الفرق بين الماء العسر والماء اليسر

يمكن وصف المياه أحيانًا بأنها مياه صعبة أو مياه ناعمة، ويتوقف التمييز بينهما على كمية المعادن المذابة في الماء، حيث تحتوي المياه الصعبة على كمية عالية من المعادن، في حين أن المياه الناعمة والنقية لا تحتوي على الكثير أو لا يوجد بها أي معادن.

أصل الماء العسر والماء اليسر

يتراكم الماء في المواد الصلبة الذائبة ، أثناء انتقاله عبر الصخور ، والركائز الأخرى ، مثل الحجر الجيري أو الجبس أو الدولوميت ، والكالسيوم والمغنيسيوم قابلان للذوبان بشكل خاص في الماء ، وإذا كانت هذه المعادن الموجودة بشكل طبيعي ، تقع ضمن المنطقة الجغرافية ، فسيكون لدى السكان المحيطين بمصدر المياه ، ماء عسر.

في الولايات المتحدة، تحتوي مناطق الساحل الشرقي بشكل عام على مياه نقية، بينما تتواجد في الجنوب الغربي مياه صلبة. وتُعتبر مياه الأمطار، التي لا تتسرب من خلال مواد التربة مثل المياه الجوفية، مياهًا نقية ولينة.

مستويات الماء العسر والماء اليسر

تحدد خصائص الماء العسر والماء الناعم بناء على كمية المعادن في الماء، ويتم قياس هذه الكمية بالملي غرام لكل لتر أو الحبوب لكل جالون، وتعتمد صلابة الماء أيضا على درجة الحموضة ودرجة حرارة الماء.

تعرّف المعايير الوطنية الأمريكية الماء الناعم على أنّه يحتوي على أقل من 17.1 مجم/لتر، ومع ذلك يمكن استخدام المستويات التالية لتقريب صلابة الماء
1- اليسر : 0-60 مجم / لتر.
2- معتدل بشدة : 61.
3- القاسي :  120 مجم/لتر – صلب: 121
4-  القاسي جدًا : صعب جدا: 180 مجم / لتر – أكثر من ذلك: 181 مجم / لتر وما فوق.

الخواص الكيميائية للماء العسر

المساهمون المشتركون في عسر الماء هم ، الكالسيوم ، والمغنيسيوم ، وكلا العنصرين عبارة عن معادن أرضية قلوية ، موجودة في المجموعة 2 في الجدول الدوري ، وتحتوي العناصر في عمود المجموعة 2 على شحنة 2+ ، وتفقد إلكترونين لتشكيل الكاتيونات ، مثل Ca2 + و Mg2 + ، هذه الكاتيونات تذوب بسهولة في الماء.

تعتبر كربونات الكالسيوم (CaCO3) مادة شائعة في تكوين الصخور، خاصة الحجر الجيري الذي هو نوع من الصخور الرسوبية، والدولوميت (CaMg (CO3)2) الذي يعد أيضًا صخور رسوبية، كما يتم العثور على كربونات الكالسيوم في قذائف الكائنات البحرية والبيض.

عندما تتدفق مياه الأمطار مع ثاني أكسيد الكربون المذاب (CO2) عبر كربونات الكالسيوم، تذوب أيونات الكالسيوم في الماء، وتصف المعادلة الكيميائية هذه العملية
(CaCO3(s) + H20(l) + CO2(aq) → Ca2+(aq) + (2HCO3-
تتشكل كربونات الكالسيوم CaCO3 وكالسيوم Ca2+ وبيكربونات HCO3- في وجود الماء وثاني أكسيد الكربون.

أنواع الماء العسر

يتم وصف خصائص الماء العسر ، بأنها مؤقتة ودائمة ، ويحتوي الماء العسر المؤقت على بيكربونات ، HCO3- ،  ويحتوي الماء العسر الدائم على أيونات البيكربونات مع أيونات أخرى مثل الكبريتات ، SO42-، ولا يؤدي الغليان إلى تعجيل الأنواع المتصلبة الدائمة ، وسيتعين إضافة كربونات الصوديوم Na2CO3.

خصائص الماء العسر

التكوين والرواسب

عند تسخين الماء العسر، يتراكم طلاء عادة على الأواني أو الحاويات، وتتبدل معادلة ترسيب هذا الطلاء عندما تنعكس أيونات Ca2+ المذابة في المحلول المائي

Ca2+(aq) + 2HCO3- (aq) → CaCO3(s) + H20 (l) + CO2(aq)

ويسمى راسب كربونات الكالسيوم CaCO3 بالمقياس ، وعلى الرغم من كونه محبطًا للتنظيف ، إلا أنه لا يمثل مشكلة صحية ، كما يمكن أن يترسب الراسب بمرور الوقت ، ومع ذلك وهذا قد يؤثر على حياة الأجهزة ، مثل غسالات الصحون ، والغسالات وأي أنابيب السباكة ، ويؤدي البناء إلى تقليص المساحة ، التي يكون فيها الماء قادرًا على التدفق ، وستحتاج الأجهزة والأنابيب إلى استبدالها.

تداخل الفاعل بالسطح

كما ذُكر سابقًا، يحتوي الماء العسر على معادن مذابة، والتي يمكن أن تتسبب في مشاكل للمستهلكين عن طريق ترسيب الرمال والمواد الصلبة في الأنابيب والأجهزة، كما تتداخل المياه العسرة مع فعالية العديد من منتجات التنظيف المنزلية.

تتفاعل أيونات Ca2+ وMg2+ مع خصائص الفاعل السطحي للصابون، كما يقلل الفاعل السطحي من توتر السطح للماء، مما يسمح للصابون بالتماسك بسطح صلب مثل الملابس أو مغسلة الحمام.

تتداخل الأيونات مع عملية الفعل السطحي، وغالبًا ما يتطلب هذا غسيلًا إضافيًا أو استخدام عامل تنظيف لإكمال المهمة. وتتحد المعادن في الماء العسر أيضًا مع الصابون، مما يؤدي إلى تكوين طبقة لزجة أو ضبابية على أواني الأطباق وأحواض الاستحمام والمغاسل.

يمكن لهذا الخليط أن يلوث الملابس والجلد والشعر، مما يجعل الملابس تبدو قذرة، ويسبب جفافًا أو تهيجًا للجلد، أو تسبب تلفًا في الشعر وصعوبة التحكم به.

مزايا الماء العسر والماء اليسر

يمتلك الماء العسر فوائد صحية إضافية، حيث تحتوي الكالسيوم والمغنيسيوم على معادن هامة يحتاجها الجسم لنمو ووظيفة العظام والعضلات، ويساهمان في تنظيم ضغط الدم وعمليات الإنزيم، وقد يكون استهلاك الماء العسر مصدرًا لتلك المعادن.

الماء اللين لا يترك أي ترسبات معدنية على الأجهزة المنزلية وأنابيب السباكة، ولا يمتلك الطعم المعدني الذي يتميز به الماء الصلب، ولا يترك أي بقايا على الجلد أو الأطباق أو أي سطح آخر.

طرق تليين الماء العسر

يعمل منقي الماء المنزلي بالتبادل الأيوني،وعند تمرير الماء العسر عبر مبادل أيوني، يتدفق بطبقات من خرز البوليمر (البلاستيك) المرتبطة تساهمياً بمجموعات الأنيون، مثل:

الكاتيونات هي صوديوم Na+ أو بوتاسيوم K+

عند مرور الماء عبر هذه الحبيبات، تحل أيونات الكالسيوم والمغنيسيوم محل أيونات الصوديوم أو البوتاسيوم.

مزايا ملينات الماء

تتميز ملينات الماء بفوائد عديدة، فهي تساعد على غسل الملابس بشكل أفضل وتحافظ على أجهزة الغسيل لفترة أطول، كما أنها لا تترك أي بقايا صابون لزجة. ويستخدم المستهلكون كميات أقل من منظفات الغسيل وأنواع أخرى من المنظفات، كما تجعل الملابس أكثر إشراقًا، وتحتاج المغاسل وأحواض الاستحمام إلى أقل قليل من التنظيف.

عادةً ما تعمل أجهزة المياه مثل الغلايات وسخانات المياه وغسالات الصحون بشكل أكثر كفاءة عند استخدام الماء اللين، وذلك لأن الماء اللين لا يتسبب في تراكم كبير في الأنابيب وتركيبات السباكة، وغالبًا ما يشعر المستخدمون بالماء اللين بأن شعرهم وجلدهم أقل تقشرًا وجفافًا، كما أنهم يحتاجون إلى صيانة أقل.

عيوب ملينات الماء

تشتمل عيوب ملينات المياه على التكلفة العالية، والجهد اللازم للحفاظ على نظام تليين المياه، وقد يتطلب منقي الماء وتركيبه آلاف الدولارات الأمريكية، ويجب إضافة ملح الماء المنقي بانتظام.

ومنقي الماء كثيف الماء في عملية التجديد ، باستخدام ما يصل إلى 25 جالونًا من الماء يوميًا ، ويمكن أن يكون لغسل ملينات الماء بمحلول الملح تأثيرات سلبية على البيئة ، ولا يُنصح باستخدام هذه المياه ، التي تحتوي على نسبة عالية من الصوديوم ، لري النباتات ، أو المروج ، أو الحدائق.

من الناحية الصحية، المياه الناعمة تحتوي على مستويات أعلى من صوديوم مقارنة بالمياه العسرة، وهذا قد يشكل مشكلة للأشخاص الذين يجب عليهم تقليل تناول الملح في النظام الغذائي. وبسبب إزالة الكالسيوم والمغنيسيوم، فإن المياه الغازية لا توفر مصدرًا لهذه المعادن في النظام الغذائي.