Twardość i zasadowość w naturalnej wodzie są ważnymi wskaźnikami, które odzwierciedlają charakterystykę jakości wody. Twardość odnosi się głównie do całkowitego stężenia jonów wapnia (ca²⁺) i jonów magnezu (mg²⁺) w wodzie, podczas gdy alkaliczność jest określana głównie przez jony dwuwarnowanowe (HCO₃⁻). Związek między nimi bezpośrednio wpływa na skład rozpuszczonych soli w wodzie, a zatem odzwierciedla właściwości chemiczne zbiornika wodnego. Zgodnie ze współczynnikiem stężenia tych dwóch można go podzielić na następujące trzy sytuacje:
1. Alkaliczność jest większa niż twardość (w mol\/l)
Gdy stężenie HCO₃⁻ w wodzie jest wyższe niż połowa całkowitego stężenia jonów wapnia i magnezu (tj. Hco₃⁻> ½ (ca²⁺ + mg²⁺), wskazuje, że zasadowość znacznie przekracza twardość. W tym czasie jony wapnia i magnezu będą preferencyjnie połączyć się z wodorowęglanem z utworzeniem wodorowęglanu wapnia (CA (HCO₃) ₂) i biasarowęglanu magnezu (Mg (HCO₃) ₂). Pozostałe HCO₃⁻ łączy się z monowalentnymi kationami, takimi jak sód (Na⁺) i potas (K⁺) z tworzeniem wodorowęglanu sodu (Nahco₃) i wodorowęglanu potasu (Khco₃).
W tym przypadku twardość w wodzie składa się całkowicie z wodorowęglanu i nie ma twardości nie węglowodanów (takiej jak sole wapnia i magnezu w postaci siarczanów lub chlorków). Ponadto różnica między zasadowością a twardością odpowiada stężeniu wodorowęglanu sodu i potasu. Ta nadmiar zasadowości nazywa się „twardością negatywną” lub „nadmiarem zasadowości”, co oznacza, że w wodzie jest dodatkowy wodorowęglan, który nie jest spożywany przez wapń i magnez.
2. Alkaliczność równa się twardości (w mol\/l)
Gdy stężenie HCO₃⁻ jest dokładnie równe połowy całkowitego stężenia jonów wapnia i magnezu (tj. Hco₃⁻=½ (Ca²⁺ + mg²⁺)), wszystkie jony wapnia i magnezu będą połączyć się z dwukarbonatem z wapniem z bikarbonanu i bikarbonu magnezowego. W tym czasie jony sodu i potasu nie mogą tworzyć wodorowęglanu, ale w połączeniu z jonami siarczanowymi (So₄²⁻) lub chlorkiem (CL⁻) z soli neutralnych, takimi jak siarczan sodu (Na₂so₄), siarczan potasu (K₂So₄), chlorek sodu (NACL) lub chlorek potasu (KCl).
W tym przypadku w wodzie nie ma ani nadmiernej zasadowości (twardość negatywna), ani twardość nie węgonatem. Twardość i zasadowość są idealnie dopasowane, co wskazuje, że stężenia wapnia i magnezu są po prostu zneutralizowane przez wodorowęglan, a inne aniony są łączone tylko z sodem i potasem.
3. Alkaliczność jest mniejsza niż twardość (w mol\/l)
Gdy stężenie HCO₃⁻ jest mniejsze niż połowa całkowitego stężenia jonów wapnia i magnezu (tj. HCO₃⁻ <½ (Ca²⁺ + mg²⁺), jony wapnia i jonów magnezu w wodzie nie mogą być całkowicie zneutralizowane przez ciężką wodę wodorowęglanową. Zgodnie z różnicą w stosunku wapnia i magnezu sytuację można dalej podzielić na dwa typy:
(1) Woda wapnia (wysoki odsetek Ca²⁺)
Jeśli stężenie jonów wapnia jest wysokie (½CA²⁺> HCO₃⁻), wodorowęglan będzie preferencyjnie połączyć z wapniem z utworzeniem wodorowęglanu wapnia, a pozostałe jony wapnia połączą się z siarczanem z utworzeniem siarczanu wapnia (Caso₄). Jednocześnie, ponieważ jony magnezu nie są całkowicie zneutralizowane, będą istnieć w postaci siarczanu magnezu (mgso₄). W tej chwili w wodzie istnieje oczywista twardość nie węglowodanowa (taka jak siarczan wapnia i siarczan magnezu), ale wodorowęglan magnezu (Mg (HCO₃) ₂) wcale nie istnieje.
(2) Woda twarda magnezu (MG²⁺ stanowi wysoki odsetek)
Jeśli stężenie jonów magnezu jest wysokie (½CA²⁺ W obu przypadkach, o ile zasadowość jest mniejsza niż twardość, twardość nie węglowodan musi istnieć w wodzie, a wodorowęglany sodu i potasu (takie jak Nahco₃) całkowicie znikają. Podsumowanie i analiza Porównując związek między twardością a zasadowością, możemy wyjaśnić skład i źródło soli w wodzie: Alkaliczność> Twardość: wapń i magnez w wodzie istnieją w postaci wodorowęglanu, w towarzystwie wodorowęglanu sodu i potasu (twardość ujemna). Alkaliczność=Twardość: wapń i wodorowęglany magnezu są całkowicie zneutralizowane, a inne sole powstają przez jony sodu, potasu i siarczanu lub chlorków. Alkaliczność