العسرة الكلية للماء (Hardness of water)
تنتج عسرة الماء (Hardness of water) بشكل رئيسي عن وجود أملاح الكالسيوم والمغنزيوم في الماء بنسبة أعلى من المسموح بها عالميا في مياه الشرب ، حيث في هذه الحالة يسمى الماء بالماء العسر أو القاسي Hard water .
اما عندما تكون نسبة أملاح الكالسيوم والمغنزيوم بنسبة ضمن الحد المسموح به عالميا يقال عن الماء بأنه ماء يسر أو طري Soft water .
وقد تحدثنا في مقال سابق عن التحاليل الكيميائية للماء
وقد تحدثنا في مقال سابق عن التحاليل الكيميائية للماء
ويجب التميز بين نوعين من القساوة
1- العسرة المؤقتة للماء :
وسبب جودها أملاح البيكربونات ، مثل Ca(HCO3)2 , Mg(HCO3)2 وبعض الأملاح الأخرى .
وتزال العسرة المؤقتة عادة بغليان الماء فتتحول أملاح البيكربونات إلى الكربونات الراسبة ، والتي يسهل فصلها بعملية الترشيح أو الأبانة ، كما في المعادلة التالية :
Ca(HCO3)2 ➡️ CaCO3↓ + CO2 + H2O
2- العسرة الدائمة للماء :
وهي تنتج بشكل رئيسي عن أملاح الكالسيوم والمغنزيوم في الماء على شكل كربونات او كبريتات أو كلوريدات ، ولايمكن إزالة هذه العسرة بالغليان إنما يجب معالجتها بطرق فيزيائية وكيميائية مكلفة .
والتي تعتمد على أخذ كمية مقاسة بدقة من الماء المدروس ويضاف إليه محلول موقي نشادري pH=10 .
ثم تضاف كمية قليلة من مشعر الأريوكروم الأسود T.
وتتم آلية طريقة التحليل على الشكل التالي :
العسرة الكلية للماء = العسرة الدائمة + العسرة المؤقتة
:
1- قبل بدء المعايرة :
يتفاعل مشعر الاريوكروم الأسود (H3Er) مع أيونات المغنزيوم لإعطاء معقد ذي لون أحمر أرجواني :
+Mg+2 + H2Er- ⟶ MgE- + 2H
2- أثتاء المعايرة :
تتم معايرة المزبج السابق بمحلول قياسي من ال(-Edta (H2Y2.
حيث يتفاعل H2Y-2 مع جميع أيونات الكالسيوم الموجودة في المحلول وفق التفاعلين التاليين :
+Ca+2 + H2Y-2 ⟶ CaY-2 + 2H
+Mg+2 + H2Y-2 ⟶ MgY-2 + 2H
+Mg+2 + H2Y-2 ⟶ MgY-2 + 2H
3 - عند نقطة نهاية المعايرة :
هنا يتم تخليص أيونات Mg+2 من المعقد المتشكل مابين المشعر وأيون المغنزيوم MgEr- لتشكيل معقد اقوى منه مابين Mg+2 وال Edta أي المعقد MgY-2 , وهنا يظهر اللون الازرق الذي يمثل لون المشعر الحر :
-H2Y-2 + MgE- ⟶ MgY-2 + H2E
وبالتالي عند الانقلاب اللوني يسجل الحجم المستهلك من الEdta ومن ثم تحسب القساوة بواحدة الppm (ملغ/ل) على هيئة كربونات الكالسيوم .
وأحيانا بالدرجة الفرنسية والتي واحدتها (ملغ/100مل)
كما يمكن حساب القساوة الدائمة للماء ، وذلك بالطريقة السابقة نفسها لكن بعد غليان الماء لمدة نصف ساعة وعلى نار هادئة وبلطف ، ومن ثم يكمل الحجم بالماء المقطر إلى الحجم الأصلي الذي كان قبل الغليان .
ومن ثم يرشح الماء ، وتؤخذ كمية منه ونعاير كما في الطريقة السابقة .
وبالتالي يمكن حساب العسرة المؤقتة للماء من حاصل طرح العسرة الدائمة من العسرة الكلية ، أي أن :
العسرة الكلية للماء = العسرة الدائمة + العسرة المؤقتة
وبالتالي :
العسرة المؤقتة = العسرة الكلية - العسرة الدائمة .