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.

[altum72]

Илья,а не проще было готовые 10% купить?

[sae74]

А какова цена порошка и готового раствора?

[altum72]

Допис від sae74

А какова цена порошка и готового раствора?

разница до 10 гр.

[Mykhaylo]

Допис від altum72

разница до 10 гр.

На каком объеме?

Кальций хлористый чда 1кг 12-16 грн.
Из него можно сделать приблизительно (если не учитывать плотность раствора, но она небольшая) 10л 10% раствора.
100 мл (10 ампул) 10% раствора в аптеке 6-7 грн. Может если делать в рецептурном и дешевле, но все равно врядли
Сульфат магния чда - 14-18 кг
Хотя для реминерализации и "ч" хватит - меньше забот о микроэлементах будет

2 Диаптомус
% - это количество гр вещества в 100гр раствора. Тут 2 "подводных камня" для "нехимиков" - разводить нужно не в 500мл, а бросить соль в мерную емкость и довести объем до 500 мл. Но и это при высоких концентрациях солей не спасает ибо при этом растет плотность раствора.
Выхода 3. Первый - забить, погрешность даже в 10-15 процентов не смертельна. Второй - найти таблицу плотности и пересчитать. Третий - воду добавлять на весах строго до 500 гр

Ваши растворы (по варианту "забить") будут 35,8% и 16% соотв. Но помните, что это концентрация соли, а не собственно магния и кальция. Опять же сульфат магния наверняка семиводный? Не забудьте и это учесть.
Хотя в принципе это обычные пропорции их школьной химии, т.е. стоит раз посчитать (или воспользоваться калькулятором например от Сергея Кудряшова http://cactiexchange.ipc.tsc.ru/blogger/Osmos_v2_1.xls) и пользоваться.

[Starcomputer]

Допис від Mykhaylo

Хотя в принципе это обычные пропорции их школьной химии, т.е. стоит раз посчитать

Вот бы кто-то из химиков (Mykhaylo, например) взял бы раз и показал на простеньком примере как считать.
Если допустим 25 гр MgSO4*7H2O кинуть в 1 литр воды, то какая концентрация Mg в мг/литр получится
Школьные учебники конечно хорошо, но объяснения на примере еще лучше
По крайней мере такая тема была бы интереснее, чем грАмотнОсть.

[Михаил1984]

Допис від Starcomputer

Если допустим 25 гр MgSO4*7H2O кинуть в 1 литр воды, то какая концентрация Mg в мг/литр получится

в MgSO4*7H2O содержится 9,86% Mg
в 25 граммах MgSO4*7H2O содержится 2,465 гр Mg
если довести раствор до 1 литра,то будет соответственно 2,465 гр/л магния

[Starcomputer]

Допис від Михаил1984

в MgSO4*7H2O содержится 9,86% Mg в 25 граммах MgSO4*7H2O содержится 2,465 гр Mg

Ага, а как насчет того, чтобы подробно рассказать откуда взялись цифры ?

[Михаил1984]

Допис від Starcomputer

Ага, а как насчет того, чтобы подробно рассказать откуда взялись цифры ?

нууууу,нашли у кого спрашивать-я что-химик,чтоли
был такой мужик по фамилии Менделеев,придумал он периодическую систему элементов (наверно слышали эту историю),так вот,возле каждого элемента есть цифра-это какая-то там масса (молекулярная,чтоли
вычисляем массу соли MgSO4*7H2O

Mg-24,305
S-32,066
O4-15,9994*11
Н-1,00794*14
масса соли=24,305+32,066+15,9994*11+1,00794*14=246,47776
содержание магния в этой соли=24,305/246,47776=0,0986=9,86%

[altum72]

Допис від Mykhaylo

На каком объеме?

Кальций хлористый чда 1кг 12-16 грн.
Из него можно сделать приблизительно (если не учитывать плотность раствора, но она небольшая) 10л 10% раствора.
100 мл (10 ампул) 10% раствора в аптеке 6-7 грн. Может если делать в рецептурном и дешевле, но все равно врядли

какие ампулы
я беру готовые растворы и не парю себе мозг с калькуляторами,с вычислениями и т.д
1,5 л готового 10% раствора ненамного дороже солей.
мне проще с готовыми.я посмотрел таблицу,жесткость осмоса знаю - и вперед.

[Mykhaylo]

Допис від Starcomputer

Вот бы кто-то из химиков (Mykhaylo, например) взял бы раз и показал на простеньком примере как считать.

ИМНо уже не раз показывали, ну да еще раз
Итак для этого нам нужна таблица Менделеева

в 25 гр семиводного магний MgSO4*7H20
сульфата кол-во магния (в гр) равно

25гр*(24/24+32+16*4+7*(16+2))=2,44гр (откуда все цифры в скобках - посмотрите на таблицу Менделеева, числитель магний, знаменатель - вся соль включая тот же магний и воду)

Если разбавить это в 1л, то получим 2,44 гр/л (по магнию)
Поскольку
1GH= 7.15 Ca2+, мг/л
4.35 Mg2+, мг/л
(лень проверять, взял из первой попавшейся таблицы)
то наш раствор
2440 мг/л делим на 4,35 и получаем GH = 560
Далее вспоминаем правило разведений (или пропорций)

Скажем нам нужно получить 10л воды с GH 5 из дистиллята (не забываем, что такую воду делают не магнием, а смесью кальция:магния обычно 4:1, но сейчас берем один магний).

Считаем коэф разбавления 560/5=112.
Нам нужно 10л воды или 10000мл. На этот объем нужно добавить
10000/112= 89 мл нашей болтушки (если быть точным 89 мл болтушки на 9911 мл воды).
Вот и вся "сложность".
Надеюсь нигде порядки не потерял и надеюсь на то, что соотношения нем градусов и концентрации по солям я взял из правильной таблицы

ЗЫ И я совсем не химик, хотя пару курсов на биофаке у многих складывалось впечатление,а не на химфаке или кафедре марксистско-ленинской философии мы учимся

[altum72]

Допис від Starcomputer

Вот бы кто-то из химиков (Mykhaylo, например) взял бы раз и показал на простеньком примере как считать.
Если допустим 25 гр MgSO4*7H2O кинуть в 1 литр воды, то какая концентрация Mg в мг/литр получится
Школьные учебники конечно хорошо, но объяснения на примере еще лучше
По крайней мере такая тема была бы интереснее, чем грАмотнОсть.

а хочешь Серега я тебе гол забью))))))
читай архив - такое уже было.
и помоему Володя Череп писал(может я и ошибаюсь)
вывод тогда был один - готовый раствор + таблица Ванюшина и будет счастье!
это для тех,кто не дружит с химией.я в том числе.

[Starcomputer]

Допис від Михаил1984

есть цифра-это какая-то там масса (молекулярная,чтоли

Поскольку там бывает много разных цифр, то лучше пользоваться простой версией таблицы, допустим такой:

[Starcomputer]

Допис від altum72

читай архив - такое уже было.

Может и было, но "Повторенье - мать ученья !"

[Mykhaylo]

Долго я писал и Михаил1984 еще и не округлял ММ до целых значений, хотя в биологии +-20% роли не играет в 99% случаев

[altum72]

Допис від Starcomputer

Поскольку там бывает много разных цифр, то лучше пользоваться простой версией таблицы, допустим такой:

человек привык усложнять себе жизнь))))
от обьясните мне дубовому- что проще:
1 готовый раствор
2 парить мозг с таблицами ,весами и т.д
3 при этом разница в цене практически равняется 2-3 бутылки пива))))
может я шось не понимаю?