Na pewno już niejednokrotnie, nawet czytając artykuły na blogu, spotkaliście się z pojęciem silnie kwaśnego kationitu. Wielu z Was dopytuje czy silnie kwaśny kationit będzie zakwaszał wodę? W dzisiejszym artykule odpowiedź na to pytanie!
W kartach katalogowych, sekcji danych technicznych, często można znaleźć informację o tym, że w urządzeniu znajduje się silnie kwaśny kationit. U niektórych ta informacja budzi pewne obawy. Przede wszystkim są one związane z oddziaływaniem silnego kationitu na jakość wody. Czy skoro kationit jest kwaśny, to oznacza, że woda po jego zastosowaniu również stanie się kwaśna? Czy woda po zastosowaniu silnie kwaśnego kationitu jest bezpieczna i nadal nadaje się do użytku?
Czym jest kationit silnie kwaśny?
Przede wszystkim warto zacząć tu od pojęcia zmiękczania wody. To proces, w którym redukowany jest wysoki stopień twardości wody. Jego eliminacja jest niezbędna w wielu gałęziach przemysłu oraz w gospodarstwach domowych. Wszystko ze względu na kamień kotłowy, powodujący duże problemy techniczne oraz straty. O procesie zmiękczania wody pisałem już tutaj: Czym jest twarda woda i jak ją zmiękczyć? Jedną z metod redukcji twardości wody jest zmiękczanie oparte na jonitach.
Rodzaj jonitu zastosowanego do zmiękczania wody jest zależny od indywidualnych potrzeb oraz jakości wody. W zmiękczaniu wody stosuje się kationity. Kationit jest rodzajem złoża (materiału stałego), który ma zdolność wymiany kationów wchodzących w skład złoża na kationy obecne w roztworze. Kationity oznacza się symbolem +. Można wypunktować między innymi następujące rodzaje wymiany jonowej, mającej na celu zmiękczenie roztworu:
- W cyklu wodorowym na kationitach słabo kwaśnych
- W cyklu sodowym lub wodorowym na kationitach silnie kwaśnych
- Dekarbonizacja i dekationizacja na kationicie silnie kwaśnym, pracującym w cyklu chlorkowym
Domowe zmiękczacze wody pracują najczęściej na kationicie silnie kwaśnym w trybie sodowym. Mówiąc w bardzo dużym uproszczeniu, silnie kwaśny kationit to inaczej żywica jonowymienna, która znajduje się wewnątrz zmiękczacza wody.
Jak działa kationit silnie kwaśny?
Silnie kwaśny kationit w cyklu sodowym jest w stanie praktycznie całkowicie wymienić jony wapnia Ca2+ i magnezu Mg2+ związane z anionami silnych i słabych kwasów. Dzięki temu usunięta zostaje twardość węglanowa, jak też niewęglanowa. Jak dokładnie następuje taki proces można zobaczyć na podstawie poniższych reakcji:
2 KtmNa + Ca(HCO3)2 ↔ (2 Ktm)Ca + 2 NaHCO3
2 KtmNa + Mg(HCO3)2 ↔ (2 Ktm)Mg + 2 NaHCO3
2 KtmNa + CaCl2 ↔ (2 Ktm)Ca + 2 NaCl
2 KtmNa + MgSO4 ↔ (2 Ktm)Mg + Na2SO4
Dokładny schemat działania silnie kwaśnego kationitu przedstawiłem także w artykułach dotyczących bezpośrednio zmiękczaczy wody oraz żywicy jonowymiennej. Dodatkowe informacje uzyskacie, czytając: Żywica monosferyczna i polisferyczna, Jak działa zmiękczacz wody?
W zmiękczaczach wody surowa woda jest dostarczana do wnętrza butli wypełnionej żywicą jonowymienną. Tam dochodzi do procesu wymiany jonowej. Jony tworzące twardość wody pozostają w ziarenkach złoża, natomiast miękka woda płynie dalej przez instalację. Żywica jonowymienna ma ograniczoną pojemność. Po jej wyczerpaniu potrzebna jest regeneracja. Proces odbywa się automatycznie, z udziałem roztworu solanki. O regeneracji można przeczytać więcej w artykule: Regeneracja w zmiękczaczach wody – czy zawsze wygląda tak samo?
Sama reakcja wymiany jonowej składa się z następujących po sobie faz:
- Przemieszczanie się jonu z głębi roztworu do powierzchni jonitu
- Przemieszczanie się jonu wewnątrz ziarna jonitu do grupy jonowymiennej
- Chemiczna reakcja podwójnej wymiany
- Przemieszczanie się wymienionego jonitu z głębi ziarna w kierunku jego powierzchni
- Przejście wymienionego jonu z głębi ziarna w kierunku roztworu
Ten proces przypominam z tego względu, abyście mieli dokładny ogląd na to, do czego dokładnie służy silnie kwaśny kationit i jaka reakcja dokładnie na nim zachodzi. Jest to też najlepsze potwierdzenie tego, że żywica jonowymienna nie ma żadnego wpływu na inne właściwości wody. Nie powoduje zmiany jej właściwości organoleptycznych, ani w pozostałych kwestiach związanych ze składem chemicznym. Ma wpływ na jony odpowiedzialne za tworzenie twardości wody.
Czy silnie kwaśny kationit jest bezpieczną opcją na zmiękczanie wody?
Zdecydowanie tak. Żywica jonowymienna ma bezpośredni kontakt z wodą spożywczą. Z tego względu powinna spełniać wszelkie normy związane z bezpieczeństwem. Dobrej jakości złoża zmiękczające posiadają odpowiednie certyfikaty. Warto wybierać produkty od znanych i cenionych producentów, jak choćby monosferyczną żywicę jonowymienną, która stanowi złoże w zmiękczaczach wody polskiej marki Ecoperla.
Samo użytkowanie wody w celach spożywczych po zmiękczaczu wody jest bezpieczne, o czym można przekonać się, czytając artykuł: Zmiękczacz wody a zdrowie – co warto wiedzieć? Jedyna różnica we właściwościach wody polega na tym, że znajduje się w niej więcej jonów sodu niż w wodzie surowej. Na pewno nie są to parametry szokujące, przekraczające normy codziennego spożycia. Z każdym zredukowanym stopniem niemieckim twardości, do wody trafia około 8-8,2 mg sodu. Jest to znacznie mniej niż zawiera w sobie kromka białego pieczywa.
Czym jest kwaśna woda?
Teraz warto wytłumaczyć, co właściwie kryje się pod pojęciem kwaśnej wody. Chodzi tu o odczyn pH. Skala od 0-14 pozwala porównywać ze sobą różne rodzaje wód. Przy tym 7 jest wartością neutralną. Wszystko poniżej jest określane jako woda o odczynie kwaśnym, natomiast powyżej jako woda o odczynie zasadowym. Wartość 0 określa bardzo silny, żrący kwas. 14 jest bardzo silną zasadą. Kwaśny odczyn pH wody świadczy o większej obecności w roztworze jonów wodorowych H+.
O kwaśnej wodzie mówi się dużo w kontekście jonizatorów wody oraz właściwości leczniczych. Można o tym przeczytać przy okazji: Martwa woda i żywa woda – co to takiego? Odczyn pH wody ma jednak ogromny wpływ na instalacje wodne. Zbyt wysoki lub zbyt niski może powodować znacznie szybsze powstawanie korozji rur. Eksperci zalecają, by woda zasilająca instalacje hydrauliczne miała odczyn neutralny lub lekko zasadowy.
W związku z tym niektórzy mogą obawiać się, że po zastosowaniu zmiękczacza wody z silnie kwaśnym kationitom woda stanie się kwaśna i zacznie niszczyć instalację wodną – nic bardziej mylnego!
Czy kwaśny kationit powoduje zakwaszanie wody?
Silnie kwaśny kationit w zmiękczaczu wody, gdzie regeneracja odbywa się z udziałem roztworu solanki, nie będzie powodował zakwaszania wody. Żywica jonowymienna praktycznie nie ma wpływu na odczyn pH zmiękczonej wody. Co innego zadziałoby się w cyklu wodorowym. Wtedy kationit jest regenerowany kwasem, a pH roztworu znacznie spada – woda może stać się kwaśna.
Pod hasłem kwaśnej wody, w kontekście zastosowania kwaśnego kationity, niektórzy rozumieją zmianę smaku wody na kwaśny. Nie mamy tu do czynienia z powstawaniem takiego zjawiska. Woda po zmiękczaniu nie zmienia swojego smaku na kwaśny. Pozostaje smaczna i dobrze sprawdza się jako woda spożywcza.