Жесткость воды.

Жесткость воды обусловливается наличием в ней солей Са и Mg. Различают постоян­ную, временную и общую жесткость. По­стоянная жесткость (Н_п) обусловливается содержанием сульфатов и хлоридов Са и Mg, временная жесткость (Н_вр) — содержанием их бикарбонатов. При кипячении воды бикарбонаты Са и Mg переходят в нерастворимые карбонаты, выпадают, и вода умягчается. Поэтому временную жесткость называют также устранимой, или карбонатной. Общая жесткость (Н) обусловливается общим содержанием солей Са и Mg:

Н = Н_п + Нвр.

Жесткость воды выражают в градусах. Каждому градусу жесткости, принятому в СССР, соответствует содержание СаО в количестве 10 мг/л или эквивалент­ное ему количество MgO - 7,1 мг/л. В СССР при оценке жесткости воды в градусах считают воду, имеющую жесткость меньше 10°, мягкой; от 10 до 20° - средней жесткости; от 20 до 30° - жесткой; выше 30° - очень жесткой.

Показатель концентрации водородных ионов.

Чтобы правильно судить о химическом составе природной воды, необходимо знать концентрацию в ней водородных ионов.

Согласно теории электролитической диссоциации молекула воды диссоциирует на ион водорода и гидроксила:

н₂он⁺ +он-.

Степень диссоциации молекул воды очень мала. По­этому концентрация недиссоциированной воды в уравнении закона действующих масс может быть принята постоянной, и константа равновесия может быть запи­сана в следующем виде:

к =[h+] [oh^-],

где [H+] и [ОН^-] — мольные концентрации ионов водо­рода и гидроксила. Константа K, называемая ионным произведением воды, при t=22°С равна 10^-14. Посколь­ку молекула воды при диссоциации образует равное число ионов Н+ и ОН^-, концентрация каждого из них в чистой воде будет равна 10^-7:

[Н+] = 10^-7; [ОН^-] = 10^-7.

Если в воду добавить кислоту, то [Н+] —концентра­ция ионов водорода — возрастет и станет больше 10^-7. Поскольку ионное произведение воды при данной тем­пературе — величина постоянная, [ОН^-] — концентра­ция ионов гидроксила должна уменьшиться во столько же раз.

Таким образом, постоянство ионного произведения воды позволяет вычислять концентрацию ионов водо­рода, если известна концентрация ионов гидроксила, и наоборот. Отсюда следует, что кислотность и щелоч­ность водного раствора можно выражать либо через концентрацию ионов Н+, либо через концентрацию ионов ОН^-. На практике для этого обычно пользуются концентрацией ионов Н+. Для нейтрального раствора [Н+] = 10^-7; для щелочного [Н+] < 10^-7; для кислого [Н+] > 10^-7. Чтобы избежать неудобств, связанных с употреблением отрицательных степеней, концентрацию ионов водорода принято выражать через водородный показатель рН, представляющий собой десятичный лога­рифм концентрации водородных ионов, взятый с обрат ным знаком:

pH=-lg[H+].

С помощью этого показателя реакция водных раство­ров будет характеризоваться следующим образом: рН =7 - раствор нейтральный; рН > 7 - раствор щелоч­ной; рН < 7- раствор кислый.

Измерение рН проводят либо специальными прибо­рами — рН-метрами, либо колориметрически, пользуясь индикаторами - веществами, придающими воде ту или иную окраску при определенных значениях рН.

Анализ растворенных в воде газов и бактериологи­ческий анализ для пластовых вод нефтяных и газовых месторождений проводят эпизодически в специальных случаях.