Умягчение воды

Описание процесса

Природная вода содержит ионы кальция и магния (см. анализ воды), которые образуют труднорастворимые соли. Эти катионы вместе с менее распространёнными и ещё менее растворимыми катионами стронция и бария называются ионами жёсткости. Когда вода даже немного испаряется, эти катионы выпадают в осадок. Это то, что вы видите, когда вода испаряется в кипящем чайнике на плите.

Жёсткая вода также образует накипь в водопроводных трубах и котлах, как бытовых, так и промышленных. Она может вызывать помутнение пива и безалкогольных напитков. Соли кальция откладываются на стаканах в посудомоечной машине, если городская вода жёсткая и вы забыли добавить соль.

Сильнокислотные катионообменные смолы (СКК, см. типы смол), используемые в натриевой форме, удаляют эти катионы жёсткости из воды. Умягчители после насыщения этими катионами регенерируются хлоридом натрия (NaCl, поваренная соль).

Реакции

Пример с кальцием:

R обозначает смолу, которая изначально находится в натриевой форме. Реакция для магния идентична.

Вышеуказанная реакция является равновесной. Её можно обратить, увеличив концентрацию натрия в правой части. Это делается с помощью NaCl, и реакция регенерации:

Что происходит с водой

Исходная вода

СКК (Na)
→

Умягчённая вода

Солёность воды не изменяется, только жёсткость заменяется натрием. Небольшая остаточная жёсткость всё ещё присутствует, её значение зависит от условий регенерации.

Применения

Примеры использования умягчителей:

• Подготовка воды для котлов низкого давления
• В Европе большинство посудомоечных машин имеют умягчающий картридж
• Пивоваренные заводы и производители безалкогольных напитков обрабатывают воду смолами пищевого класса

Умягчение воды не снижает её солёность: оно лишь удаляет ионы жёсткости и заменяет их натрием, соли которого имеют гораздо более высокую растворимость, поэтому они не образуют накипь или отложения.