Общая жесткость. Спорные моменты.

[Skif]

Изготавливая тест на общую жесткость, наткнулся на некоторые проблемы. Пришлось немало погуглить чтоб докопаться до истины, казалось бы, простой вещи. Данные вопросы уже подымались на нашем форуме, но некоторые точки над "i" так и не расставили. Попытаюсь внести ясность и/или повторно вынести на обсуждение.

1. ГОСТ 4151-72. Вода питьевая. Метод определения общей жесткости.
В данном ГОСТе приведена формула подсчета общей жесткости по результатам измерения, результат получают в моль/м3 (мМоль/л).
Вроде как, принято жесткость измерять в мг-экв/л, что для Ca++, Mg++ ввиду их двухвалентности будет ровно в два раза больше значения в мМоль/л.
На самом же деле, если пересчитать формулу с учётом единиц измерения, получается нестыковка. В формулу подставляется нормальность раствора трилона (мг-экв/л), а получается молярность (мМоль/л). Данная нестыковка вылазит в невозможности точно принять результаты сторонних лабораторий, которые присылают нечто такое: "общая жесткость равна Х,ХХ моль/м3, согласно ГОСТ4151-72". Неизвестно как надо поступать при переводе этого результата в привычные мг-экв/л или в градусы.
Многие пересчитывали всё по пунктам госта, вопрос подымался на форумах химиков. Например ТУТ, ТУТ и т.п.
Никто так и не понял что было на уме разработчиков когда указывалась единица измерения, но реально получается что там должно быть мг-экв/л.
Т.е. для данных лабораторий результат берём в мг-экв/л без умножения на два. А для перевода в dGH умножаем на 2,804
В более новых документах попытались этот момент более-менее конкретизировать.
ГОСТ Р 52407-2005
ГОСТ Р 52029-2003

2. Аптечные препараты с солями кальция и магния.
Для подкормки растений, для реминерализации осмоса, для перепроверки тестов на общую жесткость и т.п. используются аптечные препараты на основе солей кальция и магния. Это общеизвестные: магния сульфат в порошке, магния сульфат 25% в ампулах и кальция хлорид 10% в ампулах.
Для применения и решения поставленной задачи необходим расчёт массы (объёма) препарата. Но тут есть один момент который способен погубить расчёт - это водность применяемых солей. Например:
а) на пакетике написано: магния сульфат 10г. Казалось бы, имеется ввиду содержание самого действующего вещества - соли магния. Но это не так. В пакетике, на самом деле, гептагидрат сульфата магния (магнезия), MgSO4*7H2O, в котором самой соли всего лишь 48,9%
б) раствор для инъекций кальция хлорид 10% (иногда пишут 100мг/мл). Всегда имелось ввиду, что концентрация указана для самого CaCl2. На мысль о том что это не так натолкнул фрагмент книги "Фармацевтическая химия" Автор Г.А.Мелентьева Л.А.Антонова. По сути, в медицине, под названием хлорид кальция имеется ввиду его гексагидрат CaCl2*6H2O. В котором чистой соли 50,7%
в) раствор для инъекций магния сульфат 25%. Концентрация указана именно для безводной соли MgSO4, а не для её гидрата (как в случае с порошком). , как подсказали форумчане и подтвердил повторный эксперимент, концентрация приводится в расчёте на кристаллогидрат.
Информации о рецептурах или о водности исходных солей для приготовления лекарственных препаратов, к сожалению, нигде не нашел. Выводы сделаны на основе экспериментов: титрования трилоном, выпаривания-прокаливания-взвешивания. Если медики-фармацевты более конкретизируют данный вопрос буду очень благодарен.

3.Расчёт жесткости воды при добавлении солей кальция, магния.
Иногда возникает необходимость поднять жесткость исходной воды путём добавления солей кальция или магния. При этом неоднократно на форуме появляются вопросы с определением самого градуса жесткости и количеством солей или аптечных растворов для приготовления воды с заданной жесткостью. Много путаницы возникает именно при расчёте, поскольку для одного градуса надо кальция одно количество, а магния - другое. Кроме этого в замешательство вводит ещё и пересчёт в мнимый оксид CaO (MgO). Т.к. в определении нем. градуса фигурирует именно оксид.
Имхо, если вещи разные то проще всего их считать в штуках, т.е., применимо к химии, в Молях. Определение градуса, представленное в виде концентрации мМоль/л будет одно и то же для кальция, магния и других металлов попадающих под определение общей жесткости.
С советской единицей измерения жесткости всё просто - мг-экв/л, применимо к катионам солей жесткости, равены 2*мМоль/л. Т.е. если в воде содержится 1мМоль/л Са или Mg... то жесткость такой воды бедет равна 2 мг-экв/л.
С более привычной в современной аквариумистике единицей измерения, градусах dGH, чуть интересней. "1 часть оксида кальция (СаО) или 0.719 частей оксида магния (MgO) на 100 000 частей воды". Имхо, для большей удобности в расчётах следует принимать значение градуса в молярной концентрации катионов. Из определения можно посчитать: 1dGH=0.01г/л СаО (М.м. 56.08г/моль), следовательно 1dGH=0,01/56,08=0,17832мМоль/л. Эту концентрацию в расчётах можно применять для любых солей кальция или магния без заморочки с пересчётами в какие-то мнимые оксиды.
Увеличение жесткости распространёнными аптечными препаратами:
а) магния сульфат, порошок. MgSO4*7H20 (М.м. 120,4+7*18=246,4г/моль).
Для увеличения жесткости на 1dGH на каждый литр воды надо добавить 0,17832*246,4=43,93мг этого препарата
б) ампулы кальция хлорида 10% (100мг). Поскольку концентрация указана применимо к CaCl2*6H2O (М.м. 111+6*18=219г/моль), то для увеличения жесткости на 1dGH на каждый литр воды надо добавить 0,17832*219=39,05мг гексагидрата кальция хлорида. А это соответствует 0,3905мл раствора.
Данный подпункт противоречит распространенной "рецептуре" увеличения жесткости: "10 мл (1 ампулу) 10% раствора хлорида кальция разбавить дистиллированной водой до 100 мл. Затем взять 20 мл этого раствора и развести в 1 литре дистиллированной воды. Получится концентрация кальция 72,2 мг/л или 10,1 dGH"
в) ампулы магния сульфата 25%. MgSO4 (М.м.120.4г/моль) 250мг/мл. Следовательно, для увеличения жесткости на 1dGH на каждый литр воды надо добавить (0,17832*120,4)/250=0,08588мл раствора.
Учитывая ошибку с водностью исходной соли надо считать так: MgSO4*7H2O (М.м.246,4г/моль) 250мг/мл. Для увеличения жесткости на 1dGH на каждый литр воды надо добавить (0,17832*246,4)/250=0,1758мл раствора. Следовательно, еще одна неправильная рецептура из и-нета: 10 мл (1 ампулу) 25% раствора сульфата магния разбавить дистиллированной водой до 100 мл. Затем взять 10 мл этого раствора и развести в 1 литре дистиллированной воды. Получится концентрация магния 50,5 мг/л или 11,6 dGH
Для увеличения жесткости на 1мг-экв/л значения полученные в подпунктах а), б), в) надо умножить на 2,804.

[Skif]

Допис від Allexx

... указано, что растворы для инъекций готовятся из солей CaCl2*6H2O и MgSO4*7H2O.

С выводом что концентрация в растворе указана для безводной соли магния, возможно, я поспешил и где-то напартачил. Завтра прикуплю ещё ампулок и выпарю-прокалю соль с большего количества раствора. Ещё раз всё перепроверю.

Пока сильно не пинайте, я ж тож не химик, чисто так, на школьном курсе...

[Xимик_UA]

Тема, думаю, реально нужная - по крайней мере, чтобы согласовать точки соприкосновения с лаборантами Водоканала и фармацевтами.
1. По единицам жесткости - в России подумали и согласовали (русский градус жесткости = мг-экв/л). У нас пока хуже... но результаты лабораторий тоже следует принимать как мг-экв/л (хоть в ГОСТ на определение жесткости и написано ммоль/л).
2.По аптечным препаратам и безводности солей - водный хлорид кальция и безводный на вид очень даже похожи... более того, безводный хлорид легко ловит воду при доступе воздуха. Хотя отличить довольно легко - если удалось за минут 10-15 приготовить 10% раствор - хлорид кальция точно небезводный (безводный практически гидрофобен).

[Xимик_UA]

Поборов лень, решил пересчитать аптечные растворы.
1 градусу жесткости соответствует 19,8 мг CaCl2 или 38,05 мг CaCl2х6Н2О
1 градусу жесткости соответствует 21,5 мг MgSO4 или 43,93 мг MgSO4х7Н2О
Рассчет по безводным солям:
1 мл 10% CaCl2 (плотность примерно 1,1) - 110 мг соли т.е. должен повышать жесткость на 5,55 градуса
1 мл 10% MgSO4 (плотность примерно 1,1) - 110 мг соли т.е. должен повышать жесткость на 5,12 градуса
1 мл 25% MgSO4 (плотность примерно 1,25) - 312,5 мг соли т.е. должен повышать жесткость на 14,5 градуса
Соответствует ли это опыту форумчан и статье Ванюшина? НЕТ!

Расчет по кристаллогидратам.
1 мл 10% CaCl2*6Н2О (плотность примерно 1,05) - 105 мг соли т.е. должен повышать жесткость на 2,76 градуса
1 мл 10% MgSO4*7Н2О (плотность примерно 1,05) - 105 мг соли т.е. должен повышать жесткость на 2,39 градуса (у Ванюшина 2,24)
1 мл 25% MgSO4*7Н2О (плотность примерно 1,12) - 280 мг соли т.е. должен повышать жесткость на 6,37 градуса

Соответствует ли это опыту форумчан и статье Ванюшина? Да, примерно соответствует
З.Ы. Плотности растворов рассчетные - отсюда и вероятная ошибка.

[Skif]

Я сегодня ещё раз перепроверил.
С 25% сульфатом магния я, таки, поспешил и ошибся. Концентрация на ампулах пишется для 7-ми водной соли. Наверное подвели весы, т.к. цифровые и без термокомпенсации. При насыпании тёплой, после прожарки, соли у них уплыл ноль, а этого не заметил.

Сейчас буду пробовать отредактировать первый пост, с выделением цветом ошибочных и правильных данных.

Xимик_UA, в аптечных растворах плотность не учитывается, имеется ввиду объёмная концентрация. Т.к. на упаковке чётко пишут 100мг/мл, 250мг/мл. А вот указаний о том кристаллогидрат брался в расчёт или нет ни на какой из упаковок не написано. Во всех аптеках на конкретный вопрос фармацевты отвечают что концентрация указана для безводной соли

[Xимик_UA]

Без учета плотности:
Расчет по кристаллогидратам.
1 мл 10% CaCl2*6Н2О - 100 мг соли т.е. должен повышать жесткость на 2,63 градуса
1 мл 10% MgSO4*7Н2О - 100 мг соли т.е. должен повышать жесткость на 2,28 градуса (у Ванюшина 2,24)
1 мл 25% MgSO4*7Н2О - 250 мг соли т.е. должен повышать жесткость на 5,69 градуса

[Starcomputer]

Skif, Вы не против из этой темы потом статью сделать ?
Или я могу сделать за Вашим авторством и согласовать с Вами.

[Skif]

Я это специально писал для того чтоб силой коллектива окончательно добить этот вопрос. И показать как всё считалось, чтоб в случае возникновения каких-то вопросов каждый смог с чем-то свериться.

Starcomputer, Я на авторство не претендую Можете делать всё что угодно, лишь бы это было удобно и кому-то пригодилось.

[Luckyfish]

!!!

[altum72]

Допис від Xимик_UA

Поборов лень, решил пересчитать аптечные растворы.
1 градусу жесткости соответствует 19,8 мг CaCl2 или 38,05 мг CaCl2х6Н2О
1 градусу жесткости соответствует 21,5 мг MgSO4 или 43,93 мг MgSO4х7Н2О
Рассчет по безводным солям:
1 мл 10% CaCl2 (плотность примерно 1,1) - 110 мг соли т.е. должен повышать жесткость на 5,55 градуса
1 мл 10% MgSO4 (плотность примерно 1,1) - 110 мг соли т.е. должен повышать жесткость на 5,12 градуса
1 мл 25% MgSO4 (плотность примерно 1,25) - 312,5 мг соли т.е. должен повышать жесткость на 14,5 градуса
Соответствует ли это опыту форумчан и статье Ванюшина? НЕТ!

Расчет по кристаллогидратам.
1 мл 10% CaCl2*6Н2О (плотность примерно 1,05) - 105 мг соли т.е. должен повышать жесткость на 2,76 градуса
1 мл 10% MgSO4*7Н2О (плотность примерно 1,05) - 105 мг соли т.е. должен повышать жесткость на 2,39 градуса (у Ванюшина 2,24)
1 мл 25% MgSO4*7Н2О (плотность примерно 1,12) - 280 мг соли т.е. должен повышать жесткость на 6,37 градуса

Соответствует ли это опыту форумчан и статье Ванюшина? Да, примерно соответствует
З.Ы. Плотности растворов рассчетные - отсюда и вероятная ошибка.

ее по формулам не заставишь нерестится!!!
тут нужно не формулы собирать ,а ОПЫТ!!!!!
но рыбка не механизмей инструкции не прилепи
ть нуна думать иногда

[Диаптомус]

Огромное спосибо за статью,очень дахотчиво и понятно как подготавливать воду нужной жесткости.Респект.

[Михаил1984]

Допис від svetka

Общая жесть воды составляет 18 мг-экв/л (50 dGh). Подскажите, что делать с водой?

можно узнать откуда такая вода в Донецке? в кране выше 10 врядли. Или это из скважины?

[Диаптомус]

1

для увеличения жесткости на 1dGH на каждый литр воды надо добавить 0,3905мл раствора.

2

Для увеличения жесткости на 1dGH на каждый литр воды надо добавить (0,1758мл раствора.

Что-бы получить жесткость 7 градусов,нужно в осмос добавить
1. 0.39х7х10=27,3 мл по кальцию
2. 0.176х7х10=11.2 мл по магнию
Я прав,иле нет,Спосибо.

[Skif]

илья222, жесткость обусловленная кальцием и жесткость обусловленная магнием суммируются.
27.3мл 10% хлорида кальция + 11.2мл 25%сульфата магния в 10л воды поднимут жесткость на 14 dGH. Если добавляются в хороший осмолят то изначальной жесткостью можно пренебречь.

[Диаптомус]

Спосибо.Значит надо дозы в два раза меньше на 10 л.

[Диаптомус]

Купил набор для реминерализации осмоса,179 грам сульф.магния и 80 грам хл. кальция,развести растворы в пол литре осмоса.Хотел спросить,сколько процентные растворы получатьса???