水の硬度計算ツール
カルシウムとマグネシウムの濃度を、炭酸カルシウム換算の総硬度に変換します。
カルシウム・マグネシウム硬度
溶存カルシウムとマグネシウムをミリグラム毎リットルで入力し、標準的な硬度単位に換算します。
水の硬度について
水の硬度は、溶けている多価のミネラル、主にカルシウムイオンとマグネシウムイオンの濃度を表します。水は土壌や岩石、特に石灰岩、ドロマイト、石こうを通る間にこれらを取り込みます。硬水は一般に健康上の危険ではなく、カルシウムやマグネシウムは栄養摂取に寄与することもあります。ただし硬度は石けんの働き、水あか、味、工業工程、加熱器やボイラー、膜、配管設備の運転に影響します。
検査機関ではカルシウムとマグネシウムの濃度を個別にミリグラム毎リットルで報告することが多くあります。比較できる一つの硬度値にまとめるには、それぞれを炭酸カルシウムの等価質量に換算します。イオンのモル質量と電荷当量に基づく標準係数は、カルシウムで約 2.497、マグネシウムで約 4.118 です。炭酸カルシウム換算の総硬度は、カルシウム濃度 × 2.497 にマグネシウム濃度 × 4.118 を加えた値です。このツールは、米ガロン当たり 1 グレーンが炭酸カルシウム換算で 17.118 ミリグラム毎リットルに相当する関係を使い、ガロン当たりグレーンにも換算します。
表示する分類は、米国地質調査所でよく使われる範囲に従います。60 mg/L 未満は軟水、60 以上 120 未満は中程度の硬水、120 以上 180 未満は硬水、180 mg/L 以上は非常に硬い水です。これらは説明のための分類で、普遍的な規制値ではありません。水道事業者、機器メーカー、検査機関、水処理業者では区分が多少異なる場合があります。処理方法の判断では、総硬度に加え、用途、アルカリ度、pH、温度、シリカ、鉄、マンガン、その他の水質測定値も考慮してください。
このイオン濃度による計算は、同じ試料の溶存カルシウムとマグネシウムを、指定単位で分析した結果を前提とします。硬度への寄与が異なる多くのイオンを含む電気伝導率や総溶解固形分は、直接使いません。炭酸カルシウムの mg/L として報告された滴定値をカルシウム濃度欄に入力しないでください。報告書に総硬度があれば、その値を使います。飲料水の適合確認、ボイラー処理、水槽、プール、医療用途では、関連する専門的指針に従い、適切な採水と品質管理に基づく認定検査機関のデータを使用してください。
水の硬度の計算例
測定したイオン濃度を炭酸カルシウム換算の硬度に変換する例です。
| カルシウムとマグネシウム | 総硬度 | 分類 |
|---|---|---|
| カルシウム 40 mg/L、マグネシウム 10 mg/L | 141.06 mg/L(CaCO₃ 換算) | 硬水。 |
| カルシウム 20 mg/L、マグネシウム 5 mg/L | 70.53 mg/L(CaCO₃ 換算) | 中程度の硬水。 |
| カルシウム 60 mg/L、マグネシウム 20 mg/L | 232.18 mg/L(CaCO₃ 換算) | 非常に硬い水。 |
| カルシウム 10 mg/L、マグネシウム 2 mg/L | 33.21 mg/L(CaCO₃ 換算) | 軟水。 |
水の硬度の計算方法
- 同じ水試料のカルシウムとマグネシウムの濃度を用意します。
- 両方の検査結果がミリグラム毎リットルであることを確認します。
- 各濃度を入力します。信頼できる測定でイオンが存在しないと確認された場合はゼロを使います。
- 総硬度を計算し、分類とガロン当たりグレーンへの換算結果を確認します。
よくある質問
CaCO₃ 換算の mg/L とは何ですか?
硬度の原因となる異なるイオンを、共通の炭酸カルシウム当量で表す方法です。カルシウムとマグネシウムの寄与を直接加算でき、比較もしやすくなります。
硬水は飲むと危険ですか?
一般的な飲料水の濃度では、硬度だけが健康リスクとされることは通常ありません。主に味などの感覚面や設備運用の問題ですが、水質全体の評価には多くの他の検査も必要です。
カルシウムとマグネシウムはどう換算しますか?
カルシウムに 2.497、マグネシウムに 4.118 を掛けます。これらの係数は、炭酸カルシウムに対する各イオンの分子質量と二価の電荷を考慮しています。
硬度と総溶解固形分は同じですか?
いいえ。総溶解固形分は、選んだ方法で測定されるイオン性・非イオン性の溶存物質全体を含みます。硬度は主にカルシウムとマグネシウムの当量に着目します。
ガロン当たりグレーンとは何ですか?
家庭用軟水器の容量選定などによく使われる従来の水硬度単位です。米ガロン当たり 1 グレーンは、炭酸カルシウム換算で約 17.118 mg/L です。