ความกระด้างของน้ำ (Water Hardness)

2 เดือนที่ผ่านมา

โดย เจ้าของร้าน

น้ำกระด้าง ที่เรารู้จักกันคือน้ำที่มีคุณสมบัติทำให้สบู่ละลายและทำให้เกิดฟองได้ยาก ส่วนใหญ่ต้นกำเนิดมาจาก น้ำบาดาล น้ำทะเล นอกจากน้ำกระด้างทำให้การฟอกสบู่ยากแล้ว ยังมีส่วนทำให้เกิดตะกรันในกาน้ำ มีผลเสียทำให้น้ำเดือดช้า(เปลืองแก๊ซหรือไฟฟ้า) และถ้าเป็นหม้อน้ำไฟฟ้าอาจทำให้ดูดน้ำไม่ขึ้น และหากเป็นน้ำดื่มน้ำกระด้างเป็นสาเหตุทำให้เกิดโรคนิ่ว

ความกระด้างของน้ำ (water hardness) คือ น้ำที่มีส่วนผสมของธาตุโลหะที่อยู่ในสภาพไอออนที่มีประจุบวก (cation) โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาพไอออนที่มีประจุ +2 ทำให้น้ำมีแรงตึงผิว (surface tension) มาก เกิดฟองกับสารซักฟอก (detergent) ได้ยาก

คุณสมบัติทางเคมีของน้ำกกระด้าง

ความกระด้างของน้ำ เกิดจากน้ำที่มีส่วนผสมของ Ion ประจุ +2 และ +3 อาทิ แคลเซียม (Ca²⁺), แมกนีเซียม (Mg²⁺) , อลูมิเนียม (Al³⁺) แต่ในธรรมชาติส่วนใหญ่จะพบ แคลเซียม(Ca²⁺)และ แมกนีเซียม(Mg²⁺)ในน้ำ

ไอออนของโลหะที่มีอยู่ในน้ำกระด้าง เช่น

แคลเซียมไอออน (Ca²⁺)

แมกนีเซียมไอออน (Mg²⁺)

ธาตุอื่นๆ เล็กน้อย เช่น เหล็ก (II) ไอออน (Fe²⁺), แมงกานีส (II) ไอออน (Mn²⁺และสทรอนเซียมไอออน (Sr²⁺)

โดยทั่วไปใช้ปริมาณเกลือแคลเซียมและแมกนีเซียมเป็นตัวชี้วัดความกระด้างของน้ำ

น้ำกระด้างแบ่งออกเป็น 2 ประเภท คือ

1.น้ำกระด้างชั่วคราว(temporary hardness) หรือ น้ำกระด้างคาร์บอเนต หมายถึง น้ำกระด้างที่มีแคลเซียมคาร์บอเนตหรือแมกนีเซียมคาร์บอเนต โดยความกระด้างของน้ำจะหายไปเมื่อให้ความร้อน เพราะจะทำให้ตกตะกอนเป็นหินปูนและเกิดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ละเหยไป

2.น้ำกระด้างถาวร(Permanent hardness) หรือน้ำกระด้างไม่เกิดคาร์บอเนต หมายถึง เกิดจากอิออนประจุบวกจากสารประกอบแคลเซียมและแมกเนเซียม (หรืออิออน +2, +3)ที่รวมตัวกับอิออนลบซัลเฟต (SO₄^2-), คลอไรด์ (Cl^-) หรือไนเตรต(NO₃^-)น้ำกระด้างถาวรไม่สามารถกำจัดโดยการให้ความร้อนได้ แต่สามารถทำให้สารละลายเกลือตกตะกอนและคัดแยกทีหลังได้ วิธีทำให้ตกตะกอนสามารถใช้ปูนขาวและโซดาแอชเติมลงในน้ำกระด้างถาวร

ระดับความกระด้างของน้ำ

น้ำอ่อน คือ น้ำที่มีความกระด้างน้อยกว่าหรือเท่ากับ 50 มก./ล.

น้ำค่อนข้างอ่อน คือ น้ำที่มีความกระด้าง 50-150 มก./ล.

น้ำกระด้างเล็กน้อย คือ น้ำที่มีความกระด้าง 150-250 มก./ล.

น้ำกระด้าง คือ น้ำที่มีความกระด้าง 250-350 มก./ล.

น้ำกระด้างมาก คือ น้ำที่มีความกระด้าง 350 มก./ล. ขึ้นไป

สาเหตุที่น้ำมีความกระด้าง

น้ำมีความกระด้างเกิดจากการที่ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในบรรยากาศ หรือเกิดจากการย่อยสลายสารอินทรีย์บนชั้นผิวหน้าดินโดยแบคทีเรียแล้วรวมตัวกับน้ำเกิดเป็นกรดคาร์บอนิก (carbonic acid) ซึ่งเป็นกรดอ่อน เมื่อไหลซึมไปสัมผัสกับชั้นหินที่เป็นด่าง โดยเฉพาะชั้นหินปูนซึ่งมีแคลเซียมคาร์บอเนต (CaCO₃) และแมกนีเซียมคาร์บอเนต (MgCO₃) เป็นองค์ประกอบหลัก จะละลายหินปูนมากับน้ำทำให้มีปริมาณ Ca²⁺ และ Mg²⁺ มากขึ้น ส่งผลให้ความกระด้างของน้ำเพิ่มขึ้น

วิธีการทำให้น้ำกระด้างนั้นอ่อนลงและพอที่จะใช้งานได้สามารถแบ่งเป็นสองกลุ่มใหญ่ๆ ดังนี้

1.น้ำกระด้างชั่วคราว (น้ำที่สามารถกำจัดความกระด้างให้หายไปด้วยการต้ม พบได้ในแม่น้ำลำคลอง)

* นำไปต้ม เพราะน้ำกระด้างชั่วคราวนี้จะสามารถกำจัดความกระด้างออกไปด้วยการต้ม ซึ่งความร้อนจะทำให้ไบคาร์บอเนตของแคลเซียมและแมกนีเซียมซึ่งเกาะตัวรวมกับโมเลกุลของน้ำระเหยไป และทำให้เกิดตะกอน สามารถแก้ไขได้ด้วยการกรอง

* การเติมปูนขาว

2.น้ำกระด้างถาวร (ไม่สามารถจัดได้ด้วยการต้ม เพราะมีสารจำพวกแคลเซียมคลอไรด์ แคลเซียมซัลเฟต แมกนีเซียมคลอไรด์ และแมกนีเซียมซัลเฟตเจือปนอยู่)

* สามารถแก้ไขได้โดยวิธีการกลั่น โดยจะเป็นการเปลี่ยนสถานะของน้ำจากของเหลวกลายเป็นไอ ก่อนจะกลับมาเป็นของเหลวอีกทีหนึ่ง ซึ่งเมื่อน้ำกลายเป็นไอนั้น ตัวสารที่เจือปนอยู่ในน้ำจะตกผลึกออกมาเพราะเป็นสารที่มีน้ำหนัก

* ในการแก้ไขจริงๆแล้วมักจะใช้เครื่องกรองเรซิน ซึ่งเม็ดเรซินในเครื่องกรองจะดักจับหินปูนภายในน้ำแล้วกรองออก จากนั้นให้นำเอาตัวกรองออกมาล้างโดยใช้น้ำเกลือ เพื่อให้น้ำเกลือนั้นไปจับผลึกหินปูนออกมาจากเรซินนั่นเอง

* ใช้โซดาแอช ซึ่งโซดาแอชจะไปทำปฏิกิริยากับสารแคลเซียมคลอไรด์ แคลเซียมซัลเฟต แมกนีเซียมคลอไรด์ และแมกนีเซียมซัลเฟต ที่อยู่ภายในน้ำกระด้าง และทำให้เกิดการตกตะกอนละเอียด ซึ่งวิธีนี้จำเป็นต้องใช้ร่วมกับสารส้ม เพื่อให้ตะกอนนั้นรวมกันกลายเป็นก้อนใหญ่และสามารถกรองออกได้

Link สินค้า : เครื่องวัด ความกระด้างของน้ำ (Water Hardness)

ขอขอบคุณข้อมูลดีๆ : ศูนย์เครือข่ายข้อมูลอาหารครบวงจร

www.เกร็ดความรู้.com