Chất lượng nguồn nước chúng ta sử dụng hàng ngày có thể ảnh hưởng đến rất nhiều yếu tố trong cuộc sống. Từ việc nấu ăn, pha trà, cho đến việc vệ sinh cá nhân và thậm chí cả tuổi thọ của các thiết bị trong gia đình. Một trong những yếu tố quan trọng quyết định chất lượng nước chính là độ cứng của nước. Vậy độ cứng của nước là gì? Hãy cùng Văn Minh tìm hiểu thông qua bài viết này nhé!

 

1. Độ cứng của nước là gì?

Thực chất, thuật ngữ này dùng để chỉ hàm lượng khoáng chất hòa tan, chủ yếu là Canxi (Ca2+) và Magie (Mg2+) có trong nước. Lượng "chất khoáng" này càng nhiều thì nước càng "cứng".

Việc xác định độ cứng của nước rất quan trọng, giống như việc kiểm tra chất lượng vậy. Nó ảnh hưởng trực tiếp đến cuộc sống hàng ngày của chúng ta, từ việc sử dụng nước trong sinh hoạt cho đến các hoạt động sản xuất công nghiệp.

vanminh.com.vn - Độ cứng của nước

Độ cứng của nước

 

2. Các loại độ cứng của nước

Độ cứng của nước được phân thành hai loại chính: độ cứng tạm thời và độ cứng vĩnh cửu.

  • Độ cứng tạm thời được tạo nên bởi các muối hidrocacbonat của canxi và magie. Khi đun nóng, các muối này phân hủy tạo thành muối cacbonat kết tủa màu trắng, từ đó làm giảm độ cứng của nước.

  • Ngược lại, độ cứng vĩnh cửu lại do các muối clorua và sunfat của canxi và magie gây ra. Do không tạo kết tủa khi đun nóng nên không thể sử dụng nhiệt độ để giảm loại độ cứng này. Thay vào đó, người ta thường sử dụng các chất hóa học như soda, vôi tôi... để loại bỏ các ion canxi và magie, từ đó làm mềm nước.

Ngoài ra còn một loại độ cứng toàn phần mang cả hai tính chất của độ cứng tạm thời và độ cứng vĩnh cửu.

 

3. Cách đo độ cứng của nước

3.1. Trắc quang so màu

Phương pháp này dựa trên nguyên lý là một số chất chỉ thị màu có khả năng tạo phức với ion canxi (Ca2+) và magie (Mg2+) trong nước, tạo thành dung dịch có màu sắc đặc trưng. Cường độ màu của dung dịch tỷ lệ thuận với nồng độ của Ca2+ và Mg2+ trong mẫu nước.

Cách thực hiện:

  • Cho một lượng chính xác mẫu nước cần xác định độ cứng vào ống nghiệm.

  • Thêm một lượng chính xác dung dịch đệm pH (thường là dung dịch amoni clorua (NH4Cl) và amoniac (NH3)) để tạo môi trường pH thích hợp cho phản ứng tạo phức.

  • Thêm một lượng chính xác chất chỉ thị tạo phức với Ca2+ và Mg2+ (ví dụ như Eriochrome Black T). Dung dịch sẽ chuyển sang màu đỏ tía do sự tạo phức của chất chỉ thị với Ca2+ và Mg2+.

  • Sử dụng dung dịch chuẩn EDTA (axit etylen-diamin-tetraacetic) để chuẩn độ dung dịch mẫu. EDTA sẽ phản ứng với Ca2+ và Mg2+ tạo thành phức chất không màu, làm thay đổi màu sắc của dung dịch từ đỏ tía sang xanh lam.

  • Ghi nhận thể tích dung dịch EDTA đã sử dụng để chuẩn độ đến khi dung dịch chuyển màu hoàn toàn.

  • Từ thể tích dung dịch EDTA đã sử dụng, tính toán nồng độ của Ca2+ và Mg2+ trong mẫu nước.

Ưu điểm: Phương pháp này đơn giản, dễ thực hiện, cho kết quả nhanh chóng với độ chính xác tương đối.

Nhược điểm: Yêu cầu phải sử dụng hóa chất và dụng cụ thí nghiệm, độ chính xác phụ thuộc vào khả năng phân biệt màu sắc của người thực hiện.

vanminh.com.vn - Trắc quang so màu

Trắc quang so màu

3.2. Chuẩn độ

Phương pháp này dựa trên việc sử dụng dung dịch chuẩn có nồng độ đã biết chính xác (thường là dung dịch EDTA) để phản ứng hoàn toàn với Ca2+ và Mg2+ trong mẫu nước cần xác định.

Cách thực hiện:

  • Lấy một thể tích chính xác mẫu nước cần xác định.

  • Thêm dung dịch đệm pH vào mẫu nước để tạo môi trường pH thích hợp cho phản ứng.

  • Thêm chất chỉ thị vào dung dịch, ví dụ như Eriochrome Black T.

  • Chuẩn độ dung dịch mẫu bằng dung dịch chuẩn EDTA cho đến khi đạt đến điểm tương đương (điểm mà EDTA đã phản ứng hoàn toàn với Ca2+ và Mg2+). Điểm tương đương được nhận biết bằng sự thay đổi màu sắc của dung dịch.

  • Ghi nhận thể tích dung dịch EDTA đã sử dụng.

  • Từ thể tích dung dịch EDTA, tính toán nồng độ của Ca2+ và Mg2+ trong mẫu nước.

Ưu điểm: Phương pháp này cho kết quả chính xác, tin cậy và được sử dụng rộng rãi trong phòng thí nghiệm.

Nhược điểm: Yêu cầu kỹ thuật thao tác chính xác, sử dụng hóa chất và dụng cụ thí nghiệm.

vanminh.com.vn - Chuẩn độ

Chuẩn độ

3.3. Xà phòng hóa

Phương pháp này dựa trên nguyên lý là canxi (Ca2+) và magie (Mg2+) trong nước sẽ phản ứng với xà phòng (thường là natri stearat) tạo thành kết tủa trắng là muối canxi stearat và magie stearat không tan trong nước. Lượng xà phòng cần thiết để tạo bọt ổn định trong một thể tích nước nhất định sẽ tỷ lệ thuận với độ cứng của nước.

Cách thực hiện:

  • Lấy một thể tích nước cần kiểm tra độ cứng cho vào bình tam giác.

  • Dùng buret nhỏ từ từ dung dịch xà phòng đã biết nồng độ vào bình tam giác chứa nước cần kiểm tra.

  • Lắc đều bình tam giác sau mỗi lần cho xà phòng vào.

  • Tiếp tục nhỏ dung dịch xà phòng vào cho đến khi nào dung dịch trong bình tạo thành lớp bọt bền vững (lớp bọt tồn tại trong khoảng 5 phút, bám đều thành bình và không bị biến mất).

  • Ghi nhận thể tích dung dịch xà phòng đã dùng.

  • Tính toán độ cứng của nước dựa vào thể tích dung dịch xà phòng đã sử dụng và công thức tương ứng.

Ưu điểm: Phương pháp đơn giản, dễ thực hiện, có thể thực hiện ngay tại hiện trường mà không cần trang thiết bị phức tạp.

Nhược điểm: Độ chính xác không cao, phụ thuộc vào khả năng quan sát và đánh giá chủ quan của người thực hiện.

vanminh.com.vn - Xà phòng hóa

Xà phòng hóa

3.4. Máy đo độ cứng

Hiện nay, có nhiều loại máy đo độ cứng của nước sử dụng các cảm biến điện tử khác nhau để xác định nồng độ Ca2+ và Mg2+ một cách nhanh chóng và chính xác. Ví dụ như:

Máy đo độ cứng sử dụng phương pháp chuẩn độ điện thế: máy sẽ tự động thêm dung dịch chuẩn EDTA vào mẫu nước và đo điện thế của dung dịch. Dựa vào sự thay đổi điện thế, máy sẽ tính toán nồng độ Ca2+ và Mg2+ trong mẫu nước.

Máy đo độ cứng sử dụng cảm biến ion chọn lọc: cảm biến này chỉ nhạy cảm với ion Ca2+ và Mg2+ trong nước, cho phép đo trực tiếp nồng độ của các ion này trong nước.

Cách thực hiện:

  • Khởi động máy và hiệu chuẩn máy theo hướng dẫn của nhà sản xuất.

  • Lấy một lượng mẫu nước cho vào cốc đo của máy.

  • Nhấn nút đo và đọc kết quả hiển thị trên màn hình.

Ưu điểm: Cho kết quả nhanh chóng, chính xác, dễ sử dụng, ít bị ảnh hưởng bởi các yếu tố chủ quan.

Nhược điểm: Chi phí đầu tư máy đo độ cứng cao hơn so với các phương pháp khác.

vanminh.com.vn - Máy đo độ cứng

Máy đo độ cứng

 

4. Kết luận

Hiểu rõ về độ cứng của nước là bước đầu tiên để chúng ta có thể chủ động hơn trong việc sử dụng và xử lý nguồn nước cho phù hợp. Từ việc lựa chọn phương pháp đo lường phù hợp cho đến việc áp dụng các biện pháp làm mềm nước hiệu quả, tất cả đều góp phần nâng cao chất lượng cuộc sống, bảo vệ sức khỏe gia đình và kéo dài tuổi thọ cho các thiết bị trong gia đình. Hy vọng bài viết của Văn Minh đã cung cấp cho bạn cái nhìn tổng quan về độ cứng của nước cũng như những kiến thức bổ ích liên quan. 

 

CÔNG TY TNHH VĂN MINH

Trụ sở chính: Số 55 Phùng Hưng – Hoàn Kiếm - Hà Nội

Liên hệ: (+84) 243 9271027 - 9271028 – 9272364

Fax: 043. 8284434

Email: sales-hn@vanminh.com.vn

Website: https://vanminh.com.vn/ 

Văn Minh chân thành cảm ơn và rất hân hạnh được phục vụ Quý Khách.

 

MỜI QUÝ KHÁCH XEM THÊM CÁC SẢN PHẨM KHÁC CỦA CHÚNG TÔI TẠI ĐÂY: