硬水软化的方法
硬水软化的方法
一、软水和硬水:
水是日常生活中不可缺少的物质。天然水在长期与空气、岩石和土壤等长期接触,溶解了许多无机盐、有机物等杂质,因而天然水一般均含有杂质。(水中溶解的无机盐有钙和镁的酸式碳酸盐、碳酸盐、氯化物、硫酸盐、硝酸盐等)。 (提问) 一般天然水里含有哪些离子?
根据水中溶有的钙镁离子的量多少,可以将水进行分类:硬水:含有较多Ca2+、Mg2+离子的水。(如:天然水等)软水:含有较少Ca2+、Mg2+离子的水。(如:雨水,蒸馏水等)
二、硬水的性质及分类: 1、硬水的通性: ★肥皂水制备:
将中性肥皂削成薄片,取10g溶于 100mL 80%的酒精中,静置数日后,倾出上层清液,再用80%的酒精稀释10倍。 ★天然水:
要先进行检验,如Ca2+、Mg2+离子含量较少,可适当溶进少量的可溶性钙、镁盐,以使与蒸馏水有明显区别。
水的硬度:以水中溶有Ca2+、Mg2+离子的多少来衡量。
水的硬度是天然水固有的内在特征,不存在没有硬度的天然水。
★国际上对水的硬度的表示方法很不统一。我国目前以“德国度”表示。该方法是:将水中的Ca2+、Mg2+离子都看作Ca2+离子,并将其质量折算成CaO的质量,1L 水中含有10mg CaO 称为1度。 0 – 4 度 很软的水 4 – 8 度 软水 8 – 16 度 中硬水 16 – 30 度 硬水 30以上 最硬水
为保证人们身体健康,我国饮用水的硬度统一规定为不超过25度。
2、硬水的分类:
由引起硬水的原因不同,硬水可分为:
暂时硬水:由钙和镁的碳酸氢盐所引起的硬水硬水 永久硬水:由钙的镁的硫酸盐、氯化物等引起的硬水。
★天然水大多同时具有暂时硬度和永久硬度.因此,一般所说水的硬度是泛指上述两种硬度的总和。 3、暂时硬水的性质:
由于暂时硬水是由碳酸氢盐所引起的,因而当暂时硬水受热时会分解而得到相应的沉淀如:
Ca(HCO3)2 == CaCO3↓ + CO2↑ + H2O
Mg(HCO3)2 == MgCO3↓ + CO2↑ + H2O
但由于氢氧化镁的溶解性比碳酸镁的溶解性要小得多,因而继续加热时,碳酸镁要转化为氢氧化镁:
MgCO3 + 2H2O == Mg(OH)2↓ + CO2↑
因而长期加热暂时硬水得到的水垢是碳酸钙和氢氧化镁的混合物。利用这个性质可区别暂时硬水与永久硬水。
三、硬水的软化:
概念:降低水中钙、镁离子的含量,就叫做硬水的软化。 软化硬水常用有方法:
(一) 加热煮沸法:只能降低水的暂时硬度,不能降低永久硬度。 (二) 药剂软化法:(石灰纯碱法)
利用加入药剂的方法来降低水中钙、镁离子的含量。 (三)离子交换法:
离子交换剂包括天然或或人造沸石、磺化煤和离子交换树脂等物质。 磺化煤使硬水软化的原理:
当硬水通过时,硬水里的钙离子和镁离子与磺化煤的钠离子发生离子交换,生成CaR2和MgR2 ,因而实现溶液中的钙、镁离子含量的降低,硬水软化。其方程式为:
2NaR + Ca2+ == CaR2 + 2Na+
2NaR + Mg2+ == MgR2 + 2Na+
硬水又分为暂时硬水和永久硬水。暂时硬水的硬度是由碳酸氢钙与碳酸氢镁引起的,经煮沸后可被去掉,这种硬度又叫碳酸盐硬度。永久硬水的硬度是由硫酸钙和硫酸镁等盐类物质引起的,经煮沸后不能去除。以上两种硬度合称为总硬度。
当水滴在大气中凝聚时,会溶解空气中的二氧化碳形成碳酸。碳酸最终随雨水落到地面上,然后渗过土壤到达岩石层,溶解石灰(碳酸钙和碳酸镁)产生暂时硬水。一些地区的溶洞和溶洞附近的硬水就是这样形成的。
硬水有许多缺点:1.和肥皂反应时产生不溶性的沉淀,降低洗涤效果。(利用这点也可以区分硬水和软水)2.工业上,钙盐镁盐的沉淀会造成锅垢,妨碍热传导,严重时还会导致锅炉爆炸。由于硬水问题,工业上每年因设备、管线的维修和更换要耗资数千万元。3.硬水的饮用还会对人体健康与日常生活造成一定的影响。没有经常饮硬水的人偶尔饮硬水,会造成肠胃功能紊乱,即所谓的“水土不服”;用硬水烹调鱼肉、蔬菜,会因不易煮熟而破坏或降低食物的营养价值;用硬水泡茶会改变茶的色香味而降低其饮用价值;用硬水做豆腐不仅会使产量降低、而且影响豆腐的营养成分。
那么硬水毫无是处了吗?不对,否则怎么会有那么多的人买矿泉水喝呢 。原来钙和镁都是生命必需元素中的宏量金属元素。科学家和医学家们调查发现,人的某些心血管疾病,如高血压和动脉硬化性心脏病的死亡率,与饮水的硬度成反比,水质硬度低,死亡率反而高。其实,长期饮用过硬或者过软的水都不利与人体健康。我国规定:饮用水的硬度不得超过25度 。
硬水经过处理后可以转化为软水。下面介绍硬水软化的三种主要方法: 1. 煮沸法(只适用于暂时硬水)
硬水软化的方法
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