To pH είναι ο δείκτης της ισχύος των οξέων και των βάσεων. Ο ορισμός του pH δίνεται από την παρακάτω εξίσωση :
pH = - log(H+)
Δηλαδή το pH είναι ο αρνητικός λογάριθμος της συγκέντρωσης των διαλυμένων ιόντων υδρογόνου (H+) σε ένα διάλυμα. Ο αριθμός pH, για την σύγκριση των διαλυμάτων, αναφέρεται σε θερμοκρασία 25οC.
όταν το διάλυμα έχει pH = 7 τότε το διάλυμα είναι ουδέτερο.
Όταν το διάλυμα έχει pH > 7 τότε το διάλυμα είναι βασικό, όσο πιο μεγάλο τόσο πιο βασικό.
Όταν το διάλυμα έχει pH < 7 τότε το διάλυμα είναι όξινο, όσο πιο μικρό τόσο πιο όξινο.
Η σημασία του pH
To pH παίζει καθοριστικό ρόλο στην κατάταξη των διαλυμάτων και στην προστασία κατά τον χειρισμό τους.
Έχει αποδειχτεί ότι φυτά και ζώα επιλέγουν τις κατάλληλες τιμές pH για να αναπτυχθούν.
Διάφορα φυτά αναπτύσσονται και παράγουν καλύτερους καρπούς σε συγκεκριμένο περιβάλλον pH, ενώ αδυνατούν να αναπτυχθούν πέραν κάποιον ορίων. Το ίδιο και οι ζωικοί οργανισμοί.
ιδιαίτερη σημασία έχει η ποιότητα του νερού που καταναλώνει ο ανθρώπινος οργανισμός. Συγκεκριμένα σύμφωνα με την ΚΥΑ Υ2/2600/2001 (ΦΕΚ 892Β/ 11-7-2001) «Ποιότητα νερού ανθρώπινης κατανάλωσης», σε συμμόρφωση με την οδηγία 98/83 του Συμβουλίου της Ευρωπαϊκής Ένωσης της 3ης Νοεμβρίου 1998, ορίζεται ότι το όριο pH του νερου για ανθρώπινη κατανάλωση είναι μεταξύ 6,5 έως 9,5.
Όταν το νερό έχει μεγάλο pH (ισχυρές βάσεις) ή μικρό pH (ισχυρά οξέα), πέραν των ορίων, είναι επικίνδυνο για την ανθρώπινη υγεία και θα πρέπει να τα διαχειριζόμαστε κατάλληλα.
Η μέτρηση του pH μπορεί να γίνει είτε εργαστηριακά σε πιστοποιημένα εργαστήρια είτε με την χρήση φορητών ηλεκτρονικών συσκευών όπως ο μετρητης pH ή πεχάμετρο.
Η σκληρότητα του νερού αποτελεί σήμερα πηγή προβλημάτων στα δίκτυα ύδρευσης και τις οικιακές συσκευές (λέβητες, θερμοδοχεία, πλυντήρια ρούχων, πλυντήρια πιάτων, βραστήρες, θερμοσίφωνες κα).
Ορισμοί για την σκληρότητα του νερού.
Η σκληρότητα εκφράζει την περιεκτικότητα του νερού σε κατιόντα κυρίως ασβεστίου (Ca2+) και μαγνησίου (Mg2+).
Τα ανθρακικά και τα όξινα ανθρακικά άλατα αυτών των δύο μετάλλων (ασβέστιο και μαγνήσιο) αποτελούν την παροδική σκληρότητα του νερού. Η παροδική σκληρότητα ονομάζεται και ανθρακική σκληρότητα και είναι ίση με την ανθρακική αλκαλικότητα. Η παροδική σκληρότητα οφείλεται στα κατιόντα τα οποία απομακρύνονται με το βρασμό του νερού (διαδικασία καταβύθισης, λεβητόλιθος).
Τα χλωριούχα, νιτρικά, θεϊκά, φωσφορικά, πυριτικά και χουμικά άλατα του ασβεστίου και μαγνησίου αποτελούν την μόνιμη σκληρότητα του νερού.
Το άθροισμα των δύο επιμέρους μεγεθών μας δίνει την ολική σκληρότητα. Ισχύει δηλαδή η σχέση :
Για την μέτρηση της σκληρότητας υπάρχει και ένα άλλο μέγεθος τα ολικά διαλυμένα στερεά (TDS). Το TDS δείχνει την περιεκτικότητα όλων των ιόντων που υπάρχουν διαλυμένα στο νερό (όχι μόνο των αλάτων ασβεστίου και μαγνησίου).
Στο πόσιμο νερό, η παρουσία στερεών αλλοιώνει τα χαρακτηριστικά του (θολερότητα, γεύση) και όταν το πόσιμο νερό έχει συγκέντρωση στερεών πάνω από 500 mg/L αρχίζει σταδιακά να έχει ιδιαίτερη γεύση. Έτσι η ποιότητα του νερού παιζει καθοριστικό ρόλο ετην παρασκευή ολων των ροφημάτων (όπως καφές, τσάι κλπ.) Συμβάλοντας καθοριστικά στην ανάδειξη των αρωμάτων και των ευεργετικών ιδιοτήτων τους.
Μονάδες μέτρησης και σχέσεις σκληρότητας
Η ολική σκληρότητα μετράται σε διάφορα συστήματα. Οι πιο συνηθισμένες μονάδες μέτρησης είναι οι γερμανικοί βαθμοί (od), οι γαλλικοί βαθμοί (of) και οι αμερικανικοί (ppm CaCO3).
Για την μετατροπή του ενός βαθμού σε άλλο ισχύουν οι παρακάτω σχέσεις:
Βαθμός
od
of
ppm CaCO3
1 od
1,00
1,78
17,857
1 of
0,56
1,00
10,0
1 ppm CaCO3
0,056
0,10
1,00
Πίνακας με χαρακτηρισμό του νερού σε σχέση με την σκληρότητα
Οι τιμές της σκληρότητας του νερού διαφέρουν από τόπο σε τόπο. Στην χώρα μας το νερό χαρακτηρίζεται από ελαφρώς σκληρό νερό ως και πολύ σκληρό νερό. Στον παρακάτω πίνακα μπορείτε να δείτε τον χαρακτηρισμό του νερού με βάση την σκληρότητα του.
Χαρακτηρισμός Νερού
od
ppm CaCO3
Πολύ μαλακό νερό
0 - 4
0 - 70
Μαλακό νερό
4 - 8
70 - 150
Ελαφρώς σκληρό νερό
8 - 14
150 - 250
Μέτρια σκληρό νερό
14 - 18
250 - 320
Σκληρό νερό
18 - 24
320 - 420
Πολύ σκληρό νερό
> 24
> 420
Μέθοδοι μέτρησης - Μετρητικά όργανα
Για τον προσδιορισμό της σκληρότητας (ολική σκληρότητα) μπορούμε να καταφύγουμε σε ανάλυση νερού (φυσικοχημικών παραγόντων) ή να χρησιμοποιήσουμε κατάλληλα όργανα.
Οι μετρητές ολικής σκληρότητας είναι κατάλληλοι για την μέτρηση της ολικής σκληρότητας και χρησιμοποιούνται είτε για την μέτρηση ανεπεξέργαστου νερού είτε για την μέτρηση νερού μετά από συστήματα αντίστροφης όσμωσης (έλεγχος καλής λειτουργίας μεμβράνης).
Δεν είναι κατάλληλοι για μέτρηση της σκληρότητας μετά από τον αποσκληρυντη.
Για την μέτρηση της ανθρακικής σκληρότητας μετά από συστήματα αποσκλήρυνσης (έλεγχος λειτουργίας αποσκληρυντών) χρησιμοποιούμε είτε δείκτες με σταγόνες είτε ειδικά strips ανθρακικής σκληρότητας.
Τρόποι αντιμετώπισης
Η απομάκρυνση των ιόντων που ευθύνονται για την ανθρακική σκληρότητα (Ca+, Mg+) πραγματοποιείται με τους αποσκληρυντες νερου
Μπορείτε να δείτε εδώ ένα άρθο για τους αποσκληρυντες.
