Tag Archives: twardość wody

Skuteczność działania detergentów, w tym mydła, a twardość wody

Choć chemicznie wodą określa się związek o wzorze H2O, to w naturze zasadniczo nie występuje ona w czystej postaci. Wody na globie ziemskim obfitują w różnorodne związki, zarówno organiczne, jak i nieorganiczne. Woda wodociągowa, używana w przeważającej części do mycia i prania, nie jest wyjątkiem. Choć substancje organiczne stanowią tu raczej rzadkość, różnego rodzaju sole zmniejszają skuteczność działania detergentów, w tym mydła.

Największy problem dla mydła i innego rodzaju detergentów stanowią sole wapnia i magnezu. Całkowita zawartość jonów wapnia Ca2+ i magnezu Mg2+ w wodzie określana jest jako twardość wody. Im jest ona wyższa, tym więcej woda zawiera soli wapnia i magnezu, i tym więcej należy użyć mydła i detergentów, aby oczyścić przedmioty i samego siebie.

Jony wapnia i magnezu obecne w wodzie reagują z mydłem dość szybko, wytrącając się w postaci białych osadów soli kwasów tłuszczowych.
Reakcje strąceniowe wapnia i magnezu:

Mg2+ + 2C17H35COO

(C17H35COO)2Mg ↓

stearynian magnezu

Ca2+ + 2C17H35COO

C17H35COO)2Ca ↓

stearynian wapnia

Z powodu wytrącania się znacznej ilości osadów w twardej wodzie usuwanie brudu jest najbardziej skuteczne w wodzie miękkiej, np. deszczówce, jeśli nie jest ona zanieczyszczona. W Polsce większość wód dostarczanych do gospodarstw domowych jest jednak twarda, przez co musi ona być zmiękczana, aby nie uszkodzić urządzeń tj. pralki i zmywarki, oraz by zmniejszyć ilość detergentów potrzebnych do usuwania brudu. Zmiękczanie wody zostało opisane w artykule dotyczącym twardości wody.

W warunkach domowych do zmiękczanie wody wykorzystuje się środki dodawane do środków czyszczących. Znakomite efekty osiągane są dzięki zastosowaniu polifosforanów sodu, które z jonami wapnia i magnezu tworzą związki kompleksowe. Nie wytrącają się one na tkaninach w pralce, czy naczyniach w zmywarce, po dodaniu mydła lub innych detergentów. Do produkcji proszków do prania wykorzystywany jest np. Na5P3O10.

Twardość wody i sposoby jej usuwania

Twardość wody powodowana jest głównie przez jony wapnia Ca2+ i magnezu Mg2+. W mniejszym stopniu uczestniczą w tym również inne substancje.

Sole wapnia i magnezu są szeroko rozpowszechnione w przyrodzie. Skały wapienne zawierają węglan wapnia CaCO3, np. kalcyt posiadający strukturę krystaliczną heksagonalną, lub aragonit o strukturze rombowej, natomiast skały osadowe, np. magnezyt, obfitują w węglan magnezu MgCO3. Krasowienie tych skał, przebiegające pod wpływem wody i tlenku węgla (IV), powoduje niszczenie skał i ich rozpuszczanie w środowisku wodnym w formie wodorowęglanów wapnia i magnezu, Ca(HCO3)2 i Mg(HCO3)2.