常用的硬水軟化的方法及化學原理

A. 硬水軟化方法 硬水軟化方法簡述

1、硬水變軟水可以使用沉澱法，用石灰和純鹼等軟水劑進行處理，過濾後就能得到軟水。

2、也可以使用煮沸法將硬水直接煮成軟水。

3、還可以用離子交換法，將無機或者有機物組成混合凝膠後，硬水通過離子交換轉變為軟水。

4、或者使用電滲析法，用直流電源作動力來得到軟水。

B. 要使硬水變為軟水有幾種方法

硬水變為軟水可以通過以下方法：

1、用石灰、純鹼等軟水劑處理，使水中Ca2+、Mg2+生成沉澱析出，過濾、沉澱法。

2、對硬水進行加熱的煮沸法。

3、使用泡沸石、水化硅酸鈉鋁進行的離子交換法。

4、電滲析法：用直流電源作動力，使水中的離子選擇性地透過離子交換膜而獲得軟水。

5、石灰—純鹼法：暫時硬度加入石灰就可以完全消除。

(2)常用的硬水軟化的方法及化學原理擴展閱讀：

硬水的特徵：

1、含有鈣、鎂、鉀、鈉等豐富礦物質；

2、硬水與水中的礦物質含量成正比；

3、硬水與軟水不應作為「是否有益健康的生活和飲用水指標」。

C. 工業或實驗室怎樣軟化硬水

1、離子交換法：採用特定的陽離子交換樹脂，以鈉離子將水中的鈣鎂離子置換出來，由於鈉鹽的溶解度很高，所以就避免了隨溫度的升高而造成水垢生成的情況。這種方法是目前最常用的標准方式。

主要優點是：效果穩定準確，工藝成熟。可以將硬度降至0。採用這種方式的軟化水設備一般也叫做「離子交換器」（由於採用的多為鈉離子交換樹脂，所以也多稱為「鈉離子交換器」）、軟水機、軟水器。

2、膜分離法：納濾膜（NF）及反滲透膜（RO）均可以攔截水中的鈣鎂離子，從而從根本上降低水的硬度。這種方法的特點是，效果明顯而穩定，處理後的水適用范圍廣；但是對進水壓力有較高要求，設備投資、運行成本都較高。一般較少用於專門的軟化處理。

3、石灰法：向水中加入石灰，主要是用於處理大流量的高硬水，只能將硬度降到一定的范圍。

4、電磁法：採用在水中加上一定的電場或磁場來改變離子的特性，從而改變碳酸鈣（碳酸鎂）沉積的速度及沉積時的物理特性來阻止硬水垢的形成。

其特點是：設備投資小，安裝方便，運行費用低；但是效果不夠穩定性，沒有統一的衡量標准，而且由於主要功能僅是影響一定范圍內的水垢的物理性能，所以處理後的水的使用時間、距離都有一定局限。

多用於商業（如中央空調等）循環冷卻水的處理，不能應用於工業生產及鍋爐補給水的處理（同時由於該種設備的機理並未得到真正的理論證實）。

5、加葯法：向水中加入專用的阻垢劑，可以改變鈣鎂離子與碳酸根離子結合的特性，從而使水垢不能析出、沉積。現工業上可以使用的的阻垢劑很多。

這種方法的特點是：一次性投入較少，適應性廣；但水量較大時運行成本偏高，由於加入了化學物質，所以水的應用受到很大限制，一般情況下不能應用於飲用、食品加工、工業生產等方面。在民用領域中也很少應用。

(3)常用的硬水軟化的方法及化學原理擴展閱讀：

水在蒸發及降雨過程中吸收溶解大氣中的污染物； 降水落到地面，溶解地面上的污物； 地面水滲入地下或匯入江河的過程中，不斷溶解所接觸到的礦物質，化學物質等。 水在水循環中溶解了所接觸到的鈣（Ca），鎂（Mg）離子，形成了水的硬度。

水的硬度一般是指水裡鈣鎂離子濃度總和，單位為毫摩爾每升（mmol/L）。通常，如果1L水裡含有10mg CaO或相當於10mg CaO的物質，例如7.1mg MgO，那麼這樣的水的硬度稱為1度。

通常硬度在0-4度稱為很軟水，4-8度稱為軟水，8-16度稱為中硬水，16-30度稱為硬水，30度以上稱為很硬水。

D. 將硬水軟化的化學方法

將硬水軟化的化學方法：
1)離子交換法：採用特定的陽離子交換樹脂，以鈉離子將水中的鈣鎂離子置換出來，由於鈉鹽的溶解度很高，所以就避免了隨溫度的升高而造成水垢生成的情況。這種方法是目前最常用的標准方式。主要優點是：效果穩定準確，工藝成熟。可以將硬度降至0。採用這種方式的軟化水設備一般也叫做「離子交換器」(由於採用的多為鈉離子交換樹脂，所以也多稱為「鈉離子交換器」)。
2)石灰法：向水中加入石灰，主要是用於處理大流量的高硬水，只能將硬度降到一定的范圍。
3)加葯法：向水中加入專用的阻垢劑，可以改變鈣鎂離子與碳酸根離子結合的特性，從而使水垢不能析出、沉積。現工業上可以使用的的阻垢劑很多。這種方法的特點是：一次性投入較少，適應性廣；但水量較大時運行成本偏高，由於加入了化學物質，所以水的應用受到很大限制，一般情況下不能應用於飲用、食品加工、工業生產等方面。

E. 硬水軟化的化學方程式 方法一 原理： 方法二 原理：

實驗室常用軟化處理沉澱法用石灰、純鹼等軟水劑處理，使水中Ca2+、Mg2+生成沉澱析出，過濾後即得軟水，其中的錳、鐵等離子也可除去。
常用軟水劑
（1）磷酸鈉： 3CaSO4+2Na3PO4→Ca3(PO)4↓+3Na2SO4
（2）六偏磷酸鈉： Na4[Na2(P03)6]+Ca2+→Na4[Ca(P03)6]+2Na+
（3）胺的醋酸衍生物（EDTA）：與Ca2+、Fe2+、Cu2+等離子生成螯合物煮沸法（只適用於暫時硬水）煮沸暫時硬水時的反應：
Ca(HCO3)2=CaCO3 ↓+H2O+CO2↑
Mg(HCO3)2 =MgCO3↓ +H2O+CO2↑
由於CaCO3不溶，MgCO3 微溶，所以碳酸鎂在進一步加熱的條件下還可以與水反應生成更難溶的氫氧化鎂：
MgCO3 +H2O = Mg(OH)2↓+CO2↑
由此可見水垢的主要成分為CaCO3和Mg(OH)2
編輯本段工業處理.石灰——純鹼法在這種方法中，暫時硬度加入石灰就可以完全消除，HCO3-都被轉化成CO32-。而鎂的永久硬度在石灰的作用下會轉化為等物質的量的鈣的硬度，最後被去除。反應過程中，鎂都是以氫氧化鎂的形式沉澱，而鈣都是以碳酸鈣的形式沉澱。
Ca2+(aq) --石灰-蘇打法--> CaCO3(s)
Mg2+(aq)--石灰-蘇打法--> Mg(OH)2(s)離子交換法（1）原理：用無機或者有機物組成一混合凝膠，形成交換劑核，四周包圍兩層不同
電荷的雙電層，水通過後可發生離子交換。
陽離子交換劑：含H+、Na+固體與Ca+、Mg2+離子交換
陰離子交換劑：含鹼性物質，能與水中陰離子交換
（2）常用交換劑：
a. 泡沸石：水化硅酸鈉鋁
Na2O·Z+Ca(HCO3)→CaO·Z+2NaHCO3
Na2O·Z+CaSO4→CaO·Z+Na2SO4
b. 磺化煤：
2Na(K)+CaSO4→Ca(K)2+NaSO4
2H(K)+CaSO4→Ca(K)2+NaSO4
c.離子交換樹脂電滲析法用直流電源作動力，使水中的離子選擇性地透過樹脂交換膜而獲得軟水。磁化法使水流過一個磁場，鈣、鎂鹽類分子間引力減小，不易產生堅硬水垢