عسر الماء وأنواعه وطرق ازالته

عسر الماء او صلابته هو مقياس نسبة المعادن الذي يحتويها الماء ،بحيث ينقسم الماء تبعاًَ لنسبة المعادن الى نوعين وهما المياه العسرة (الماء الصلب) والمياه اليسرة(الماء اللين)،لكل منهم خصائصه وفوائده واضراره التى تترك اثراً ملحوظاً .ولكن بالنسبة لعسر المياه كانت اضرارها بالنسبة للصناعة كثيرة للغايه،بالرغم من ان لها بعض الفوائد الصحية.يتوقف مقدار عسر الماء على مصدره بفعل طبيعة التربة التى تحتوى على المعادن،كاختلاف نسبة المعادن فى المياه الجوفية التى تتصل بالصخور او مياة الانهار الجليدية .كما ان عسر الماء ينقسم الى نوعين بناءً على إمكانية تنقيته الى عسر دائم وعسر مؤقت.

ما هو الماء العسر

هي المياه التي تحتوي على نسبة عالية من المعادن الذائبة ، وخاصة الكالسيوم والماغنسيوم.حيث تحتوي المياه الجوفية وكذالك مياة البحار على ايونات الكالسيوم ( ²⁺Ca) بالاضافة الى ايونات الماغنسيوم (Mg⁺²) ،وتصبح درجة العسر أكبر مع زيادة محتوى كلا منهما.ويعتبر وجود هذه الايونات غير مرغوب فيها فى بعض الاحيان نظراً لتكوين رواسب من املاح الكالسيوم والماغنسيوم الغير ذائبة فى الماء ،ويظهر ذالك عند تعرض مياه العسر بدرجة حرارة مرتفعة وايضاً عند اضافة الصابون اليه.

تكوين الماء العسر ؟

يجب ان تعلم ان الماء لا يوجد فى الطبيعة بشكل نقي تماماً ، فالماء يصاحبه وجود بعض المعادن والاملاح ،فتركيز تلك المعادن هو الذي يحدد عسر الماء،فالماء العسر يحتوي على نسبة معادن اكثر من 100mg/L،وما قل عن ذالك كان ماء يسر او لين.يتم تقطير هذا الماء بواسطة اجهزة معينة للحصول على ماء نقي تماما ليستخدم فى بعض العمليات الكميائية والصناعية ،ولكن بالطبع ليس مفيدا لاستخدامه للشرب.

شاهد أيضاً : الهيدروجين العنصر الكميائي الأكثر تواجداً فى الكون

تقول هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية إن 85٪ من المنازل في البلاد بها مياه عسرة،ويحتاج الكثير منهم إلى معالجة عسر الماء.⁽¹⁾مقال بعنوان / What Is Hard Water? How It Can Wreak Havoc on Your Home من-
realtor.com

مجموع تركيزي الكالسيوم والمغنسيوم هو المعبر عن عسر الماء ، وكلاً من العنصرين عبارة عن معادن أرضية قلوية ،فكربونات الكالسيوم ( CaCO₃ ) هي مادة شائعة في تكوين الصخور ،والدولوميت وهو صخر رسوبي يتألف من كربونات الكالسيوم وكربونات المغنيسيوم وتركيبه الكيميائي CaMg(CO₃)₂.ويتم العثور على كربونات الكالسيوم أيضا ، في قذائف الكائنات البحرية والبيض.⁽²⁾مقال بعنوان/ الفرق بين الماء العسر والماء اليسر من- المرسال وبفرض ذالك فأن مياة الامطار مياه لينة (تحتوي على نسبة اقل من المعادن).عندما يتحرك الماء عبر التربة والصخور ، فإنه يذيب كميات قليلة جدًا من المعادن ويحتفظ بها في المحلول،وبالتالي يختلف تركيز المعادن من بحيرة لاخرى ومن نهر لاخر بفرض التربه والصخور  المتواجدة بها،وبفرض ذالك ايضاً فأن المياه الجوفية تكون مياه عسره بالتأكيد.ويجب ان تأخذ فى اعتبارك ان مرور الماء عبر الانابيب المعدنيه لمسافات طويلة قد يساهم ايضاً فى تعسير المياه.

انواع عسر الماء

العسر المؤقت

العسر المؤقت هو نوع من عسر المياه بسبب وجود البيكربونات المذابة (بيكربونات الكالسيوم وبيكربونات المغنيسيوم ). عند ذوبانها، تعطي هذه المعادن كاتيونات الكالسيوم والمغنيسيوم (+Ca2+, Mg2) وكربونات وبيكربونات الأنيونات (-CO32−، HCO3).خلافا للعسر الدائم الناجمة عن مركبات الكبريتات والكلوريد، يمكن تخفيض صلابة الماء ”العسر  المؤقت ” بالماء المغلي أو بإضافة الجير (هيدروكسيد الكالسيوم) من خلال عملية تليين الجير.

العسر الدائم

العسر الدائم او الصلابة الدائمة هي نوع من عسر المياه بسبب وجود كبريتات الكالسيوم/كلوريد الكالسيوم و/أو كبريتات المغنيسيوم/كلوريد المغنيسيوم في الماء والتي لا تترسب برفع درجة الحرارة،وبذالك لا يمكن إزالتها عن طريق الغليان.ويتم إزالتها باستخدام الماء المنقي أو التبادل الأيوني .

أثاره

العسر من خصائص المياه التي لا تشكل مصدر قلق على الصحة ، ولكنها يمكن أن تكون مصدر إزعاج من بعض أثاره:

1- يكون من الصعب الحصول على رغوة الصابون عند الاستحمام. كما أنه يجعل من الصعب غسل كل الصابون من جسمك ، تاركًا طبقة من بقايا الصابون على بشرتك.كما ان الرواسب المعدنية المتبقية على الجسم يمكن أن تمتص الرطوبة من بشرتك مباشرة.وبذالك فإنه يتسبب في جفاف الجلد.خلصت دراسة إلى أن التعرض للماء الصلب يمكن أن يزيد من خطر الإصابة بالأكزيما لدى الأطفال.⁽³⁾مقالة بعنوان /HARD WATER – 8 MAJOR SIGNS YOU HAVE PROBLEMS IN YOUR HOME من-water-rightgroup.com

2- تراكم الرواسب المعدنية على ادوات السباكة،كما ان هذه الرواسب المعدنيه تجعل الاجهزة التى تمر من خلالها الماء كالسخانات او الغسالات تتأكل بسرعة وقد لا تعمل بكفائة جدة مما يكلف الكثير بالنسبة للمصانع.

3- بعيداً عن لون الماء الملوث ،يمكن ان يسبب الماء العسر بعض البقع الصفراء التى تميل الى الون الاحمر او البني فى بعض المناطق التى تتواجد بها ،وهذا اللون قد يكون ناتجاً بسبب صدأ المعادن او انابيب المياه،ويظهر ذالك اللون بوضوح فى قاعدة الحمامات .كما يظهر ذالك فى الملابس البيضاء التى تم غسلها بهذا الماء.

4- تذكر منظمة الصحة العالمية أن الماء العسر له فائدة صحية إضافية . ⁽⁴⁾مقالة بعنوان /Potential Health Impacts of Hard Water من-منظمة الصحة العالميةفالكالسيوم والمغنيسيوم من المعادن الهامة ، التي يحتاجها الجسم لنمو ووظيفة العظام ، والعضلات ، وتنظم هذه المعادن أيضًا ضغط الدم ، وإجراءات الإنزيم ، وقد يكون استهلاك الماء العسر مصدرًا لهذه المعادن.⁽⁵⁾Hardness of Water من- هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية

5- لدى الماء العسر مذاق ورائحة معدنية يمكن ملاحظتها والتفريق بينها وبين الماء اليسر.

6- ممكن ان يسبب تعسر الماء العالى اي احتوائه على نسبة عاليه جداً من المعادن الى تلوثه مما يجعله ضاراً للاستخدام.

طرق ازالة عسر (تيسير) الماء

الطريقة الاولى الغليان

وذالك فى حالة العسر المؤقت فقط ،فيتم تحويل البيكربونات القابلة للذوبان إلى كربونات غير قابلة للذوبان يتم إزالتها بالترشيح وبالتالي يزيل العسر.⁽⁶⁾مقالة بعنوان /Hardness Of Water Types And Removal من- byjus.com

Ca (HCO 3 ) 2 → ΔCaCo 3 + H 2 O + CO 2

Mg (HCO 3 ) 2 → ΔMgCO 3 + H 2 O + CO 2

الطريقة الثانية اضافة المواد الكيميائية

اضافة هيدروكسيد الكالسيوم (الجير المطفأ)

وتستخدم هذه الطريقة فى العسر المؤقت فقط حيث يتفاعل هيدروكسيد الكالسيوم مع البيكربونات مكوناً بيكربونات الكالسيوم التي تترسب .

Ca (OH) 2  + Ca (HCO 3 ) 2 → 2CaCO 3 ↓ + 2H 2 O

اضافة كربونات الصوديوم(صودا الغسيل)

تزيل كربونات الصوديوم عسر الماء بنوعيه المؤقت والدائم ،وذالك بسبب ترسيب ايونات الكالسيوم والماغنسيوم على هيئة كربونات.⁽⁷⁾مقالة بعنوان /Hardness Of Water Types And Removal من- byjus.com

CaSO4  + Na2CO3  ↔  CaCO3 ↓ +Na2SO4

Ca (HCO 3 ) 2+ Na2CO3 ↔  CaCO3 ↓ +2NaHCO3

استخدام سادس ميتا فوسفات الصوديوم

هي عبارة عن مواد صلبة بيضاء تذوب في الماء،تستخدم فى ازالة عسر المياه.

Na6[(PO3)6] + CaSO4  ↔ Na4Ca[(PO3)6]↓ +Na2SO4

الطريقة الثالثة التبادل الأيوني

التبادل الأيوني هو طريقة صناعية شائعة لتليين المياه ،وهي الطريقة المستخدمة فى المنازل بكثرة لازالة عسر المياه .حيث يمكن التخلص من أيونات الكالسيوم والماغنسيوم وذالك بإحلال تلك الأيونات بأخرى غير ضارة مثل ايونات الصوديوم .وذالك عن طريق ما يسمى بالتبادل الأيوني وأبسط هذه الطرق هو استخدام الزيوليت ،وهو سليكات الصوديوم والألومنيوم.فإذا مر الماء العسر خلال طبقة من الزيوليت حدث تبادل كاتيوني بين أيونات الكالسيوم وأيونات الماغنسيوم من جهة، وبين أيونات الصوديوم من جهة اخرى.

+Na2_R ] + Ca + +  ↔ [Ca _ R ] + 2Na]

اسئلة شائعة