سختی آب

چه تفاوتی بین سختی موقتی و دائمی وجود دارد و چه اهمیتی در دم آوری قهوه دارد؟

سختی اندازه ی مقدار برخی از مواد معدنی موجود در آب است. مقدار و نسبت مواد معدنی موجود در آبی که برای دم آوری استفاده میکنید می تواند تأثیر بسزایی در طعم قهوه ی شما داشته باشد و همچنین بر افزایش کارایی دستگاه اسپرسو تأثیر می گذارد ، بنابراین ارزش تلاش برای درک چند مفهوم کلیدی را دارد.

اصطلاح "سختی" در اصل از اثر مواد معدنی موجود در آب بر روی صابون ناشی می شود. مواد معدنی موجود در آب سخت به صابون متصل می شوند و یک "کف" نامحلول تشکیل می دهند و تشکیل کف را دشوارتر می کنند و صابون را در شستشو کم اثر می کند. در برهه ای از زمان ، مردم متوجه شدند که اگر آب قبل از استفاده جوشانده شود ، سختی آب کمتر می شود و شستشو را آسان می کند. سختی ای را که با جوشاندن آب از بین میرود سختی موقت می نامند ، سختی ای که هرچقدر آب را بجوشانید باقی میماند ، سختی دائمی نامیده می شود.

بنابراین به خاطر سپردن تعریف آن به اندازه کافی آسان است ، اما برای درک واقعیت ماجرا ، باید اندکی در مورد مواد معدنی موجود در آب بدانیم. هر ماده معدنی که در آب حل می شود از یون ها تشکیل شده است که ذرات باردار الکتریکی هستند. ماده معدنی به شکل جامد دارای مقدار مساوی بار مثبت و منفی است که با هم ترکیب شده اند ، بنابراین بارها یکدیگر را خنثی می کنند. به عنوان مثال ، نمک سفره ، کلرید سدیم ، از قسمتهای مساوی یونهای سدیم با بار مثبت (Na +) و کلرید با بار منفی (Cl–) تشکیل شده است. وقتی ماده معدنی در آب حل می شود ، یونها از هم جدا می شوند ("تجزیه می شوند") و در آب پخش می شوند.

سدیم و کلرید موجود در نمک خوراکی محکم در کنار هم قرار گرفته اند. وقتی در آب حل شود ، به یونهای سدیم (Na +) و یونهای کلرید (Cl–) تقسیم می شود.

ماده معدنی ای که یون مثبت آن بیش از یک بار داشته باشد باعث ایجاد سختی میشود. بار قوی تر در این یون ها همان چیزی است که باعث تعامل آن با صابون می شود - و همین بار است که باعث میشود که این مواد معدنی می توانند به بیرون کشیدن طعم از قهوه کمک کنند.

کلسیم (Ca2 +) و منیزیم (Mg2 +) تقریباً تمام سختی آب آشامیدنی را تشکیل می دهند. از آنجا که کلسیم و منیزیم هر دو دارای دو بار مثبت هستند ، رفتار آنها کاملاً شبیه به هم است ، بنابراین زمانی که از سختی صحبت میکنیم، می توان آنها را قابل جایگزینی دانست. برخی از یونهای دیگر مانند آهن (Fe3 +) یا آلومینیوم (Al3 +) می توانند از نظر فنی دخیل باشند (WHO 2011) ، اما ما به طور معمول این موارد را نادیده می گیریم ، زیرا مقدار آنها باید در آب آشامیدنی بسیار کم باشد.

بنابراین سختی کل ، که به آن "سختی کلی" یا GH نیز گفته می شود ، همان اندازه گیری مقدار کلسیم و منیزیم با بار مثبت است که در آب وجود دارد. از آنجا که بار الکتریکی موجود در این یون ها به عصاره گیری طعم از مولکولها کمک می کند ، اندازه گیری GH نشانگر قدرت عصاره گیری آب است.

حال به یاد داشته باشید که هر یون معدنی با بار مثبت باید با یون های دارای بار منفی نیز جفت شود. مهمترین آنها در آب ، بی کربنات (HCO3–) است. وقتی آبی که دارای بی کربنات است را می جوشانید ، آن با هر کلسیم و منیزیم موجود در آب واکنش می دهد و ماده ی جامدی به نام آهک (کربنات کلسیم و کربنات منیزیم) تشکیل می دهد. این همان چیزی است که باعث ایجاد سختی موقتی می شود - با جوشاندن آب ، شما در حال تشکیل آهک هستید که رسوب میکند. سختی دائمی هر سختی است که باقیمانده باشد – یعنی هر کلسیم یا منیزیمی که

هیچ بی کربناتی باقی نمانده تا با آن واکنش دهند.

سختی موقت و دائم. این آب دارای GH 2 است ، زیرا در آن دو واحد کلسیم / منیزیم (قرمز) وجود دارد. سختی موقت آن 1 است ، زیرا یک واحد کربنات به یک کلسیم / منیزیم متصل می شود و تشکیل آهک میدهد. کلسیم / منیزیم دیگر ، سختی دائمی است که آهک ایجاد نمی کند و با جوشاندن از بین نمی رود. سایر یونهای معدنی مثبت و منفی موجود در آب به رنگ خاکستری نشان داده شده است.

وقتی سختی آب را اندازه می گیریم ، معمولاً دو پارامتر را اندازه گیری می کنیم: GH و KH.

GH سختی کل است و مقدار کل کلسیم و منیزیم موجود در آب را اندازه گیری می کند. KH مخفف Karbonathärte است که به آلمانی به معنی سختی کربنات است. سختی کربنات دقیقاً همان سختی موقت است: یعنی تمام سختی جفت شده با یونهای بی کربنات که می تواند تشکیل آهک دهد.

با این حال ، جایی که گیج کننده می شود این است که یک آزمایش KH معمولی سختی کربنات را اندازه گیری نمی کند. یک تست قطره KH فقط مقدار بی کربناتهای موجود در آب را اندازه گیری می کند که به آن قلیاییت (Alkalinity) نیز گفته می شود. این معیار همچنین از این جهت مهم است که خاصیت قلیایی ، اسیدیته قهوه را از بین می برد و باعث میشود کمتر مزه ی ترشی بدهد.قلیاییت زیاد باعث میشود که قهوه طعم فلت بدهد.

در مثال ما تاکنون ، قلیائیت دقیقاً همان سختی موقت است ، زیرا کلسیم و منیزیم کافی برای واکنش با تمام بی کربنات ها و تشکیل آهک وجود دارد. این مورد در بیشتر آب های آشامیدنی طبیعی وجود دارد - قلیاییت و سختی کربنات یا سختی موقت دقیقاً یکسان هستند ، بنابراین بیشتر اوقات آزمایش KH سختی کربنات را نیز به شما می گوید.

با این حال ، در برخی موارد ، مقدار بی کربنات می تواند بیش از مقدار کلسیم یا منیزیم باشد. این می تواند هنگامی اتفاق بیفتد که آب نرم شده باشد یا آب نمک وارد آب آشامیدنی شود. در این حالت ، ممکن است کلسیم و منیزیم کافی برای واکنش با تمام بی کربنات ها وجود نداشته باشد. در این نوع آب ، اگر آن را بجوشانید ، تمام سختی آن برطرف می شود ، بنابراین سختی موقت همان سختی کل است و اصلاً سختی دائمی وجود ندارد.

در این حالت ، آزمون KH نتیجه ای بالاتر از GH به شما نشان خواهد داد. هنگامی که نتیجه آزمایش KH بالاتر از GH باشد ، در آن صورت سختی کربنات و سختی کل یکسان هستند. عددی که آزمایش KH به شما می دهد در واقع قلیائیت است ، نه سختی کربنات.

وقتی قلیائیت از سختی کل بیشتر باشد ، آنگاه تمام سختی آن سختی موقت یا سختی کربنات است. در این حالت ، قلیائیت باقیمانده کمکی به سختی نمی کند. کیت قطره KH قلیاییت 2 را اندازه می گیرد ، اما سختی کربنات در واقع فقط 1 است ، زیرا فقط 1 واحد سختی وجود دارد تا بتواند با آن تشکیل آهک دهد.

این مورد در آب شیر به اندازه کافی نادر است که ما بتوانیم هنگام آزمایش آب آن را نادیده بگیریم. در بیشتر آبهای آشامیدنی ، KH = قلیاییت = سختی موقت است. سختی دائم فقط همان سختی است که باقیمانده باشد ، بنابراین: سختی دائمی = GH - KH.

به طور خلاصه ، این سه معیار مهم در دم آوری قهوه هستند: سختی کل (GH) ، سختی موقت یا سختی کربنات و قلیاییت. سختی کل به آب کمک می کند تا طعم ها را از قهوه عصاره گیری کند. سختی موقت تعیین می کند که چه مقدار از این سختی می تواند آهک ایجاد کند. سرانجام ، قلیاییت مشخص میکند که آب چقدر از اسیدیته ی قهوه را از خنثی می کند.

اگر KH زیر GH باشد ، آزمایش KH هم میزان سختی موقت و هم قلیاییت را به شما می دهد ، زیرا KH تعیین می کند که چه مقدار از GH می تواند تشکیل آهک دهد. اگر KH بالاتر از GH باشد ، KH فقط قلیائیت را اندازه گیری می کند و سختی موقت دقیقاً همان سختی کل است ، زیرا KH اضافی نمی تواند به تنهایی آهک ایجاد کند.

منبع: باریستا هاستل