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主题:【原创】讨论一下饮用水的问题. -- 九霄环珮

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家园 探讨一下哈

在网上学习了一会儿,看来加热法软化水的机理是:

(一) 某些“硬”盐/碱(主要是硫酸钙和氢氧化钙)的溶解度随温度上升而减小,因此加热后会析出,水质会得到一定程度的软化

比如,硫酸钙在水里的溶解度比较高,在20度是20mM,而在100度,溶解度是5mM左右。

对于饮用水,硬度的标准是:低于3mmol/L的水称为较软的水,3-6称为普通水,6-8称为较硬的水,10以上称为高硬水。所以如果是以溶解硫酸钙为主的水,那么靠加热析出,水就软化了。(但是如果光析出不沉淀,那么硫酸钙微粒会悬浮在水里,等水温降低,硫酸钙又会重新溶解。谁家也没有离心机,所以这样做出来的软化水,我看还是不大可靠。)

在工业上,软水标准要高得多:一般只有硬度<1的水称作软水,1-10之间都经常笼统地称为硬水,硬度>10的水也多称为高硬水(数据来源:http://www.pentairwater.cn/bbs/redirect.php?tid=8&goto=lastpost)。所以靠加热来析出硫酸钙的方法在这里是不管用的。

此外,很多“硬”盐的溶解度是随温度升高而增加的,不考虑化学变化的话,仅仅靠加热并不能降低它们的浓度。幸亏我们还有机理二:

(二) 一些“硬”盐在100度左右会发生化学变化,分解成更难溶的物质。比如碳酸氢钙会变成碳酸钙,碳酸氢镁变成碳酸镁,碳酸镁再变成更难溶的氢氧化镁,这是加热法软化水的主要方面。

而显然的,有些钙镁盐,比如氯化钙镁,硫酸钙镁之类,并不发生这些变化,如果硬水里以它们为主,光加热是不管用的。在工业上,是通过加沉淀剂,比如磷酸根,来除去这种水里的钙镁离子的。

顺便说一下,煮水的时候还有一个物理变化,虽然不软化水,但是会导致形成水垢:水加热的时候总会有一些蒸发,于是水里的盐就被浓缩了,尤其是靠近加热器皿侧壁的水蒸发的最快,而流动性又最差,所以盐会在这个区域富集,析出,成为水垢。对于我们讨论的软化水来说呢,这个变化本身并不降低水的硬度,相反还增加水的硬度。

家用的煮水的器皿煮完水通常是要把水倒出来的,这时附着在容器壁上的水会被残热迅速蒸发,甚至干掉,这样等于把里面盐浓缩了几百倍,结果最后都变成水垢沉淀下来了,日积月累自然很多。

所以我的结论是:加热水的确能软化水。但是这个方法要求:第一,加热要充分,给可分解的盐足够的时间进行反应,第二,沉淀要充分,第三,水里的硬盐是合适种类的盐,阴离子应该以碳酸根和碳酸氢根(这样的水叫暂时硬水,否则就叫永久硬水)为主。如果阴离子是以硫酸根离子为主,这样的硬水加热软化的效果是非常有限的:

http://www.ccs.ac.cn/adminweb/kp/info.asp?nid=8

水有软硬吗?

水有软水和硬水的区别,凡是含有钙、镁等盐类的,就叫做硬水。不含钙、镁等盐类的,就叫做软水。硬水里所含的钙、镁等盐类,如果是酸性碳酸盐,如酸性碳酸钙、酸性碳酸镁等,就叫做暂时硬水,因为酸性碳酸钙和酸性碳酸镁受热后,就变成碳酸钙和碳酸镁沉淀下来,经过过滤后,就成软水了。硬水里所含的钙、镁等盐类,如果是硫酸盐,如硫酸钙、硫酸镁等,就叫做永久硬水。因为这样的水虽然经过煮沸后,也不能把他们全部去掉。

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