Natūralaus vandens kietumas ir šarmingumas yra svarbūs rodikliai, atspindintys vandens kokybės savybes. Kietumas daugiausia reiškia bendrą kalcio jonų (Ca²) ir magnio jonų (mg²⁺) koncentraciją vandenyje, tuo tarpu šarmingumą daugiausia lemia bikarbonato jonai (HCO₃⁻). Dviejų santykis tiesiogiai paveikia ištirpusių druskų sudėtį vandenyje ir taip atspindi vandens telkinio chemines savybes. Remiantis dviejų koncentracijos santykiu, jį galima suskirstyti į šias tris situacijas:
1. Šarmingumas yra didesnis už kietumą (mol\/l)
Kai HCO₃⁻ koncentracija vandenyje yra didesnė nei pusė visos kalcio ir magnio jonų koncentracijos (ty HCO₃⁻> ½ (Ca²⁺ + mg²⁺)), tai rodo, kad šarmingumas žymiai viršija kietumą. Šiuo metu kalcio ir magnio jonai pirmiausia sujungs su bikarbonate, kad susidarytų kalcio bikarbonatas (CA (HCO₃) ₂) ir magnio bikarbonatas (Mg (HCO₃) ₂). Likę HCO₃⁻ derinami su monovalentiniais katijonais, tokiais kaip natris (Na⁺) ir kalis (K⁺), kad susidarytų natrio bikarbonatas (NAHCO₃) ir kalio bikarbonatas (KHCO₃).
Šiuo atveju kietumą vandenyje visiškai sudaro bikarbonatas ir nėra ne karbonato kietumo (pavyzdžiui, kalcio ir magnio druskos sulfatų ar chloridų pavidalu). Be to, skirtumas tarp šarmingumo ir kietumo atitinka natrio ir kalio bikarbonato koncentraciją. Šis šarmingumo perteklius vadinamas „neigiamu kietumu“ arba „šarmingumo pertekliumi“, o tai reiškia, kad vandenyje yra papildomo bikarbonato, kurio nenaudoja kalcis ir magnis.
2. Šarmingumas prilygsta kietumui (mol\/l)
Kai HCO₃⁻ koncentracija yra tiksliai lygi viso kalcio ir magnio jonų koncentracijos pusei (ty HCO₃⁻=½ (Ca²⁺ + mg²⁺)), kalcio ir magnio jonai sujungs su bikarbonate, kad susidarytų kalcio bikarbonatas ir magnio bikarbonatas. Šiuo metu natrio ir kalio jonai negali susidaryti bikarbonato, tačiau sujunkite su sulfatu (SO₄²⁻) arba chlorido jonais (CL⁻), kad susidarytų neutralios druskos, tokios kaip natrio sulfatas (Na₂so₄), kalio sulfatas (K₂so₄), natrio chloridas (NACL) arba kalio chloridas (KCL).
Šiuo atveju vandenyje nėra nei šarmingumo pertekliaus (neigiamo kietumo), nei ne karbonato kietumo. Kietumas ir šarmingumas puikiai suderinti, tai rodo, kad kalcio ir magnio koncentracijos tik neutralizuojamos bikarbonato, o kiti anijonai derinami tik su natrio ir kalio.
3. Šarmingumas yra mažesnis už kietumą (mol\/l)
Kai HCO₃⁻ koncentracija yra mažesnė nei pusė viso kalcio ir magnio jonų koncentracijos (ty HCO₃⁻ <½ (Ca²⁺ + mg²⁺)), kalcio ir magnio jonai vandenyje negali būti visiškai neutralizuojami bikarbonato, o likusi dalis sujungs su kitais anonais (tokiais kaip sulfato ar chlorido jonai), o likusi dalis suformuos kietuosius. Remiantis kalcio ir magnio santykio skirtumu, šią situaciją galima dar labiau suskirstyti į dvi rūšis:
(1) Kalcio kietas vanduo (didelė ca²⁺ dalis)
Jei kalcio jonų koncentracija yra didelė (½ca²⁺> hco₃⁻), bikarbonatas pirmiausia sujungs su kalciu, kad susidarytų kalcio bikarbonatas, o likę kalcio jonai sujungs su sulfatu, kad susidarytų kalcio sulfatas (Caso₄). Tuo pačiu metu, kadangi magnio jonai nėra visiškai neutralizuojami, jie egzistuos kaip magnio sulfato (MGSO₄) pavidalu. Šiuo metu vandenyje yra akivaizdus ne karbonato kietumas (pvz., Kalcio sulfatas ir magnio sulfatas), tačiau magnio bikarbonatas (Mg (HCO₃) ₂) visai neegzistuoja.
(2) Magnio kietas vanduo (Mg²⁺ sudaro didelę dalį)
Jei magnio jonų koncentracija yra didelė (½ca²⁺ Bet kuriuo atveju, kol šarmingumas yra mažesnis už kietumą, vandenyje turi egzistuoti ne karbonato kietumas, o natrio ir kalio bikarbonatai (pvz., Nahco₃) visiškai išnyksta. Santrauka ir analizė Palygindami kietumo ir šarmingumo ryšį, galime išsiaiškinti druskų sudėties ir šaltinio vandenyje šaltinį: Šarmingumas> Kietumas: kalcis ir magnis vandenyje yra bikarbonato pavidalu, lydimas natrio ir kalio bikarbonato (neigiamas kietumas). Šarmingumas=kietumas: kalcio ir magnio bikarbonatai yra visiškai neutralizuojami, o kitos druskos susidaro natrio, kalio ir sulfato ar chlorido jonais. Šarmingumas