Tvrda voda, ili voda sa povećanom ukupnom tvrdoćom (gH) je voda koja ima relativno velik sadržaj iona u otopini.
Također kažemo da je to voda sa velikim sadržajem minerala.
Posebice se to odnosi na katione kalcijeve (Ca2+) i magnezijeve (Mg2+), te anione sulfate (SO42-) i kloride (Cl-).
Veliki problem tvrde vode su i karbonati (CO32-), a na njih se odnosi karbonatna tvrdoća.
Postoji trajna tvrdoća koja se odnosi na sulfate i kloride, te privremena tvrdoća koja se odnosi na kalcijeve i magnezijeve ione.
Da bi smanjio tvrdoću vode trebaš ukloniti te ione, odnosno trebaš je omekšati.
Mogu se koristi i različiti omekšivači vode.
Stručnim rječnikom - potrebno je provesti separaciju (razdvajanje) otopljenih iona (minerala) i vode.
Da bi to učinio moraš utrošiti energiju.
Jedan od načina je već spomenuti RO uređaj, koji je samo jedan od mnogih načina omekšavanja.
Inače je jako popularan među akvaristima.
Postoji osim reverzne osmoze (RO), omekšavanje taloženjem s vapnom, keliranjem, destilacija, ionska izmjena, magnetsko tretiranje vode itd.
Kako ti kažeš "bakin" recept bi bio omekšavanje taloženjem.
Ukoliko je veliki sadržaj karbonata, riječ je o privremenoj tvrdoći i voda se može omekšati kuhanjem.
Događa se efekt taloženja kamenca (može se vidjeti po loncima), prema reakciji:
2HCO3- + Ca2+ → CaCO3↓(s) + H2O + CO2↑(g)
Taloženjem kamenca zapravo se uklanjaju kalcijevi ioni (koji ostaju po stjenkama lonca).
Mana je da ovaj proces troši energiju (kuhanje).
Također možeš istaložiti kalcijev karbonat s vapnom, a taj proces je poznat kao Clarkov proces.
Koristi se dodatak vapna (kalcij hidroksid - Ca(OH)2) za uklanjanje tvrdoće (kalcij i magnezij) iona taloženjem.
Malo kontradiktorno jer se dodaje kalcij da bi se uklonio kalcij, ali probat ću to objasniti!
Kalcijev hidroksid prvo reagira sa CO2 pri čemu nastaje kalcijev karbonat (koji taloži):
Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3↓(s) + H2O
Kalcijev hidroksid reagira s ostalim kationima pri čemu se uklanja karbonatna tvrdoća (privremena tvrdoća), a zatim reagiraju kalcijevi ioni reagiraju s ostalim anionima (također talože) pri čemu smanjuju ukupnu tvrdoću.
Ca(OH)2 + 2HCO3- + Ca2+ → 2CaCO3↓(s) + H2O
Ca(OH)2 + SO42- + → 2CaSO4↓(s) + 2OH-
Važna napomena ovaj proces podiše pH (zalužuje vodu) pa je potrebno sniziti pH.
Kako u akvarisici često koristimo ugljični dioksid, njime možemo smanjiti pH koji je podignut za vrijeme procesa početnog omekšavanje ali i podići karbonatnu tvrdoću.
Ovo svakako ne bih provodio u akvariju već bi to trebalo raditi tijekom tretiranja vode uključujući zakiseljavanje s CO2.
Proces je također djelotvoran kod uklanjanja različitih mikroorganizama i otopljene organske tvari.