作业帮生活中可用什么方法来降低硬水的硬度
来源：学生作业帮助网 编辑：作业帮 时间：2024/11/14 23:59:07
生活中可用什么方法来降低硬水的硬度
生活中可用什么方法来降低硬水的硬度
生活中可用什么方法来降低硬水的硬度
最简单的就是煮沸
没有人不烦留在浴盆内壁的污渍(产生于水中Ca2+、Mg2+离子与肥皂的反应),它会使您浴后产生的轻松愉快感消失大半.几乎人人都会有水壶结垢的经验,壶垢则是含Ca2+、Mg2+离子的水在加热过程中形成的碳酸盐沉积:
Ca2+(aq) + 2 HCO3-(aq) CaCO3(s) + CO2(g) + H2O(l)
Ca2+、Mg2+(和其他二价阳离子,如Fe2+)浓度较高的水叫硬水（hard water）.水中存在这些离子虽然不会对健康造成严重威胁,但却能使水质变得不适于家庭和工业使用.工业和生活用锅炉中的“水垢”可能造成严重后果,因为流经锅炉管道的水是在压力下受热的.水垢的形成不但降低了热传导效率,而且也降低了水在管道中的流速.
除去硬水中这些离子的过程叫水的软化(Water Softening).石灰-苏打法(lime-soda process)被用来大规模软化生活用水.用石灰(CaO)和苏打灰(Na2CO3)处理软化生活用水时,Ca2+、Mg2+分别以CaCO3和Mg(OH)2的形式沉淀:
Ca2+(aq) + CO32-(aq) CaCO3(s)
Mg2+(aq) + 2 OH-(aq) Mg(OH)2 (s)
另一种软化硬水的方法叫离子交换法,交换过程是在装有离子交换树脂的交换柱或交换床中完成的.离子交换树脂是带有羧基(—COO-)或磺酸基(—SO3-)的高聚物,功能基的负电荷被吸附在其上的Na+离子平衡.当硬水从柱体(床体)流过时,Ca2+、Mg2+等二价离子置换一价的Na+离子.如果用Na(R－COO)表示离子交换树脂,该过程则可表示如下:
2 Na(R－COO)(s) + Ca2+(aq) Ca(R－COO)2(s) + 2 Na+(aq)
当树脂上所有Na+离子被置换后,要对树脂进行再生处理.再生处理使用浓度较高的NaCl水溶液按逆反应方向进行置换.Ca2+离子对树脂的结合力大于Na+离子的结合力,使用高浓度NaCl溶液是一种“人海战术”.
离子交换法软化硬水虽然解决了Ca2+、Mg2+等离子带来的问题,但却不是理想的饮用水.由于水中Na+离子浓度升高,因而特别不适于患高血压病的人群饮用.