A. 软化硬水方法
硬水软化的三种主要方法
1. 煮沸法(只适用于暂时硬水)
煮沸暂时硬水时的反应:
Ca(HCO3)2 =CaCO3 ↓+H2O+CO2↑
Mg(HCO3)2 =MgCO3↓ +H2O+CO2↑
由于CaCO3不溶,MgCO3 微溶,所以碳酸镁在进一步加热的条件下还可以与水反应生成更难溶的氢氧化镁:
MgCO3 +H2O = Mg(OH)2 ↓+CO2↑
由此可见水垢的主要成分为CaCO3和Mg(OH)2
2. 石灰——纯碱法 (工业用)
在这种方法中,暂时硬度加入石灰就可以完全消除,HCO3-都被转化成CO32-。而镁的永久硬度在石灰的作用下会转化为等物质的量的钙的硬度,最后被去除。反应过程中,镁都是以氢氧化镁的形式沉淀,而钙都是以碳酸钙的形式沉淀。
Ca2+(aq) --石灰-苏打法--> CaCO3(s)
Mg2+(aq)--石灰-苏打法--> Mg(OH)2(s)
3. 离子交换法
这种方法中用到的离子交换剂,有无机和有机两种。无机离子交换剂,如沸石等;有机离子交换剂包括:碳质离子交换剂——磺化酶,阴阳离子交换树脂等,而且一般的离子交换剂在失效后还可以再生。
采用特定的阳离子交换树脂,以钠离子将水中的钙镁离子置换出来,由于钠盐的溶解度很高,所以就避免了随温度的升高而造成水垢生成的情况。这种方法是目前最常用的标准方式。主要优点是:效果稳定准确,工艺成熟。可以将硬度降至0。采用这种方式的软化水设备一般也叫做“离子交换器”(由于采用的多为钠离子交换树脂,所以也多称为“钠离子交换器”),即软水机原理。
B. 如何辨别硬水和软水
通常我们所说的"硬水"与"软水",主要是指碳酸钙和碳酸镁的含量,以"毫克碳酸钙/公升 水"或"ppm"来表示,称为水的硬度。
一般将水的硬度分为4个等级:
1. 软水:0-60ppm
2. 稍硬水:60-120ppm
3. 硬水:120-180ppm
4. 极硬水:181ppm以上
食用水硬度要求
水的硬度太高时喝起来不可口,水中容易产生白色沉淀的水垢,水垢如附在加热容器或加热器上,会延长加热的时间,浪费能源。水的硬度高时,肥皂也不太容易起泡沫,需浪费较多的清洁剂。水垢进入人体后,无法被吸收,是健康的大敌。
在一份水样中加入 pH=10.0 的氨性缓冲溶液和少许铬黑T指示剂,溶液呈红色;用EDTA 标准溶液滴定时, EDTA 先与游离的Ca2+ 配位,再与Mg2+ 配位;在计量点时, EDTA 从MgIn-中夺取Mg2+ ,从而使指示剂游离出来,溶液的颜色由红变为纯蓝,即为终点。
当水样中Mg2+ 极少时,由于CaIn- 比 MgIn- 的显色灵敏度要差很多,往往得不到敏锐的终点。为了提高终点变色的敏锐性,可在 EDTA标准溶液中加入适量的 Mg2+(在EDTA 标定前加入,这样就不影响EDTA与被测离子之间的滴定定量关系),或在缓冲溶液中加入一定量的Mg-EDTA 盐。
水的总硬度可由EDTA 标准溶液的浓度cEDTA 和消耗体积 V1(ml)来计算。以CaO 计,单位为 mg/L。
C. 软化水硬度测定方法
软水硬度的测量有两种方法,一种是EDTA滴定法,一种是用软水硬度测量盒直接测定。
通常水质硬度分析是采用国标的EDTA滴定法,单位表示的方法多种,在国内一般以mg/L和mmol/L居多。
软水硬度测试盒主要是将标准方法中复杂的EDTA滴定过程和使用的试剂整合成试剂盒形式,方便非专业用户与现场用户快速检测经软化处理后的水水质硬度,使用方法极为简单,不需要专业技术人员,其检测精度视不同的产品可以达到1PPM或更高。
(3)软化水硬度终点延时扩展阅读:
在日常生活中,我们经常见到水壶用久后内壁会有水垢生成,这是因为在我们取用的水中含有不少无机盐类物质,如钙、镁盐等。
这些盐在常温下的水中肉眼无法发现,一旦它们加温煮沸,便有不少钙、镁盐以碳酸盐形式沉淀出来,它们紧贴壶壁就形成水垢。
我们通常把水中钙、镁离子的含量用“硬度”这个指标来表示。硬度1度相当于每升水中含有10毫克氧化钙。低于8度的水称为软水,高于17度的称为硬水,介于8~17度之间的称为中度硬水。雨、雪水都是软水,泉水、深井水、海水、江、河、湖水都是硬水。
D. 硬水怎么处理成软水
硬水处理成软水的方法有煮沸法、用碳酸钠(洗涤碱)或石灰软化水、用滤水壶软化要饮用的水、电渗析法、安装磁性净水器。
1、煮沸法
将水煮沸可以降低水的硬度宽老,但这个方法只适用于少量的暂时硬水处理。如果是工业行业的话,一般不建议用此方法来大量处理用水。烧开后的硬水能否变成软水主要取决于水的硬度。暂时性硬水,一般的加热煮沸就可以将其转化为软水。
但如果是永久性硬水,普通的煮沸烧开是不能将其硬度去除的。
E. 硬水软化方法有几种
一、水的处理:硬水的软化
1.沉淀法:用石灰、纯碱处理,使水中Ca2+、Mg2+生成沉淀析出,过滤后即得软水,其中的锰、铁等离子也可除去。
拍困2.软水剂
(1)Na3PO4: 3CaSO4+2Na3PO4→Ca3(PO)4↓+3Na2SO4
(2)六偏磷酸钠: Na4[Na2(P03)6]+Ca2+→Na4[Ca(P03)6]+2Na+
(3)胺的醋酸衍生物(EDTA):与Ca2+、Fe2+、Cu2+等离子生成螯合物
3.离子交换法:
(1)原理:用无机or有机物组成一混合凝胶,形成交换剂核,四周包围两层姿贺洞不同
电荷的双电层,水通过后可发生离子交换。
阳离子交换剂:含H+、Na+固体与Ca+、、、、、、、、Mg2+离子交换
阴离子交换剂:含碱性基因,能与水中阴离子交换
(2)常用交换剂:
a.泡沸石:水化硅酸钠铝
Na2O·Z+Ca(HCO3)→CaO·Z+2NaHCO3
Na2O·Z+CaSO4→CaO·Z+Na2SO4
b.磺化煤:
2Na(K)+CaSO4→Ca(K)2+NaSO4
2H(K)+CaSO4→Ca(K)2+NaSO4
c.离子交换树脂
4.电渗析法:
用直流电源作动力,使水中的离子选择性地透过树脂交换膜而获得软水。
5.磁化法:
使水流过一个磁场,钙、镁盐类分子间引力减小,不易产生坚硬水垢
水的硬度是由什么引起的:
水的硬度是由碳酸氢钙或碳酸氢镁引起的,这种硬度叫作暂时硬度。这种水经过煮沸以后,水里所含的碳酸氢钙就分解成不溶于水的碳酸钙,水里所含的碳酸氢镁就生成难溶于水的碳酸镁沉淀。这些沉淀物析出,水的硬度就可迹枯以降低,从而使硬度较高的水得到软化。
水的硬度是由钙和镁的硫酸盐或氯化物引起的,这种硬度就叫作永久硬度。永久硬度不能用加热的方法软化。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指上述两种硬度的总和。
二、壶的处理:
使用 食醋 浸泡 一段时间后 白色沉淀会逐渐消失
地下水由于水中含有大量的钙镁离子,由于钙镁离子形成的盐不溶于水或微溶于水的,所以在锅里烧煮后,他不会随着 水分蒸发,在水烧开的情况下,随着水的翻滚,漂浮在锅的边缘,形成了白色的泡沫,如果将锅内的水烧干,钙镁盐会沉淀在锅底,状态时粉末或结块,在日常生活中没事情,如果是锅炉内出现了钙镁离子盐沉淀,不但会影响锅炉的传热效果,浪费能源,更甚者会出现锅炉的爆炸,所以,对锅炉补给水,我们一定要进行软化过滤和纯化处理,除去水中的钙镁离子,防止锅炉结垢或结块。
防止锅炉结垢,最简单的办法就是软化,一般用在中低压锅炉,锅炉软化装置又称为锅炉软水器,主要是通过钠离子交换树脂交换水中的钙镁离子,将钙镁离子交换到树脂上,如果树脂饱和了,经过氯化钠再生,然后将树脂上钙镁离子交换下来排出,树脂经过再生后,又可以进行软化工作,锅炉软水器有全自动锅炉软水器和手动锅炉软水器,全自动软化水设备一般在小型的软化水设备,全自动软化水设备分时间型和流量型软水器,时间型主要定时进行反洗,再生,清洗。流量型是处理设定流量后进行反洗,再生,清洗。控制头是全自软化水设备的核心部分,控制头有美国品牌的fleck和阿图祖,国产的有润新控制阀。然而大型的软水器一般采用手动的。
F. 什么叫软化水和硬化水
原水:是指未经过处理的水。从广义来说,对于进入水处理工序前的水也称为该水处理工序的原水。例如由水源送入澄清池处理的水称为原水。(自来水\河水\地下水)
软化水:是指将水中硬度(主要指水中钙、镁、Na离子)去除或降低一定程度的水。水用(IONRESIN)色可赛思树脂软化过程中,仅硬度降低,而总含盐量不变。
在日常生活中,我们经常见到水壶用久后内壁会有水垢生成。这是什么原因呢?原来在我们取用的水中含有不少无机盐类物质,如钙、镁盐等。这些盐在常温下的水中肉眼无法发现,一旦它们加温煮沸,便有不少钙、镁盐以碳酸盐形成沉淀出来,它们紧贴壶壁就形成水垢。我们通常把水中钙、镁离子的含量用“硬度”这个指标来表示。硬度1度相当于每升水中含有10毫克氧化钙。低于8度的水称为软水,高于17度的称为硬水,介于8~17度之间的称为中度硬水。雨、雪水、江、河、湖水都是软水,泉水、深井水、海水都是硬水。
(工业上采用截然不同的标准,工业上一般只有硬度<1的水称作软水,1-10之间都经常笼统地称为硬水,硬度>10的水也多称为高硬水)
有些钙、镁离子含量很高的水却不见有水垢生成,这是因为这些钙、镁离子以氯化盐形式存在,它们是可溶的,所以在加热时并不能沉淀出来。
水的硬度对日常生活影响是很大的。如水的硬度大时洗衣服不起泡;旅居异地因饮水的硬度不适应可出现水土不服的症状;壶内结水垢会使壶的导热性下降;工业锅炉的水垢可引起爆炸事故。所以,生活和工业用水均应适当控制水的硬度。常喝软水(纯净水)容易得心脑血管疾病,常喝硬水(矿泉水)容易得肾结石。
G. 水硬度是多少(标准)
水的软硬度是根据水中的钙离子和镁离子的含量来计算的,这两种离子的含量越高,水的硬度就越大。硬水是指硬度为16—30度的水,如从地层深处流出的泉水和深井水多属于硬水,而软水是硬度低于8度的水,如雨水,池塘,小溪等地面水属于软水。
目前水的硬度标准单位是mmol/L(毫摩尔每升)。传统的单位有mgN/L (毫克当量每升)、德国度、美制(英制)等,目前在国内常用的硬度单位是mg/L(毫克每升)、mmol/L(毫摩尔每升)、mgN/L(毫克当量每升),偶尔会有用户使用德国度,用德国度除以2.8即可换算为国标的数值mmol/L(毫摩尔每升),如果采用美制的Grain/Gallon(格令每加仑),需要对单位进行多次算换。
钙镁离子含量较多的水称为硬水,钙镁离子含量较少的水称为软水。硬水与软水只是通俗上的叫法,并没有标准的量的概念,在生活中,行内一般把硬度低于3mmol/L的水称为较软的水,3-6称为普通水,6-8称为较硬的水,10以上称为高硬水。
首先了解一下钙镁离子与人体健康的关系。钙镁离子是人体每天必需的营养素,如果水有一定硬度,通过饮水就可以补充一定量的钙镁离子。长期服用软水的人,则需要通过其他途径补充。
其实,水的硬度太高和太低都不好,因为水的硬度和一些疾病有密切关系。调查发现,在水硬度较高地区心血管疾病发病率较低。我国饮用水规定的标准是不能超过25度,最适宜的饮用水的硬度为8~18度,属于轻度或中度硬水。
软硬VS口感:水的口感与软硬也有关系,多数矿泉水硬度较高,所以使人感到清爽可口,而软水显得淡而无味。但用硬水泡茶,冲咖啡,口感将受到影响,所以,喝茶时尤其是喝绿茶时最好用软一点的水来冲泡。
软硬VS身感:洗澡后感觉爽滑的是硬水,而感觉总冲洗不干净的是软水。