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硬水软化的方法

一、软水和硬水：
水是日常生活中不可缺少的物质。天然水在长期与空气、岩石和土壤等长期接触，溶解了许多无机盐、有机物等杂质，因而天然水一般均含有杂质。(水中溶解的无机盐有钙和镁的酸式碳酸盐、碳酸盐、氯化物、硫酸盐、硝酸盐等)。
(提问)一般天然水里含有哪些离子？
根据水中溶有的钙镁离子的量多少，可以将水进行分类：硬水：含有较多Ca2+、Mg2+离子的水。（如：天然水等）软水：含有较少Ca2+、Mg2+离子的水。（如：雨水，蒸馏水等）

二、硬水的性质及分类：
1、硬水的通性：
★肥皂水制备：
将中性肥皂削成薄片，取10g溶于100mL80%的酒精中，静置数日后，倾出上层清液，再用80%的酒精稀释10倍。
★天然水：
要先进行检验，如Ca2+、Mg2+离子含量较少，可适当溶进少量的可溶性钙、镁盐，以使与蒸馏水有明显区别。
水的硬度：以水中溶有Ca2+、Mg2+离子的多少来衡量。
水的硬度是天然水固有的内在特征，不存在没有硬度的天然水。
★国际上对水的硬度的表示方法很不统一。我国目前以“德国度”表示。该方法是：将水中的Ca2+、Mg2+离子都看作Ca2+离子，并将其质量折算成CaO的质量，1L水中含有10mgCaO称为1度。
0–4度很软的水
4–8度软水
8–16度中硬水
16–30度硬水
30以上最硬水
为保证人们身体健康，我国饮用水的硬度统一规定为不超过25度。

2、硬水的分类：
由引起硬水的原因不同，硬水可分为：
暂时硬水：由钙和镁的碳酸氢盐所引起的硬水硬水
永久硬水：由钙的镁的硫酸盐、氯化物等引起的硬水。
★天然水大多同时具有暂时硬度和永久硬度.因此,一般所说水的硬度是泛指上述两种硬度的总和。
3、暂时硬水的性质：
由于暂时硬水是由碳酸氢盐所引起的，因而当暂时硬水受热时会分解而得到相应的沉淀如：
Ca(HCO3)2==CaCO3↓+CO2↑+H2O
Mg(HCO3)2==MgCO3↓+CO2↑+H2O
但由于氢氧化镁的溶解性比碳酸镁的溶解性要小得多，因而继续加热时，碳酸镁要转化为氢氧化镁：
MgCO3+2H2O==Mg(OH)2↓+CO2↑
因而长期加热暂时硬水得到的水垢是碳酸钙和氢氧化镁的混合物。利用这个性质可区别暂时硬水与永久硬水。

三、硬水的软化：
概念：降低水中钙、镁离子的含量，就叫做硬水的软化。
软化硬水常用有方法：
(一)加热煮沸法：只能降低水的暂时硬度，不能降低永久硬度。
(二)药剂软化法：（石灰纯碱法）
利用加入药剂的方法来降低水中钙、镁离子的含量。
(三)离子交换法：
离子交换剂包括天然或或人造沸石、磺化煤和离子交换树脂等物质。
磺化煤使硬水软化的原理：
当硬水通过时，硬水里的钙离子和镁离子与磺化煤的钠离子发生离子交换，生成CaR2和MgR2，因而实现溶液中的钙、镁离子含量的降低，硬水软化。其方程式为：
2NaR+Ca2+==CaR2+2Na+
2NaR+Mg2+==MgR2+2Na+

硬水又分为暂时硬水和永久硬水。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。永久硬水的硬度是由硫酸钙和硫酸镁等盐类物质引起的，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。原来钙和镁都是生命必需元素中的宏量金属元素。科学家和医学家们调查发现，人的某些心血管疾病，如高血压和动脉硬化性心脏病的死亡率，与饮水的硬度成反比，水质硬度低，死亡率反而高。其实，长期饮用过硬或者过软的水都不利与人体健康。我国规定：饮用水的硬度不得超过25度。
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↑