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水的軟化方法
發布時2014-08-18 18:2825
硬水是指含有較多可以溶解的鈣鹽、鎂鹽的水,其中含碳酸氫鈣,碳酸氫鎂較多的水叫暫時硬水,這種水被煮沸后,可溶性鈣、鎂鹽就變成碳酸鹽(石頭的主要成分之一),大部分析出,井水就是暫時硬水;而含硫酸鈣(石膏的主要成分)、硫酸鎂較多的水叫永久硬水,這種水煮沸時,所含鹽不能析出,海水就是永久硬水。
和硬水不同,軟水是只含少量或不含可溶性鈣鹽、鎂鹽的水,煮沸時不發生明顯的變化。
人們把水的軟、硬程度分為許多“度”,統稱為硬度,可以分類為0~30度(德國分類法),0~4度叫很軟的水,26~30度叫很硬的水。軟水中放入肥皂易產生大量泡沫,而硬水中的鈣鹽、鎂鹽能與肥皂起作用產生沉淀,使肥皂失去去污能力,不易產生泡沫。如果將硬水用作鍋爐用水,會有較多水垢產生而附著在鍋爐壁上,妨礙傳熱而多燒燃料,甚至會使鍋爐產生裂縫而引起爆炸。通常家中燒水用的壺壁上的白垢,就是硬水受熱產生的沉淀。人常喝太硬的水不利于身體健康,所以,現在提倡喝通過處理的水,工業上也將硬水先軟化后再使用。
水的軟化方法有:
①加熱法;
②石灰蘇打法:用石灰降低暫時硬水硬度,用燒堿(蘇打)降低非碳酸鹽硬水的硬度;
石灰 -蘇打法 。先測定水的硬度,然后加入定量的氫氧化鈣和碳酸鈉,硬水中的鈣、鎂離子便沉淀析出:
Ca(HCO3)2+Ca(OH)22CaCO3↓+2H2O
Mg(HCO3)2+2Ca(OH)2 Mg(OH)2↓+2CaCO3↓+2H2O
CaSO4+Na2CO3CaCO3↓+Na2SO4
③離子交換法:
沸石和離子交換劑雖然都不溶于水,但其中的鈉離子和氫離子可與硬水中的鈣、鎂離子發生交換反應,使鈣、鎂離子被沸石、人造沸石、離子交換劑吸附而被除去。長期使用后失效的沸石和離子交換劑可以通過再生而重復使用,故此法是既經濟又先進的軟水法。
離子交換法是通過離子交換劑上的離子與水中離子交換以去除水中陰離子的方法。
離子交換法(ion exchange process)是液相中的離子和固相中離子間所進行的的一種可逆性化學反應,當液相中的某些離子較為離子交換固體所喜好時,便會被離子交換固體吸附,為維持水溶液的電中性,所以離子交換固體必須釋出等價離子回溶液中。用離子交換劑除去鈣鎂離子,目前家用“凈水器”多采用這種方法。
Ca2+ + 2NaR——CaR2 + 2Na+
Mg2+ + 2NaR——MgR2 + 2Na+
在鈉離子交換過程中,當軟水出現了硬度,且殘留硬度超過水質標準規定時,則認為鈉離子交換劑已經失效。為了恢復其交換能力,就需要對交換劑進行再生(或還原)。再生過程是使含有大量鈉離子的氯化鈉(NaCl)溶液通過失效的交換劑層恢復其交換能力的過程。此時,鈉離子又被離子交換劑所吸著,而交換劑中的鈣、鎂離子被置換到溶液中去。鈉型離子交換劑的再生過程可用如下反應式表示:
CaR2 + 2NaCl——2NaR + CaCl2
MgR2 + 2NaCl——2NaR + MgCl2

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