Alapvetően kevés helyzet van, amikor mesterségesen kell vízkeménységet pótolni. És ezekre is van kényelmes, gyári megoldás, már az Aqua Line márkanév alatt is. Neked csak be kell szórnod a port a vízbe az ajánlott adagolás szerint. Azonban ha te éppen valami nagyon speciális vizet szeretnél, esetleg kontrollmániás vagy, vagy csak szeretnéd megérteni mögötte az elméletet, itt a recept, hogyan kell a saját vízkeménységedet kikeverni.

Mikor lehet erre reális szükség?

Például ha szikes vizet szeretnél korrigálni. Ha amúgy szeretik a kemény és lúgos vizet a halaid, a növények életét könnyebbé teheted egy kis állandó keménység adagolásával. A szikes vízben nem csak a nátrium magas, de extrém alacsony a kalcium- és magnéziumszint is. Ezek pótlásával ha kellemessé nem is, de élhetővé teheted a vizet a növényeknek. A tökéletes megoldás az RO víz visszasózva, ilyenkor viszont már használhatod a kész port is a recept helyett. Speciális biotóp akváriumok összeállításánál fontos lehet, hogy a kalcium és a magnézium illetve a GH:KH aránya adott érték legyen. Ezzel a recepttel bármit ki tudsz keverni magadnak. Az instant vízkeménységporunk a legtipikusabb, az esetek 99%-ában tökéletes értékekre van beállítva, de ha neked valami különleges kell, itt van hozzá az útmutató.

Mi is az a vízkeménység? Kezdjük a definícióval!

1 nk° azaz német keménységi fok annak a víznek az összes keménysége, amiben literenként 10 mg kalcium-oxiddal (CaO) egyenértékű oldott kalcium- (Ca++) és magnézium-ion (Mg++) van.

1 nk° annak a víznek a változó keménysége, amiben literenként 10 mg kalcium-oxiddal (CaO) egyenértékű oldott hidrogénkarbonát-ion (HCO3-) van.

Na de mi az az egyenérték?

Iskolás emlékeztető - A mol fogalma

A mol tulajdonképpen egy szép nagy szám, ami darabra ad meg egy adott mennyiségű atomot vagy molekulát. Ez a darabszám úgy lett meghatározva, hogy egy mol éppen annyi grammot tesz ki egy adott anyagból, amennyi az atom/molekulasúlya. Így a definíció szerint 1 mol szén 12 gramm, 1 mol CaCO3 viszont már 100 gramm - ugyanannyi darab egy nehezebb dologból össztömegre több lesz. A kémiai reakcióknál pedig a darabszámok a fontosak. Ezért van az, hogy amikor egy egyszerű kis reakciónál, ahol egy valami reagál ugyanannyi darab másvalamivel, ha grammokban számolunk már teljesen összevissza számokat kapunk. És ez az, amin könnyű eltévedni a vízkeménység számításakor.

Tehát az egyenérték itt egy molban kifejezhető mennyiséget takar. Így egy német keménységi fok annyi darab Ca++ és/vagy Mg++ iont jelent, amennyi 10 milligramm CaO-ban is van. A CaO moláris tömege 56,08 g/mol, vagy hogy egyértelmű legyen a mértékegység a fenti definícióhoz, 56080 mg/mol.

Ha 56080 mg 1 mol, akkor 10 mg hány mol?

10/56080=0,0001783

Azaz egy német keménységi fok 0,0001783 molnyi kalcium- és/vagy magnéziumiont jelent literenként.

A változó keménység egy csavarral bonyolultabb, mivel egy Ca++ ionhoz kettő HCO3- jár. A reakció:

CaCO3 + CO2 + H2O › Ca(HCO3)2

Tehát bikarbonátból kétszer annyit jelent molban nézve az egyenérték, mint kalciumból vagy magnéziumból. Amíg a kalcium vagy a magnézium mennyisége alapján mérjük ki az anyagainkat, addig nem kell ezzel foglalkoznunk. A változó keménységet mérő tesztek erdendően figyelembe veszik.

A különböző vízkeménységek és egymáshoz való viszonyuk

Mielőtt tovább mennénk a gyakorlati részre, vegyük át pontosan, mit is értünk vízkeménység alatt. Kétféle vízkeménység létezik, az állandó és a változó. Az állandó keménység a víz ragaszkodó része, nem lehet csak úgy forralással eltávolítani. Ezt az értéket sajnos nem lehet közvetlenül megmérni, ezért vezették be az összkeménység(GH) fogalmát. Ez a vízben oldott összes kalcium- és magnéziumvegyület mennyiségét jelenti, állandó és változó keménységet is beleértve. A teszt a kalcium- és magnéziumionok mennyiségét méri. A változó vagy másnéven karbonátkeménység(KH) forralás hatására kicsapódik, így a vízből eltávolítható, innen a neve. Szintén mérhető, így az összkeménységből kivonva megkapjuk az állandó keménység értékét is. A teszt a víz lúgossága alapján következtet a karbonáttartalomra. A következő versenyzőnk a szódabikarbóna, azaz nátrium-hidrogénkarbonát. Mivel nátriumvegyület, a definíció szerint nem része a vízkeménységnek, viszont ugyanúgy hidrogénkarbonát keletkezik belőle az oldódása során. A tipikus kemény vizes halak nem is panaszkodnak rá, számukra tökéletesen megteszi a valódi változó keménység helyett. A teszteket viszont megzavarja, mivel a karbonátteszt méri, az összkeménység viszont nem, így akár az összkeménységnél magasabb karbonátot is mérhetünk adott esetben. A szódabikarbóna a valódi változó keménységgel ellentétben nem tüntethető el a vízből egy egyszerű forralással. 

Kémiai szempontból az összes igazi és hamis keménység is a sók közé tartozik. Amikor ezek oldatba kerülnek, a sók szétválnak az őket alkotó ionokra, így végeredményében magányos Mg++, Ca++, SO4--, Cl- és HCO3- ionok úsznak a vízben. Ennek az a praktikus oldala, hogy rengeteg lehetőségünk van kiválasztani, pontosan miből is keverjük ki a vízkeménységünket. A végeredmény szempontjából teljesen mindegy, hogy MgSo4-et és CaCl2-t, vagy CaSO4-et és MgCl2-őt keverünk össze. A gyakorlatban viszont nem mindegyik sót egyszerű feloldani, és néhánynak a beszerzése is nehezebb. Itt a legkönnyebben beszerezhető és gond nélkül feloldható lehetőségeket választottuk ki - keserűsót (MgSO4), kalcium-kloridot (CaCl2), mészkövet(CaCO3) és szódabikarbónát(NaHCO3). A számításainkat egy kicsit bonyolítja, hogy ezeket különböző mennyiségű kristályvizet tartalmazó formában is árusítják. Így ugyanannyi számunkra hasznos vegyület kiméréséhez eltérő tömegekkel kell számolni.

A gyakorlat

Ha 1 liter 1 nk° állandó keménységű vizet szeretnénk előállítani kalciumvegyületből, a következő lehetőségeink vannak:

CaCl2 (vízmentes/anhidrát)       110.98   g/mol   X 0,0001783 mol               ===> 0.01974 g

CaCl2.2H2O (dihidrát)                   147.0146 g/mol                                ===> 0.02616 g

CaCl2.6H2O (hexahidrát)                             683.9193 g/mol                                                ===> 0.12016 g

Ha ugyanezt magnéziumból szeretnénk:

MgSO4 (vízmentes/anhidrát)    120.366  g/mol  X 0,0001783 mol               ===> 0.0214 g

MgSO4·7H2O (heptahidrát)       246.47   g/mol                                   ===> 0.0438 g

A gyakorlatban ezek nagyon pici, még ékszermérleggel is kimérhetetlen mennyiségek. De ha egy akvárium összes cserevizére számítjuk ki, már kezelhető mennyiségeket kapunk. Például 10 liter 10 nk°-s cserevizet szeretnénk készíteni kalcium-klorid-hexahidrátból: 683.9X0,0001783X10X10=12,016 gramm

Az MgSo4-et és CaCl2-őt nem jó töményen összeönteni, mert nehezen oldható csapadék képződhet. Külön-külön oldjuk fel őket fél-egy liter vízben, és utána keverjük össze az összes vízmennyiséggel.

Ha 1 liter 1 nk° változó keménységű vizet szeretnénk keverni mészkőből,

CaCO3                  100g/mol   X       0,0001783 mol

100 X 0,0001783 = 0,01783 gramm mészkövet kell kimérnünk. 10 liter 10 nk°-s vízhez 1,78 g CaCo3-kell.

Nehezítés, hogy a mészkő nem oldódik csak úgy fel tiszta vízben. Ezt elősegíthetjük némi CO2 oldat, azaz szódavíz használatával. A szódásszifont RO vízzel töltsük meg, csavarjunk bele annyi patront, amennyit csak a készülék leírása enged, majd fogjunk egy jól záró műanyag palackot, és adagoljuk be a szódát és a mészkőport is. Néhány óra alatt fel fog oldódni.

Ha 1 liter 1 nk° változó keménységű vizet szeretnénk szódabikarbónából előállítani,

NaHCO3                             
84g/mol X 0,0001783 mol X2 = 0.02995 gramm szódabikarbónát kell kimérni. 10 liter 10 nk°-s vízhez 2,99 gramm kell. Mivel a szódabikarbóna kiválóan oldódik, nincs szükség a szódás trükközésre.