آب فراوان ترین و مفیدترین ترکیب مایع در طبیعت است که غیر از مصارف خوراکی و زیست محیطی در صنعت نیز از اهمیت زیادی برخوردار است. آب حلال خوبی برای بسیاری از مواد موجود در طبیعت می باشد، بنابراین آب های موجود در طبیعت از نظر شیمیایی خالص نیستند و همواره مقداری مواد غیر آلی، آلی و گاز به صورت محلول در آن ها وجود دارد. کیفیت آب بر حسب نوع استفاده ای که از آن می شود از اهمیت فوق العاده ای برخوردار است.آنچه که در مورد آب از اهمیت بیشتری برخوردار بوده و معمولا اندازه گیری می شود عبارتند از:
تعریف
سختی آب (water hardness) ناشی از وجود کاتیون های کلسیم و منیزیم درآب می باشد. هر چند که کاتیون های دیگر چون آهن و منگنز نیز می توانند موجب سختی آب شوند ولی چون غلظت آن ها درآب بسیار کم است اصطلاحا به مجموع کاتیون های کلسیم و منیزیم سختی آب می گویند. در آب های طبیعی معمولا غلظت کلسیم حدود دو برابر منیزیم است در حالی که در آب دریا غلظت منیزیم حدود پنج برابر کلسیم می باشد.معمولا سختی آب را می توان به صورت های زیر بیان کرد:
سختی آب
منظوراز water hardness موقت یا کربناتی و یا به عبارت بهتر سختی بی کربناتی املاح بی کربنات کلسیم منیزیم است که در اثر حرارت دادن از حالت محلول به صورت غیر محلول در می آیند. به عنوان مثال بی کربنات کلسیم محلول در آب در اثر حرارت به رسوب کربنات کلسیم تبدیل می شود.
H2O+Ca(HCO3)2 → CO2+2H2O+CaCO3
دیده می شود که اگر تجزیه بی کربنات کلسیم در محل یا زمانی نامطلوب اتفاق افتد علاوه بر ایجاد رسوب کربنات کلسیم گاز انیدرید کربنیک هم ایجاد می شود که باعث کاهش غیر کنترل شده pH می گردد.
سختی دائم
منظور از سختی دائم یا غیر کربناتی املاح سولفات، کلراید، نیترات و… کلسیم و منیزیم است. که در اثر حرارت دادن (پیش از آنکه در اثر تبخیر به صورت اشباع درآید) رسوب نمی کنند. از آنالیز آب خام (آب تصفیه نشده) می توان مقدار water hardness دائم و موقت را به صورت زیر محاسبه کرد:
اگر H سختی کل یعنی مقدار ( Ca+Mg کربنات وM) قلیاییت کل برحسب معادل کربنات باشد آنگاه:
انوع آب
واحد اندازه گیری water hardness در کشور های مختلف متفاوت است.