暫時性硬水

暫時性硬水

當硬水中的鈣和鎂主要以碳酸氫鹽形式Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2存在時,這些鹽在水被煮沸時便會發生分解,變成鹼式碳酸鹽沉澱析出而除去。因此這種硬水稱為暫時性硬水。暫時性硬水是由碳酸氫鈣與碳酸氫鎂引起的,這種硬度又叫碳酸鹽硬度。 當水滴在大氣中凝聚時,會溶解空氣中的二氧化碳形成碳酸。碳酸最終隨雨水落到地面上,然後滲過土壤到達岩石層,溶解石灰(碳酸鈣和碳酸鎂)產生暫時性硬水。

基本介紹

  • 中文名:暫時性硬水
  • 外文名:Temporary hard water
水的分類,水硬度測定,水質標準,硬水的危害,硬水軟化方法,化學沉降法,離子交換法,加熱法,經驗法,

水的分類

水的硬度是指水中鈣、鎂離子的濃度,水分為軟水、硬水,凡不含或含有少量鈣、鎂離子少的水稱為軟水,反之稱為硬水。水的硬度成份,如果是由碳酸氫鈉或碳酸氫鎂引起的,屬於暫時性硬水(煮沸暫時性硬水,分解的碳酸氫鈉,生成的不溶性碳酸鹽而沉澱,水由硬水變成軟水);如果是由含有鈣、鎂的硫酸鹽或氯化物引起的,屬於永久性硬水)通過燒煮不能將其除去。在天然水中,遠離城市未受污染的雨水、雪水屬於軟水;泉水、溪水、江河水、水庫水,多屬於暫時性硬水,部分地下水屬於高硬度水。目前,隨著科學技術的迅猛發展,極大地推動了當代工業高速發展,漸漸改善人類生活條件的同時,水資源也遭受著嚴重的污染,水中鈣、鎂等有害離子的嚴重超標,不僅危害著人體健康,而且危害著工業生產及涉水性日常生活。

水硬度測定

在一份水樣中加入pH=10.0的氨性緩衝溶液和少許鉻黑T指示劑,鉻黑 T首先與金屬鎂離子配位生成MgIn離子,溶液呈紅色;用EDTA標準溶液滴定時,EDTA先與游離的鈣離子配位,再與鎂離子配位;在計量點時,EDTA從 MgIn離子中奪取鎂離子,從而使指示劑游離出來,溶液的顏色由紅變為純藍,即為終點。
當水樣中鎂離子極少時,由於CaIn離子比MgIn離子的顯色靈敏度要差很多,往往得不到敏銳的終點。為了提高終點變色的敏銳性,可在EDTA標準溶液中加入適量的鎂離子(在EDTA標定前加入,這樣就不影響EDTA與被測離子之間的滴定定量關係),或在緩衝溶液中加入一定量的 Mg-EDTA鹽。
水的總硬度可由EDTA標準溶液的濃度CEDTA和消耗體積V(ml)來計算。
以CaCO3(mg/L)表示:

水質標準

中國建設部生活飲用水水源水質標準Ⅰ類≤350 Ⅱ類優質水≤450
中國生活飲用水國家標準≤450
中國建設部飲用淨水水質標準≤300
中國建設部生活雜用水標準≤450

硬水的危害

水的總硬度不能過大,如果硬度過大,飲用後對人體健康與日常生活有一定影響。在生活上,水的硬度過高,用來洗滌可使肥皂不起泡沫而造成浪費;用硬水洗衣物易使紡織物纖維變硬發脆而損壞;用硬水洗澡!洗頭時有發澀發黏的感覺;用硬水燒豆與肉類不易熟爛;用硬水燒開水易使水壺結垢,浪費燃料1/3以上。在人體健康上,飲用高硬水易使人患暫時性胃腸不適、腹脹、瀉肚、排氣多,甚至引起腎結石等疾病。不僅如此,水壺與暖水瓶使用一段時間後,其內壁就會結滿一層白色的水鹼,除大部分為碳酸鈣、碳酸鎂外,還含有多種有害的汞、鎘、鉛、砷等元素,如不經常及時清除,反覆用來燒水、裝水後,有害元素積累越來越多,並能再次溶於水中,當人們飲用後就進入人體,從而引起人體慢性中毒甚至可致癌和致畸,嚴重危害人體健康。
高硬度水中鈣鎂離子與硫酸根結合,會使水產生苦澀味,還會使人的胃腸功能紊亂,出現暫時性腹脹、排氣多、腹瀉等現象。我國北方地區飲用硬度高的地下水,所以久居南方的人初到北方的開始一段時間會出現所謂“水土不服“的現象。

硬水軟化方法

化學沉降法

對於永久硬水,由於鈣離子、鎂離子以硫酸鹽式氯化物的形式存在,煮沸法不能使之軟化,要用石灰乳和純鹼來除去。
也可用Na3PO4或Na2HPO4作沉澱劑,使之與鈣離子、鎂離子反應生成Ca3(PO)2、Mg3(PO)2,不必過濾,因為沉澱疏鬆而且穩定,不會生成鍋垢,所以帶磷酸鹽沉澱的水即可送入鍋爐使用。

離子交換法

目前,許多新型的合成離子交換劑可以用來交換水中的鈣離子、鎂離子等,使水軟化,滿足工業的要求。人造沸石就是其中之一,人造沸石的主要成分是 N2O·Al2O3·SiO2·nH2O,可以簡寫為Na2Z。當硬水通過沸石顆粒時,其中的Na+能被水中的鈣離子、鎂離子取代:
結果鈣離子、鎂離子留在交換劑上,而鈉離子則進入溶液,達到軟化水的目的。
待交換劑失去軟化能力,可將其放置在8%-10%的食鹽水中浸泡以恢復軟化能力。在日常生活中:如洗面時,可在水中加半杯牛奶或一撮食鹽,在一定程度上也除去鈣、鎂離子。

加熱法

將水煮沸,並多煮一會兒,可將鈣鎂離子轉化為鍋垢除掉,暫時性硬水在一定程度上得到軟化。

經驗法

日常生活,我們也有簡單辦法除垢,保溫瓶中倒入4%-5%鹽酸可將瓶內水垢除去。用雞蛋殼捏碎放入保溫瓶中搖晃也可除去。

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