon( 3,79 lít) hoặc 17,118 ppm
• 1 mmol/l tương đương với 100,09 mg/l CaCO3 hoặc 40,08 mg/l Ca2+
• 0dH : 10 mg/l CaO hoặc 17,848 ppm
• de: 64,8 mg CaCO3 mỗi 4,55 lít nước tương đương 14,254 ppm
• 0f : 10 mg/l CaCO3 tương đương với 10 ppm

4. Các phương pháp xác định độ cứng của nước đơn giản

4.1. Xác định độ cứng của nước bằng phương pháp thủ công

Để nhận biết nguồn nước có bị nhiễm cứng hay không, bạn có thể quan sát các thiết bị sử dụng nước trong gia đình. Nếu đường ống, vòi nước, bình đun nước, máy giặt,… có mảng bám, đóng nhiều cặn thì nguồn nước sử dụng chứa nhiều Ca, Mg. Hoặc để chính xác hơn, bạn có thể sử dụng bút đo TDS, nước nhiễm đá vôi nặng nếu chỉ số lớn hơn 300 mg/lít.

4.2. Xác định độ cứng của nước bằng phương pháp Complexon

Thường mọi người sẽ sử dụng các loại thuốc thử và dựa vào phản ứng của nước với thuốc thử để tính toán được hàm lượng Ca, Mg trong nước từ đó xác định độ cứng của nước.

Độ cứng của nước thường được biểu thị bằng CaCO3 có thể phân loại như sau:

• CaCO3 <50 mg/l là nước mềm
• CaCO3 ~ 150mg/l là nước cứng ở mức độ trung bình
• CaCO3 >300 mg/l là nước rất cứng và sử dụng gây nguy hiểm cho sức khỏe của người dùng

Để áp dụng phương pháp chuẩn độ Complexon, người ta sẽ sử dụng dung dịch đệm là NH3 + NH4Cl có pH = 10 bằng chỉ thị eriocrom đen T.

4.3. Xác định độ cứng của nước bằng EDTA

Chuẩn bị hóa chất

• Dung dịch chuẩn EDTA 0.02N

Cân 18.6g EDTA.2Na hòa tan với nước cất, sau đó định mức lên 500ml ở 60˚C. Để dung dịch qua đêm, sau đó pha loãng 10 lần để được dung dịch EDTA 0.02N.

• Dung dịch đệm pH = 10

Hòa tan 16.75g NH4Cl vào 142.5ml NH4OH đậm đặc. Định mức bẳng nước chất lên 500ml.

• Dung dịch che:

Cân 5g Na2S.9H2O hòa tan, định mức bằng nước cất để được 100ml. (chuyển ngay vào chai thủy tinh, đậy kín nắp).

• Chỉ thị ETB:

Cân 0,5g ETB + 4,5g hydroxylamine (NH2OH.HCl) hòa tan hoàn toàn trong 100ml ethanol. (bảo quản trong chai thủy tinh sẫm màu).

Dụng cụ thí nghiệm:

Erlen 250ml, pipet 25ml, buret 25ml, giá đỡ buret, ống hút nhỏ giọt.

Tiến hành thí nghiệm:

Bước 1: Dùng pipet 25ml lấy chính xác 25ml nước sau hệ thống làm mềm vào erlen.

Bước 2: Thêm vào erlen 2ml dung dịch đệm pH=10, 1ml dung dịch chất che và 2-3 giọt chỉ thị ETB. Lắc đều.

• Nếu dung dịch trong erlen xuất hiện màu xanh => độ cứng trong mẫu <3mg/l => đạt, nằm trong giới hạn kiểm soát.
• Nếu dung dịch trong erlen xuất hiện màu đỏ => phát hiện độ cứng trong mẫu, tiến hành bước tiếp theo để xác định chính xác độ cứng trong mẫu.

Bước 3: Tiến hành chuẩn độ độ cứng bằng dung dịch chuẩn EDTA 0.02N.

Đặt buret chứa 25ml dung dịch chuẩn EDTA 0.02N lên giá đỡ buret. Đặt erlen phía dưới buret và tiến hành chuẩn độ. Nhỏ từng giọt EDTA 0.02N xuống erlen cho đến khi erlen chuyển từ màu đỏ sang màu xanh da trời. Kết thúc chuẩn độ, ghi nhận lượng EDTA tiêu tốn (Vml).

Cách tính độ cứng:

Độ cứng có trong mẫu nước sẽ bằng thể tích EDTA tiêu tốn trong chuẩn độ nhân với 40.

Trong đó:

Đơn vị độ cứng: mgCaCO3/l

CEDTA: nồng độ đương lượng EDTA = 0.02N

DCaCO3: Đương lượng CaCO3 = 50 đlg/mol.

Vmẫu: thể tích mẫu lấy ban đầu = 25ml

Bài viết giúp bạn hiểu rõ độ cứng của nước và tìm được cách xác định độ cứng của nước để tìm giải pháp xử lý an toàn, hiệu quả nhất rồi. Nếu có bất kỳ thắc mắc nào, đừng ngần ngại bình luận phía dưới hoặc liên hệ trực tiếp Geyser Việt Nam để được tư vấn chi tiết.

>>>> Tham khảo: Máy lọc nước nano Geyser giải pháp lọc và xử lý nước cứng hiệu quả cho nước sinh hoạt đạt chuẩn!