Vandbehandling – kogt vand.

Når vand koges, så udfældes der kalksten på varmelegmet – det ved alle der har hårdt vand. Bikarbonaten udfældes sammen med Calcium, til et tungt opløsligt salt.

Dette kan udnyttes til at lave lidt blødere vand –  Bikarbonaten  bundfældes og det blødere kolde vand kan suges over i en anden beholder med en hævert. Det er vigtigt at vandet er koldt og det skal stå mindst 6 timer. Her er der hvad der sker:

Ca ⁺⁺ binder sig til 2 stk HCO₃^-

Vi ved desværre ikke direkte, hvor meget Calcium / Bikarbonat der bundfældes da der jo er andre opløste salte i vandet. Har vi derimod tallet på den temporære / forbigående hårdhed så er vi kørende ! Den forbigående hårdhed er netop tallet for hvor meget der udfældes ved kogning.

             

Vandværk:	Total hårdhed:	Forbigående hårdhed:
Hou	22,3	13,8
Københoved	14,0	10,8
Holsted	10,0	5,2
Mejlby	13,6	3,5
Taulow	14,2	3,6
Kirke Eskildstrup	18,6	15,4

 

Et lille udpluk af vandværker, fra blødt til hårdt vand, viser tydeligt at den forbigående hårdhed svinger fra 25% til 75% - så der kan ikke generaliseres her. (Selvom der påståes andet på nettet)

For at vide helt præcis hvad der sker under kogningen, så en du nødt til at kende din total hårdhed og din forbigående hårdhed. Desværre har moderne vandanalyserapporten kun totalhårdheden. Kan du støve en 15 – 18 år gammel rapport frem, så er der chance for at begge tal er der.

Hvis din forbigående hårdhed er 60% af din totale hårdhed, så vil kogning fjerne 60% af din bikarbonat.


Bestemmelse af forbigående hårdhed

Jeg er ikke kemikker og har lidt svært med alle disse sjove begreber, men 1 hårdhedsgrad også beskrevet som ° dH eller tyske hårdhedsgrad – er blot en måde at fortælle hvor meget ”kalk” der er i vandet.

1 ° dH er standard defineret ved 0,010 g CaO per liter = 10 mg / L

Da vores hårde vand ikke består af CaO, så må vi konvertere til et andet format. (ligesom tommer og cm) Man kan slå op at molar massen af Calsium er 40 og ilt O ( = Oxygen) er 16. Det vil sige at CaO tilsammen har massen 40 + 16 = 56 [g/mol]  Læs mere om Stofmængde her.

Vi har nu 1 ° dH = 10 mg / L – altså 10 mg forårsaget af et stof der ”vejer” 56 g/mol. Hvis vi så gerne vil vide hvad koncentrationen er, så dividere vi blot de 10 mg med den såkaldte molar masse:

0,010 (g/L)  /  56 (g/mol)  =  0,000178 M

Altså svare 1 °dH til en koncentration på 0,000178 M  

Envidere binder Ca ⁺⁺  jo  O ^{- -}  i forholdet 1 til 1 ( de har samme såkaldte ækvivalenser), så vi kan udlede at Ca ⁺⁺ koncentration også er på 0,000178 M.

Når vi ser på vores forbigående hårdhed bestående af bikarbonat i forbindelse med mest Calcium og en smule Magnesium – så binde Ca ⁺⁺ jo 2 stk  HCO₃- hver gang der udfældes 1 Calcium. Vi kan også sige det den anden vej, hver gang vi udfælder 1 stk HCO₃- ion, så ryger der kun den ½ mængde Ca.

Hvis vi ved hvor meget forbigående HCO₃- vi har fra vandrapporten, (Data for den forbigående hårdhed) , så er det ret nemt at regne den anden vej og vi ved hvor meget bikarbonat der forsvinder ved kogning.

Er den forbigående hårdhed 60% af total hårdheden så ryger der kun

 

• 30% af Calcium tallet ved kogning og
• 60% af dit bikarbonat tal.




 

Titrering af HCO₃-   

Desværre er det ikke alle vandrapporter der opgiver forbigående hårdhed, så undertegnet må selv prøve at måle den.

HCO₃- kan nemt måles op imod en kendt syre. Hvis man langsomt tilsætte lidt syre til vand med HCO₃- så vil pH falde. Netop ved pH = 4,00 er der ikke flere frie ioner (det er noget man kan se i et såkaldt Bjerrum diagram) og man kan nu aflæse den brugte mængde syre og udregne hvor meget HCO₃- der er forsvundet fra vandet.

Saltsyre HCl + HCO₃- bliver til  H₂CO₃ + Cl-            

Forholdet  mellem HCl og HCO₃ er jo 1 til 1, så når vi kender den brugte syremængde så kender vi således også HCO₃ mængden.

Opsumering:  Saltsyren HCl hænger sammen med HCO₃ i forholdet 1 til 1. Vores HCO₃  mængde er ukendt, men vi kender mængden og koncentrationen af syren. Ved pH = 4,0 så er der tilsat så meget syre at alt HCO₃ netop er omsat. Nu kan tallene fra syre tilsætningen bruges til at udregne mængden af HCO₃

Titreringen her kræver: Et målebærer til afmåling af 100 ml vand, et åbent bæger til vandet, en titrerings kollone med klem hane, en lille tragt, en flaske 0,100 M saltsyre og et pH meter til aflæsning af pH = 4,0. (pH meteret kan dog erstattes af Methylorange indikator der har farveskifte ved netop pH 4,0)

Der måles på 100 ml vand, og der titreres (tilsættes) 0,100 M saltsyre (HCl) Jeg fik et seriøst drop til under pH 4,0 ved 5,5 mL syre:

Stof mængden af (HCO₃-)  =  Konsentrationen af syren x forbrugt volume.

Stof mængden af (HCO₃-) = 0,100 x 0,0055 L  =  0,00055 mol

Koncentrationen af syren er så den samme som koncentrationen af HCO₃ men i 100 ml vand.

[HCO₃-] =  Stof mængden af (HCO₃-) /  0,100 L

[HCO₃-] =  0,00055 /  0,100 L = 0,0055

Vi ved jo at Calcium binder 2 stk HCO₃- derfor er antallet af udfældet Ca jo kun det halve af 0,0055

Koncentrationen af Ca⁺⁺ =  0,0055 / 2 = 0,00275 M

Forbigående Hårdhed =  [ Ca⁺⁺]  /  Koncentrationen af 1 °dH  og i tal bliver det   0,00275 /  0,000178 M

Forbigående Hårdhed =  15,4 °dH.

Kirke Eskildstrup vandværk har en total hårdhed på 18,6 °dH og den forbigående hårdhed har vi udregnet til 15,4 °dH. Calcium = 120 mg & Bicarbonat = 314 mg

Kogt vand har derfor  en hårdhed på: 18,6 – 15,4 = 3,2 °dH.  Ganske blødt !!  Hårdheden er reduceret med 15,4  / 18,6 =  0,83 eller 83 %

Det nye Calcium tal bliver reduceret med  ½ x 83%  =  41,5% eller der er 58,5% tilbage af det oprindelige tal. Nyt  Calcium tal = 120 x 0,585 =  70,2 mg / L

Det nye bikarbonat tal bliver reduceret med  fulde 83% eller der er 17 % tilbage af det oprindelige tal. Nyt  bikarbonat tal =  314 x 0,17 =  53  mg / L

Tallene kan nu puttes ind i Palmers skema, for at se effekten af kogningen !!!  Regneark til udregning af dine tal:

 

Tilbage til Vand siden

Editor Søren Larsen