Suvda turli tuzlar, ayniqsa, Ca2+ va Mg2+ ionlari tutgan tuzlarning eriganligi tufayli "suvning qattiqligi" yuzaga keladi. Suvning qattiqligi deb, 1 litr (1000 ml) suvda erigan Ca2+ va Mg2+ lar tuzlarining "mg•ekv" (milligram ekvivalent) miqdoriga aytiladi.
Shu tushunchaga asosan "suvning qattiqligi" quyidagicha hisoblanadi:
Suvning qattiqligi uch xil: a) vaqtinchalik, b) doimiy, v) umumiy bo'ladi.
a. Vaqtinchalik qattiqlik suvda erigan Ca(HCO3)2, Mg(HCO3)2 (ba'zan Fe(HCO3), boʻlishi ham mumkin) tuzlar tufayli yuzaga keladi. Shuning uchun karbonatli qattiqlik ham deyiladi. Buni vaqtinchalik qattiqlik deyilishiga sabab, suv qaynatilganda bu qattiqlik yo'qoladi:
Me(HCO3)2 t°→ MeCO3(cho'kma) + H2O + CO2(gaz)
Shu sababli suv qaynatilgan idishlarda "quyqa", ya'ni suvda erimaydigan karbonat tuzlari hosil boʻladi. Bu usulda suvni yumshatganda suvning qattiqligi 5-7 mg ekv/l gacha kamayadi.
b. Doimiy qattiqlik suvda erigan CaCl₂, CaSO4, MgCl2 va MgSO4 tuzlari tufayli yuzaga keladi. Bu qattiqlik suvni qaynatilganda yo'qolmaydi.
d. Doimiy qattiqlik bilan vaqtinchalik qattiqliklarning yig'indisi umumiy qattiqlik deyiladi. Suvning umumiy qattiqligiga asoslanib, suv turli qattiqlik darajasidagi turlarga ajratiladi.
I. Agar qattiqlik 0 dan 4 mg•ekv/l (yoki 4°) boʻlsa, juda yumshoq suv deyiladi. Bunga distillangan, yomg'ir va qor suvlari kiradi.
II. Qattiqligi 4-7 mg•ekv/l (4° dan 7º gacha) bo'lsa, bunday suv yumshoq suv deyiladi. Bunday suv kishilar iste'mol qilishi uchun yaroqli boʻladi. Bu suvga ichimlik suvlari, ba'zi daryo va koʻl suvlari kirishi mumkin.
III. Qattiqligi 7-14 mg•ekv/l boʻlgan suv qattiq suv deyiladi. Bu suv iste'mol uchun ham, texnologik jarayonlar uchun ham yaroqsiz bo'ladi.
IV. Qattiqligi 14 mg•ekv/l dan (14° dan) yuqori bo'lgan suv o'ta qattiq suv deyiladi.
Suvning qattiqligini yo'qotish uchun quyidagi usullardan foydalaniladi:
Fizikaviy usullar
Suvni qaynatish va distillash bu usulning asosini tashkil etadi. Qaynatganda vaqtinchalik qattiqlik yo'qoladi, suv qisman yumshaydi. Distillanganda suvning umumiy qattiqligi yo'qoladi, suv to'liq yumshaydi.
Kimyoviy usullar
Bu usullarga ishqorlash, sodalash, fosfatlash va ionitlar bilan ishlash kiradi. Bularning barchasi suvda erigan tuzlarni kimyoviy reaksiya natijasida suvda yomon eruvchi birikma holiga oʻtkazishga yoki ionitlar vositasida ion almashuvi tufayli suvli eritmadan chiqarib yuborishga asoslangan.
Ishqorli usulda suvning qattiqligini yo'qotish uchun unga tegishli miqdorda NaOH yoki Ca(OH)2, qo'shiladi. Bunda karbonatli qattiqlik yo'qoladi:
Me(HCO3)2 + 2OH → MeCO3(cho'kma) + 2H2O
Ishqorli usul bilan suvning qattiqligini to'liq yo'qotib bo'lmaydi. Bu usul oxirgi vaqtlarda deyarli qo'llanilmaydi. Sodali usulda suvga uning qattiqligi qiymatidan kelib chiqqan holda Na₂CO3, yoki Na₂CO3 •10H2O qoʻshiladi:
Me(HCO3)2 + CO3-2 → MeCO3(cho'kma) + 2HCO3-
MeCl₂+ CO3-2 → МеСО3(cho'kma) +2Cl-
MeSO4 + CO3-2→ MeCO3(cho'kma) + SO4-2
Ko'rinib turibdiki, sodali usulda suvning umumiy qattiqligini ancha (0,5-0,08 mg-ekv/l) gacha kamaytirish mumkin.
Fosfatli usulda suvning qattiqligini yo'qotishda suvga tegishli miqdorda Na2HPO4, K2HPO4, NaH2PO4 yoki KH2ΡΟ4, K3PO4 tuzlari qoʻshiladi. Bu usulda Mg2+ va Ca2+ ionlari fosfatlari holida cho'kmaga tushadi:
3Me+2 + 2H2PO4- → Me3(PO4)2↓ + 4H+
3Me+2 + 2HPO4-2 → Me3(PO4)2↓ + 2H+
3Me+2 + 2PO4-3 → Me3(PO4)2↓
Fosfatli usulda suvning qattiqligi 0,1-0,03 mg•ekv/l- gacha kamaytiriladi.
Keyingi yillarda polimer moddalar kimyosi keskin rivojlanishi bilan tarkibida Na+, H+ kationlari, Cl-, OH- anionlari saqlagan polielektrolit moddalar (kationitlar va anionitlar) sintez qilingan. Ularning umumiy formulasi R-H; R-Na va R-Cl, R-OH holida belgilanib, bu moddalar suvga solinsa yoki suv bilan to'ldirilgan "kolonka"lar orqali o'tkazilsa, suvning qattiqligini tashkil etuvchi Ca2+ va Mg2+ ionlari, SO42-, HCO3-, CI- ionlari H+ (Na+)lar bilan va OH- (Cl-) ionlari bilan almashinib, suvning qattiqligi yo'qoladi:
Ajralib chiqqan vodorod va gidroksil ionlari oʻzaro birikib suv hosil qiladi:
2H++ 2OH- → 2H₂O
Ionitli usul keyingi vaqtda juda keng qo'llanilayotgan, kam xarj va ekologik jihatdan juda qulay usuldir.
