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硬水是怎么形成的?

放大字体  缩小字体 发布日期:2011-04-09 10:51:27    来源:大禹网    作者:徐徐    评论:0
导读

硬水是怎么形成的?水中的钙、镁离子实际上是溶解的矿石。当水流经岩层和地壤时溶解了钙和镁的沉积物,这种溶解的矿物最终进入到地下水层。当水从地下水层被抽到表面时,水中含有溶解的硬性矿物质,这种水称为硬水。

一、大自然水的循环

1.地球表面的水被阳光加热蒸发,蒸汽成为我们呼吸空气的一部分;

2.随着暖空气上升冷却,水蒸汽形成液体或冰的小粒子,如云;

3.云中的粒子长大,以雨或雪降到地球上;

4.有些雨或雪浸蚀地球,溶解了一些矿物;有些雨雪落入溪流、河川和海洋。最终水又被加热,重复循环。

水循环

 

二、硬水是怎么形成的? 

当水在大气中凝聚时,它溶解了空气中的二氧化碳,形成了叫做碳酸的弱酸。

H2O              +     CO2                   →    H2CO3

该酸最终随雨落到地上,然后流过土壤上部到达岩床,岩石通常是石灰石。石灰石是碳酸钙和碳酸镁。碳酸溶解了石灰,中和,并同时变硬:

H2CO3   +    CaCO3             →     Ca(HCO3) 2       

H2CO3   +     MgCO3 →     Mg(MgCO3) 2

水的循环

(水中的钙、镁离子实际上是溶解的矿石。当水流经岩层和地壤时溶解了钙和镁的沉积物,这种溶解的矿物最终进入到地下水层。当水从地下水层被抽到表面时,水中含有溶解的硬性矿物质,这种水称为硬水。)

在这里,我们将对硬度的讨论主要限于钙,记住,钙和镁是一对“硬度的孪生姐妹”,我们对一种讨论的任何事情都适合于另一种。钙常与硬性水垢联系在一起。

其他一些与水垢有关物质为:

○  CaCl2        ----------------------     氯化钙

○  MgCl2   ----------------------     氯化镁

○  CaSO4       ---------------------       硫酸钙

○  MgSO4   ----------------------      硫酸镁

硬性物质引起的问题是多重的,最常见的是硬垢和“皂乳”,为理解硬垢的形成,我们只要反写我们用来说明水“硬化”现象的方程式:

Ca(HCO3)       加热      CaCO3      +    H2O   +    CO2  

加皂于硬水中导致完全不同的反应,形成不溶的硬性物质 ---皂化物。

    ___ 皂     ___   +      _硬水__     -    _   __皂乳__       +      __软水___  

2C17H33COONa        Ca(HCO3)        Ca(C17H33CO2)2             2NaHCO3

只有当加入足够的皂以沉淀所有的碳性物质,皂才开始形成泡沫。所有的硬性物均会引起皂乳。

三、水是如何变软的(离子交换软化水的原理)

软水机使溶解在水中的钙镁硬性矿物质被软化剂树脂上的软性矿物质钠交换。所有这三种矿物都是叫做阳离子的带正电荷离子。在适当的压力容器中,含硬性矿物的水通过离子交换树脂可发生离子交换反应。在现代的家用软水机中装有千百万颗微细的聚苯乙烯/二乙烯苯塑料球,所有小球都含有许多吸引正离子的负电荷交换位置。当树脂处在再生状态时,这些负电荷交换位置为带正电荷的钠离子占据。当钙和镁经过树脂贮槽时,它们与树脂小球接触,从交换位置上取代钠离子,从而被除去。

鉴于如下两个理由,离子交换是可能的:

1.所有的阳离子并非都有相同强度的正电荷;

2.进口软水机的树脂优先结合带较强电荷的阳离子,钙和镁离子的电荷比钠最离子强,取代钠阳离子,然后向下通过树脂床,流出软水器,这样软水器就送出了“软”水。

 
关键词: 硬水
(编辑/徐徐)
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