H2O – ten wzór jest znany chyba każdemu. Jednak tak idealna woda w przyrodzie praktycznie nie występuje. Woda może mieć w swoim składzie wiele innych pierwiastków, które nadają jej określone właściwości i zmieniają charakter. Słona, morska woda różni się od wody w jeziorze, a woda w studni różni się od wody wodociągowej. Woda przeznaczona dla przemysłu włókienniczego, od tej dla przemysłu spożywczego i jeszcze inna przeznaczona na kąpiele lecznicze.
Najzwyklejsza woda z kranu, którą używamy w gospodarstwie domowym, a która często także służy do napełniania naszych basenów, to woda, z której w procesie uzdatniania usunięto pewne niepożądane składniki mineralne.
Woda nieuzdatniona
Jakie składniki mogą występować w wodzie nieuzdatnionej, czyli np. takiej ze studni? Między innymi: wapń ( Ca), magnez (Mg), żelazo (Fe), węgiel (C), azot (N), siarka (S) i wiele jeszcze innych, które w branży basenowej nie muszą mieć specjalnego znaczenia.
Pierwiastki te nie występują w wodzie samodzielnie, lecz w powiązaniu między sobą. Na przykład węgiel w połączeniu z tlenem tworzy dwutlenek węgla CO2, wapń w połączeniu z węglem i tlenem tworzy węglan wapnia, itp.
Jedne z tych składników mają znaczenie w wodzie basenowej, a inne prawie nie. Te istotne składniki to rozpuszczone w wodzie sole, kwasy i zasady. Otóż cząsteczki tych związków pod wpływem wody ulegają dysocjacji na jony. I tak np. kwasy odczepiają w wodnym roztworze dodatnio naładowane jony wodorowe (H+), a zasady ujemnie naładowane jony (OH–) zwane jonami wodorotlenowymi. A te procesy wpływają na odczyn wody.
Jeśli w wodzie jest zachowana ta sama ilość jonów wodorowych i wodorotlenowych oznacza to, że roztwór wodny jest obojętny – czyli ani kwasowy, ani zasadowy. Natomiast jeśli któryś z jonów przeważa to woda ma odczyn kwasowy albo zasadowy. Za wykładnik wielkości określającej kwasowość roztworu wodnego lub jego zasadowość wprowadzono pojęcie wartości pH i stworzono jej opis w formie skali wartości pH.
Odczyn pH wody basenowej
Odczyn pH jest mierzony przy pomocy skali od 0 do 14, gdzie 7 oznacza odczyn neutralny. Woda w basenie powinna mieć pH o wartości 7,0 – 7,4. Zbyt wysokie lub zbyt niskie pH może powodować podrażnienia skóry i oczu, uszkodzenia urządzeń basenowych lub zaburzenia działania środków dezynfekujących. Przedstawiliśmy to na infografice.
pH 0-7 – za niska wartość pH wody
Zbyt niska wartość pH występuje z reguły w wodzie miękkiej. Wartość pH można zwiększyć przez dodanie określonych środków o odczynie zasadowym (pH Plus).
pH 7-14 – za wysoka wartość pH wody
Zbyt wysoka wartość pH występuje zwykle w wodzie o dużej twardości. Wartość pH można obniżyć przez dodanie określonego kwasu (pH Minus). Jednorazowe dodanie środka spowoduje chwilowe obniżenie odczynu do pewnego poziomu, po czym ponownie wartość ta zacznie wzrastać. Dlatego stosowanie pH Minus musi prowadzone w pewnych odstępach czasu, a dawki dostosowane do aktualnie mierzonej wartości.
pH 7 – odczyn obojętny
Woda nie ma ani odczynu kwaśnego, ani zasadowego.
Twardość wody
Woda zawiera także mniejsze lub większe ilości różnych soli, a ich ilość waha się zależnie od miejsca występowania wody. Wśród tych soli główny udział mają sole wapnia i magnezu. I to właśnie one odpowiadają za stopień twardości wody.
W zależności od tego, z czego powstały sole rozróżniamy dwa pojęcia twardości:
- twardość przemijającą (zwaną również w literaturze jako twardość węglanową, lub czasową)
- twardość stałą (zwaną również twardością niewęglanową).
Czym jest twardość przemijająca i dlaczego jest nietrwała – przemija?
Mechanizm tego zjawiska jest następujący. Spadający deszcz (H2O), pochłania znajdujący się w powietrzu dwutlenek węgla (CO2) i tworzy związek chemiczny H2CO3 zwany kwasem węglowym. Ten kwas napotykając znajdujący się w glebie kamień wapienny (CaCO3) rozpuszcza go tworząc kwaśny węglan Ca(HCO3)2. Kwaśny węglan wapnia jest w wodzie rozpuszczalny i dla oka niewidoczny. Woda znajdująca się w glebie (woda studzienna) ma w sobie sporą ilość węglanu wapnia.
Dlaczego ten związek nazywany nietrwałym (przemijającym)?
Jeśli naturalną wodę (studzienną) wydobędziemy na powierzchnię i zaczniemy podgrzewać to zaczną zachodzić w niej reakcje chemiczne. Wzrost temperatury surowej wody powoduje, że kwaśny węglan wapnia rozpada się na to z czego powstał, czyli na węglan wapnia i kwas węglowy, który dalej się rozpada na dwutlenek węgla i wodę. Dwutlenek węgla ulatnia się z wody, a w wodzie pozostaje wapień, czyli CaCO3.
Ten związek jest nierozpuszczalny w wodzie i dlatego tworzy w niej mętną zawiesinę. Podczas gotowania wody widzimy to jako osiadający się na ściankach kamień. W basenie zaobserwujemy w upalne dni większą mętność wody lub szorstki nalot na ścianach.
Jaki związek w tym momencie ma odczyn pH i twardość wody? Woda z dużą zawartością węglanu wapnia (woda twarda) będzie powodowała silny wzrost odczynu pH wody. Zaobserwujemy to już kilka godzin po napuszczeniu wody do basenu, gdy jej temperatura zacznie wzrastać.
Czym jest twardość stała?
Twardość stałą (niewęglanową) tworzą sole innych kwasów, głównie jako siarczany, które zostają w wodzie i mają tę cechę, że są w niej niewidoczne oraz nie ulegają rozpadowi pod wpływem temperatury. Twardość stała nie jest więc przyczyną zmętnienia wody i dlatego nie odgrywa w basenach tak dużej roli jak twardość węglanowa.
Klasyfikacja twardości wody
Twardość wody określa się w stopniach twardości. Najczęściej posługujemy się niemiecką skalą twardości i tak 10 twardości = 10 mg CaCO3 / 1 litr wody.
Woda miękka w basenie
W naturze występuje na obszarze, gdzie nie ma w gruncie wapieni, a zwłaszcza tam, gdzie występują złoża granitowe oraz inne minerały nierozpuszczalne w wodzie. Ponieważ w wodzie deszczowej zaabsorbowany z powietrza CO2 tworzy z nią kwas węglowy to odczyn pH wody miękkiej będzie kwaśny.
Woda deszczowa miękka ma odczyn pH od 5 do 7.
Miękka woda nie jest w basenie rzeczą pożądaną. Głównie dlatego, że pH w takiej wodzie jest bardzo niestabilne. Z tego powodu ciężko jest prawidłowo kontrolować parametry wody.
Woda twarda w basenie
Twarda woda wskutek obecności węglanów zawiera mniejsze lub większe ilości wodorowęglanów wapnia i magnezu. Roztwory tych soli dają słaby odczyn zasadowy.
Twarda woda ma odczyn pH większy od 7.
Wartość pH wzrasta przy wyższej temperaturze wody. Dlatego woda świeżo nalana ze studni może mieć pH neutralne, natomiast już po jednym dniu odczyn będzie dużo wyższy.
Woda średnio twarda w basenie
Uznaje się, że jest najlepsza do używania w basenie.
| Stopień twardości wody | mg CaCO3 | st. niemieckiedho | mmol/l |
| Woda bardzo miękka | < 100 | < 5,6 | < 1 |
| Woda miękka | 100-200 | 5,6 – 11,2 | 1-2 |
| Woda średnio-twarda | 200-350 | 11,2 – 19,6 | 2 – 3,5 |
| Woda twarda | 350-550 | 19,6 – 30,8 | 3,5 – 5,5 |
| Woda bardzo twarda | > 550 | > 30,8 | > 5,5 |
Woda z zawartością żelaza i manganu
Dosyć często zdarza się, że w wodzie występuje żelazo i mangan (szczególnie w wodzie ze studni głębinowych). Obydwa te metale występują w wodzie w postaci kwaśnych węglanów (porównaj to z kwaśnym węglanem wapnia) są rozpuszczalne w wodzie i nie są widoczne.
Dopiero po zetknięciu się takiej wody z powietrzem zachodzi proces utleniania tych kwaśnych węglanów, skutkiem czego z formy przeźroczystej stają się widoczne i uzyskują kolory. Tak przekształcony związek żelaza uzyskuje kolor czerwono–brunatny, a związek manganu barwę brunatno-czarną.
W przypadku niebieskiego basenu, czerwono brunatny osad żelaza staje się dla oka odcieniem zielonym. Barwę tą można usunąć przez dłuższą filtrację wody. Osady zawierające żelazo i mangan można odfiltrować wspomagając sie chlorowaniem i środkami do koagulacji.
