什么是硬水?如何处理水硬度?

　　什么是硬水

　　硬水有许多缺点：1.和肥皂反应时产生不溶性的沉淀，降低洗涤效果。(利用这点也可以区分硬水和软水)2.工业上，钙盐镁盐的沉淀会造成锅垢，妨碍热传导，严重时还会导致锅炉爆炸。由于硬水问题，工业上每年因设备、管线的维修和更换要耗资数千万元。3.硬水的饮用还会对人体健康与日常生活造成一定的影响。没有经常饮硬水的人偶尔饮硬水，会造成肠胃功能紊乱，即所谓的“水土不服”;用硬水烹调鱼肉、蔬菜，会因不易煮熟而破坏或降低食物的营养价值;用硬水泡茶会改变茶的色香味而降低其饮用价值;用硬水做豆腐不仅会使产量降低、而且影响豆腐的营养成分。

　　那么硬水毫无是处了吗?不对，否则怎么会有那么多的人买矿泉水喝呢 ，钙和镁都是生命必需元素中的宏量金属元素。我国规定：饮用水的硬度不得超过25度 。

　　水的硬度(也叫矿化度)是指溶解在水中的钙盐与镁盐含量的多少。含量多的硬度大，反之则小。1升水中含有10mmgCaO(或者相当于10mmgCaO)称为1度。软水就是硬度小于8的水，如雨水，雪水，纯净水等;硬度大于8的水为硬水，如矿泉水，自来水，以及自然界中的地表水和地下水等。

　　硬水又分为暂时硬水和硬水。暂时硬水的硬度是由碳酸氢钙与碳酸氢镁引起的，经煮沸后可被去掉，这种硬度又叫碳酸盐硬度。硬水的硬度是由硫酸钙和等盐类物质引起的，经煮沸后不能去除。以上两种硬度合称为总硬度。

　　当水滴在大气中凝聚时，会溶解空气中的二氧化碳形成碳酸。碳酸最终随雨水落到地面上，然后渗过土壤到达岩石层，溶解石灰(碳酸钙和碳酸镁)产生暂时硬水。一些地区的溶洞和溶洞附近的硬水就是这样形成的。

　　硬水经过处理后可以转化为软水。下面介绍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：

　　MgCO3 +H2O = Mg(OH)2 ↓+CO2↑

　　由此可见水垢的主要成分为CaCO3和Mg(OH)2

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　　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消除，HCO3-都被转化成CO32-。而镁的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”)，即软水器原理。