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  • 能否用純堿檢驗(yàn)硬水和軟水

    能否用純堿檢驗(yàn)硬水和軟水
    化學(xué)人氣:125 ℃時(shí)間:2020-03-26 13:14:16
    優(yōu)質(zhì)解答
    可以,因?yàn)橛菜泻写罅康拟}鎂化合物,碳酸鈉中的碳酸根離子會(huì)與鈣離子結(jié)合生成碳酸鈣沉淀,而軟水則含有較少的鈣離子或沒(méi)有.
    水的硬度是指水中鈣、鎂離子的濃度,硬度單位是ppm,1ppm代表水中碳酸鈣含量1毫克/升(mg/L).
    軟水與硬水
    水分為軟水、硬水,凡不含或含有少量鈣、鎂離子的水稱(chēng)為軟水,反之稱(chēng)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,系暫時(shí)性硬水(煮沸暫時(shí)性硬水,分解的碳酸氫鈉,生成的不溶性碳酸鹽而沉淀,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,系永久性硬水,經(jīng)煮沸后不能去除.以上兩種硬度合稱(chēng)為總硬度.依照水的總硬度值大致劃分,總硬度0-30ppm稱(chēng)為軟水,總硬度60ppm以上稱(chēng)為硬水,高品質(zhì)的飲用水不超過(guò)25ppm,高品質(zhì)的軟水總硬度在10ppm以下.在天然水中,遠(yuǎn)離城市未受污染的雨水、雪水屬于軟水;泉水、溪水、江河水、水庫(kù)水,多屬于暫時(shí)性硬水,部分地下水屬于高硬度水.
    當(dāng)水滴在大氣中凝聚時(shí),會(huì)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,然后滲過(guò)土壤到達(dá)巖石層,溶解石灰(碳酸鈣和碳酸鎂)產(chǎn)生暫時(shí)硬水.一些地區(qū)的溶洞和溶洞附近的硬水就是這樣形成的.
    硬水的利弊
    硬水有許多缺點(diǎn):1.和肥皂反應(yīng)時(shí)產(chǎn)生不溶性的沉淀,降低洗滌效果.(利用這點(diǎn)也可以區(qū)分硬水和軟水)2.工業(yè)上,鈣鹽鎂鹽的沉淀會(huì)造成鍋垢,妨礙熱傳導(dǎo),嚴(yán)重時(shí)還會(huì)導(dǎo)致鍋爐爆炸.由于硬水問(wèn)題,工業(yè)上每年因設(shè)備、管線(xiàn)的維修和更換要耗資數(shù)千萬(wàn)元.3.硬水的飲用還會(huì)對(duì)人體健康與日常生活造成一定的影響.沒(méi)有經(jīng)常飲硬水的人偶爾飲硬水,會(huì)造成腸胃功能紊亂,即所謂的“水土不服”;用硬水烹調(diào)魚(yú)肉、蔬菜,會(huì)因不易煮熟而破壞或降低食物的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值;用硬水泡茶會(huì)改變茶的色香味而降低其飲用價(jià)值;用硬水做豆腐不僅會(huì)使產(chǎn)量降低、而且影響豆腐的營(yíng)養(yǎng)成分.
    那么硬水毫無(wú)是處了嗎?不對(duì),否則怎么會(huì)有那么多的人買(mǎi)礦泉水喝呢 .原來(lái)鈣和鎂都是生命必需元素中的宏量金屬元素.科學(xué)家和醫(yī)學(xué)家們調(diào)查發(fā)現(xiàn),人的某些心血管疾病,如高血壓和動(dòng)脈硬化性心臟病的死亡率,與飲水的硬度成反比,水質(zhì)硬度低,死亡率反而高.其實(shí),長(zhǎng)期飲用過(guò)硬或者過(guò)軟的水都不利與人體健康.我國(guó)規(guī)定:飲用水的硬度不得超過(guò)25度 .
    降低水中鈣離子和鎂離子含量使硬水變成軟水的處理叫作水的軟化.其主要方法如下:
    1、煮沸法(只適用于暫時(shí)硬水)
    煮沸暫時(shí)硬水時(shí)的反應(yīng):
    Ca(HCO3)2 =CaCO3 ↓+H2O+CO2↑
    Mg(HCO3)2 =MgCO3↓ +H2O+CO2↑
    由于CaCO3不溶,MgCO3 微溶,所以碳酸鎂在進(jìn)一步加熱的條件下還可以與水反應(yīng)生成更難溶的氫氧化鎂:
    MgCO3 +H2O = Mg(OH)2 ↓+CO2↑
    由此可見(jiàn)水垢的主要成分為CaCO3和Mg(OH)2
    2、藥劑軟化法
    工業(yè)上的經(jīng)典水質(zhì)處理方法是藥劑軟化法,如加入石灰(CaO)、磷酸鈉等.加入石灰,可使水中的二氧化碳、碳酸氫鈣和碳酸氫鎂生成碳酸鈣和氫氧化鎂的沉淀,對(duì)永久硬度大的硬水,可再加適量純堿.軟化時(shí)石灰添加量,根據(jù)經(jīng)驗(yàn),每降低一千升水中暫時(shí)硬度一度,需加純氧化鈣10克.
    反應(yīng)過(guò)程中,鎂都是以氫氧化鎂的形式沉淀,而鈣都是以碳酸鈣的形式沉淀.
    Ca2+(aq) --石灰-蘇打法--> CaCO3(s)
    Mg2+(aq)--石灰-蘇打法--> Mg(OH)2(s)
    3、離子交換法
    它是利用離子交換劑,把水中的離子與離子交換劑中可擴(kuò)散的離子進(jìn)行交換作用,使水得到軟化的方法.飲料用水大都采用有機(jī)合成離子交換樹(shù)脂作離子交換劑.
    在處理水時(shí),先讓水從陽(yáng)柱自上而下通過(guò),使水中的金屬離子被陽(yáng)離子交換樹(shù)脂吸附,陽(yáng)離子交換樹(shù)脂中的氫離子被交換到水中去;然后再通過(guò)陰柱,使水中的陰離子被陰離子樹(shù)脂吸附,陰離子樹(shù)脂將氫氧根離子交換到水中,和氫離子化合成水,使水得到凈化.
    4、電滲析和超濾技術(shù)
    電滲析法是在外加直流電場(chǎng)的作用下,利用陰、陽(yáng)離子交換膜對(duì)水中離子的選擇透過(guò)性,使水中陰、陽(yáng)離子分別通過(guò)陰、陽(yáng)離子交換膜向陽(yáng)極和陰極移動(dòng),從而達(dá)到凈化作用.這項(xiàng)技術(shù)常用于將自來(lái)水制備初級(jí)純水.
    反滲透法(超濾技術(shù))是以壓力為驅(qū)動(dòng)力,提高水的壓力來(lái)克服滲透壓,使水穿過(guò)功能性的半透膜而除鹽凈化.反滲透法也能除去膠體物質(zhì),對(duì)水的利用率可達(dá)75%以上;反滲透法產(chǎn)水能力大,操作簡(jiǎn)便,能有效使水凈化到符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn).
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