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硬水软化

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阳离子交换树脂软化水示意图

硬水软化是去除硬水中的鈣、鎂和某些其他金屬陽離子,可以将硬水软化为软水。硬水软化可以提高使用的安全性。產生的軟水在相同的清潔工作中需要更少的肥皂,因為肥皂不會浪費與鈣離子的結合。軟水還可以減少或消除管道和配件中的水垢積聚,從而延長管道的使用壽命。水軟化通常使用石灰軟化或離子交換樹脂來實現,但越來越多地使用奈米過濾或逆滲透膜來實現。

基本原理

水中某些金屬離子(例如)的存在(主要是碳酸氫鹽氯化物硫酸鹽)會導致各種問題。[1]

硬水會導致水垢堆積,從而污染管道並促進電偶腐蝕。[2][3]

在軟水中洗滌時產生的滑溜感是由於水中的礦物質含量被剝奪後,肥皂對水離子的吸引力減弱而引起的。人體皮膚表面帶有輕微的電荷,肥皂容易與這些電荷結合,需要更多的努力和更多的水才能去除。[4]硬水含有鈣或鎂離子,與肥皂反應後會形成不溶性鹽,在浴缸和淋浴表面留下一層不溶性硬脂酸鹽,通常稱為肥皂浮渣[4][5]

硬水软化的方法

常见硬水软化主要方法有煮沸蒸馏、离子交换树脂法等,工业上也有用药剂软化。

煮沸法

将水煮沸,可将部分钙镁离子转化为水垢

石灰蘇打法

將氧化鈣CaO(生石灰)和碳酸鈉Na2CO3(苏打)加到水中,去除Ca2+和Mg2+離子,使它們沉澱

蒸餾法

通过加热的方法使水由液态转为气态。最后将水冷却为液态得到蒸馏水。这是实验室常用的净化水的方法。

陽離子交換法

通過在水中加入十水合碳酸鈉,將與碳酸根離子化合的碳酸鎂碳酸鈣固體沉澱出來。

Ca2+(aq)+CO32−(aq) -> CaCO3(s)

Mg2+(aq)+CO32−(aq) -> MgCO3(s)

参见

參考文獻

  1. ^ Hard water. Encyclopædia Britannica. 20 July 1998 [4 March 2015]. ISBN 9781593392925. 
  2. ^ Stephen Lower. Hard water and water softening. July 2007 [2007-10-08]. 
  3. ^ Rowe, Gary. Well Contamination By Water Softener Regeneration Discharge Water. Journal of Environmental Health. 1988, 50 (5): 272–276. JSTOR 44541189. 
  4. ^ 4.0 4.1 Why can't I rinse the soap off my hands?. USGS. [7 October 2019]. 
  5. ^ Soap. [2011-08-16]. (原始内容存档于2011-08-17).