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硬水

【定义】含Ca2+ 和Mg2+ 较多的水叫硬水。溶有少量或不含Ca2+ 、Mg2+ 的水,称为软水。水中含有Ca2+ 、Mg2+ 多少的程度,叫做水的硬度,它有一种规定的标准。通常把1升水里含有10毫克CaO(或相当于10毫克CaO)称为1度(以1°表示)。水的硬度在8°以下的称为软水,在8°以上的称为硬水。硬度大于30°的是最硬水。
【说明】

1.水中的Ca2+ 和Mg2+ 主要以酸式碳酸盐形式存在,这种硬水称为暂时硬水。当暂时硬水煮沸时,碳酸氢盐分解变成不溶性的碳酸钙和碳酸镁而除去,煮沸时间延长,碳酸镁发生水解,变成更难溶的氢氧化镁。这样,水里溶解的Ca2+ 、Mg2+ 相当一部分就以沉淀析出,从而使水的硬度降低,使硬水得以软化。

Ca(HCO3)2CaCO3↓+CO2↑+H2O

Mg(HCO3)2MgCO3↓+CO2↑+H2O

当继续加热煮沸时,少量溶于水的碳酸镁发生水解,生成更难溶的氢氧化镁:

MgCO3+H2O Mg(OH)2↓+CO2

2. 水中的Ca2+ 和Mg2+ 主要是以硫酸盐、硝酸盐和氯化物的形式存在,这种硬水叫做永久硬水。永久硬水煮沸时,Ca2+ 和Mg2+ 不会变成沉淀而除去。永久硬度不能用加热的方法软化。

3.天然水大多同时具有暂时硬度和永久硬度,因此水的硬度是泛指这两种硬度的总和。高硬度的水对生活和生产都有危害。它不适宜饮用,因为容易引起肠胃不舒适,还能诱发疾病;它也不利于洗涤,因为硬水中的Ca2+ 和Mg2+ 会跟肥皂中的硬脂酸钠作用,生成硬脂酸钙和硬脂酸镁沉淀,降低肥皂的去污能力,会造成肥皂的浪费,并使衣物丧失鲜艳的色泽。硬水用作锅炉用水,会生成水垢,附着在锅炉的受热面上,阻碍传热,多耗燃料,甚至局部过热,损毁锅炉,引起爆炸。因此锅炉用水一定要先将硬水软化。使硬水软化的方法是离子交换法(用磺化煤和离子交换树脂)。

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