硬水變軟水離子交換法的原理

『壹』 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

『貳』 初三化學,硬水軟化的原理是什麼

硬水：定義:是指含有較多可溶性鈣、鎂化合物的水。如一些井水，泉水。但自來水中幾乎沒有。 含有較多的可溶性鈣鹽和鎂鹽的天然水。硬水中含鹽量通常以硬度表示。硬度單位是度，1度相當於每升水中含10毫克的氧化鈣。硬度在8以上者通常稱為硬水，地下水（如井水、泉水）的含鹽量較多，屬於硬水。在硬水中，鈣鹽和鎂鹽以碳酸氫鹽、碳酸鹽、硫酸鹽、氯化物和硝酸鹽的形式存在。軟水：軟水（soft water）指的是不含或含較少可溶性鈣、鎂化合物的水。軟水不易與肥皂產生浮渣，而硬水相反。天然軟水一般指江水、河水、湖(淡水湖)水。經軟化處理的硬水指鈣鹽和鎂鹽含量降為 1.0～50 毫克／升後得到的軟化水。雖然煮沸就可以將暫時硬水變為軟水，但在工業上若採用此法來處理大量用水，則是極不經濟的。

『叄』 什麼是硬水 怎麼變軟的

硬水

所謂"硬水"是指含有較多、可溶性、鈣鎂化合物的水。硬水並不對健康造成直接危害，但是會給生活帶來很多麻煩，比如用水器具上結水垢、肥皂和清潔劑的洗滌效率減低等。

水的硬度是指溶解在水中的鹽類物質的含量，即鈣鹽與鎂鹽含量的多少。含量多的硬度大，反之則小。GPG為水硬度單位, 1GPG表示1 加侖水中硬度離子( 鈣鎂離子) 含量為1 格令。按美國WQA（水質量協會）標准，水的硬度分為6 級：0~0.5GPG為軟水，0.5~3.5GPG為微硬，3.5~7.0GPG為中硬，7~10.5GPG為硬水，10.5~14.0GPG為很硬，14.0GPG以上為極硬。以上海為例，大部分地區的生活用水為各自來水廠凈化處理後的自來水，硬度范圍為8 ~ 14 GPG ，按WQA標准屬於硬或很硬范圍。（部分地區如果使用井水，則硬度更高，達到極硬范圍。）

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

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Ca2+、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離子交換膜而獲得軟水。

『肆』 水質太硬如何變軟水

1、沉澱法：用石灰、純鹼等軟水劑處理，使水中鈣離子、鎂離子生成沉澱析出，過濾後就能得到軟水。

2、煮沸：只適用於暫時性的硬水，煮沸暫時硬水便能轉化為軟水。

3、離子交換法：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，硬水則轉變為軟水。

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。

『伍』 硬水軟化的方法原理,成本,效果是否方便易行

若水的硬度是暫時硬度，這種水經過煮沸以後，水裡所含的碳酸氫鈣或碳酸氫鎂就會分解成不溶於水的碳酸鈣和難溶於水的氫氧化鎂沉澱。這些沉澱物析出，水的硬度就可以降低，從而使硬度較高的水得到軟化。

若水的硬度是永久硬度，往往使用以下幾種方法。
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)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。
水的暫時硬度是由碳酸氫鈣或碳酸氫鎂引起的，這種水經過煮沸以後，水裡所含的碳酸氫鈣或碳酸氫鎂就會分解成不溶於水的碳酸鈣和難溶於水的碳酸鎂沉澱。

所謂「硬水」是指水中所溶的礦物質成分多，尤其是鈣和鎂。硬水並不對健康造成直接危害，但是會給生活帶來好多麻煩，比如用水器具上結水垢、肥皂和清潔劑的洗滌效率減低等。

『陸』 硬水變軟水的方法

硬水軟化，變軟水，最簡單的方法就是煮沸。 家庭中最常用的就是煮沸。而實驗室中，則是採用離子交換法。
1、沉澱法：用石灰、純鹼處理，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。
2、軟水劑
（1）Na3PO4： 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。
3、離子交換法：
（1）原理：用無機or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：含鹼性基因，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)2=CaO·Z+2NaHCO3 Na2O·Z+CaSO4=CaO·Z+Na2SO4 b、磺化煤： 2Na(K)+CaSO4=Ca(K)2+Na2SO4 2H(K)+CaSO4=Ca(K)2+Na2SO4 c、離子交換樹脂
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樹脂交換膜而獲得軟水。
5、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。

『柒』 怎麼把硬水變成軟水

1. 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

2. 石灰——純鹼法 (工業用)

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)

3. 離子交換法

這種方法中用到的離子交換劑，有無機和有機兩種。無機離子交換劑，如沸石等；有機離子交換劑包括：碳質離子交換劑——磺化酶，陰陽離子交換樹脂等。而且一般的離子交換劑在失效後還可以再.

4.蒸餾（最純凈的）

『捌』 用離子交換法使硬水軟化和凈化的基本原理是怎樣的

主要的原理是水中的金屬離子會被置換成氫離子，這樣的話它就沒有硬度了。

『玖』 硬水軟水如何轉化 硬水軟水轉化方法介紹【詳解】

很多消費者在飲用白開水的時候，經常會覺得聞起來有一股怪味，喝到偶嘴裡略微苦澀，時間長了水杯很容易形成水垢等，其實這種種跡象表明，普通的白開水就是我們水處理專家常說的硬水，而硬水裡面含有各種物質對人體健康十分有益。與之相對應最適合居家生活、洗衣、洗碗用的便是軟水。看到這里，相信很多消費者容易糊塗，究竟硬水軟水如何轉化呢?怎樣搭配使用才最健康舒適呢?下面就和我一起來看看吧。

一、中央軟水系統

水中的鈣、鎂離子實際上是溶解的礦石。當水流經岩層和地壤時溶解了鈣和鎂的沉積物，這種溶解的礦物最終進入到地下水層。當水從地下水層被抽到表面時，水中含有溶解的硬性礦物質，這種水稱為硬水。軟水器使溶解在水中的鈣鎂硬性礦物質被軟化劑樹脂上的軟性礦物質鈉交換。所有這三種礦物都是叫做陽離子的帶正電荷離子。在適當的壓力容器中，含硬性礦物的水通過離子交換樹脂可發生離子交換反應。在現代的軟水器中裝有千百萬顆微細的聚苯乙烯/二乙烯苯塑料球，所有小球都含有許多吸引正離子的負電荷交換位置。當樹脂處在再生狀態時，這些負電荷交換位置為帶正電荷的鈉離子占據。當鈣和鎂經過樹脂貯槽時，它們與樹脂小球接觸，從交換位置上取代鈉離子，從而被除去。通過天然樹脂置換出水中鈣、鎂離子等，降低水的硬度;有效減少對衣物和皮膚的磨損，避免管道、潔具、衛浴設備等結垢問題。

運用離子交換的原理，用軟化系統中的鈉離子交換樹脂吸附水中的鈣、鎂離子，釋放鈉離子，使水質得到軟化的工作過程。可有效去除水垢，調節水質，減少硬水對肌膚、衣物的損害。

二、中央凈水系統

中央凈水系統

運用了KDF濾料、活性炭和反洗工藝，自來水首先經過KDF濾料，去除水中的雜質懸浮物及絕大部分的余氯和坦悶重金屬、硫化氫等，並抑制細菌生長，活性炭可進一步對水中的微小有機物、余氯、重金屬等進行吸附及過濾，並對水質進行脫色、除臭。反洗是對KDF和活性炭的定期清洗，保證其能效的持續發揮。可有效降低、分離水中的雜質和化學元素，提升飲用水的口感。

凈水運行過程：

自來水→多路閥進水口→ KDF→活性炭→下布水器→中心管→多路閥出水口→用水點

在這個過程中，自來水首先經過KDF濾料，去除了水中的雜質懸浮物以及絕大部分的余氯和重金屬、硫化氫等，並抑制細菌的生長，後進入活性炭。活性炭進一步對水中的微小有機物、余氯、重金屬等進行吸附及過濾，並對水質進行脫色、除臭以改善水質口感。

反洗過程：

自來水→多路閥進水口→中心管→下布水器→活性炭→ KDF→多路閥排廢口→排水管

經過一段時間的凈水運行過鎮信坦程，雜質和膠體會覆蓋在 KDF的表面，活性炭也因大量吸附雜質而降低效能，因此，必須對KDF和活性炭進行定期的清洗。在反洗狀態下，KDF和活性炭會浮起，在水流的作用下，帶去積淀，露出新鮮表面，從而使他們恢復功能先有效清除水中的氯、重金屬、細菌、病毒、藻類及固體懸浮物，後用活性炭進一步去除各種有機物，讓出水清澈、潔凈、無鹵，可直接飲用;系統具備自動維護功能。

三、RO純凈水系統

逆滲透是美國政府所發展成功用於太空科技，利用自然界逆滲透原理，將污水加壓，使純凈的水分子穿透薄膜產生純水，同時將不能穿透薄膜之各種有害物質排放。美國太空總署〈NASA〉將RO用於太空梭回收太空人尿液純化再供飲用，也用於航空母艦、及潛水艇將海水淡化供士兵飲用。目前則普遍應用於一般家庭之飲用水，此乃人類飲水的一大突破。

RO純凈水系統採用反滲透式工藝，主要利用半透膜的滲透原理，通過一定的方式給它施加一種壓力，反於自然滲透方向的力，使濃溶液中的水向稀溶液中滲透，從而達到有效去除供水二次污染而產生的細菌、病毒、重金屬離子等的作用，保留對人體有益的礦物質和微量元素，濾後水可直接生飲。純凈水系統採用5層過濾原理：

第一層：5微米PP棉沉積式前過濾，除去塵土、鐵銹、砂礫;

第二層：顆粒狀活性炭預過濾，除去氯、臭味、甲烷、農葯;

第三層：壓縮活性炭(或1微米PP棉)預過濾，除去大部分有機物質;

第四層：RO逆滲透膜，除去所有有機雜質及其他溶於水中的固體或重金屬，製造純水;

第五層：後置活性碳除去異味使水質甘醇甜美。

蓄水桶：密閉式高壓蓄水桶確保過濾後活性水不受御桐二次污染。

四、選購水處理設備時的注意事項

1、看資質--選擇正規產品，中華人民共和國衛生部衛生監督中心明確發布生活飲用水衛生監督管理辦法。消費者在購買的時候可到衛生行政許可公眾網進行查詢。

2、看材質--選擇耐用產品，市場上目前存在不銹鋼、玻璃鋼、鑄鐵、鋁制、食品級樹脂或PVC等材料。前三種屬於抗壓性比較好的材質，可以用做 前置過濾器 (中央機)。後兩種屬於抗壓性比較差的材質，只能用在前置過濾器(中央機)的後端，用做 直飲機 使用。這幾種材質中，抗壓性和耐腐蝕性以不銹鋼為最好，價格也相對較高，食品極樹脂或PVC抗壓性較差，價格也比較低。

3、定功能--選擇適合自己用途的產品，選擇水處理器要先明確自己的目的，首先從大的概念上說是要凈化水還是要軟化水。凈化水是去除水中泥沙、雜質、細菌、重金屬、余氯、有機物以及一些礦物質。軟化水是去除水中的鈣鎂離子，最直接的說就是水垢。

4、選濾 --到底解決什麼問題，目前凈水材料常用的主要有PP棉，活性碳,KDF，超濾膜，RO膜(反滲透膜、逆滲透膜)，石英砂，麥飯石，紅外線礦化球等。不同的凈水材料會產生不同的凈化效果，消費者可以根據自己想要的凈化效果選擇一款適合的 凈水器 。

5、比大小--供水是否夠自己用，這是最直觀的辦法，凈水器一般都是根據瞬間出水量來定型號的，超過1。0噸/小時的可稱為中央凈水器，小於1。0噸/小時的可稱為直飲凈水器。而這個出水量跟體積和進出水口的直徑有關系，通常是越大的凈水機瞬間出水量越大。 ，當然也不能一味只追求大的出水量，還要保證出水質量才行，因此選擇知名品牌更放心些!

6、比服務--選擇值得信賴的銷售商家，首先是安裝凈水機的售前服務，根據地區水質不同，水路設計不同，房間大小不同等各種因素，應該給出比較完善的購買建議並在安裝後詢問使用效果，根據客戶的要求再做改善。另外，水處理材料在使用過程中由各種原因引起的滲漏都是有可能出現的， 選擇信譽好的公司在使用材料，安裝管件，安裝師傅等環節都有保證，免去您的後顧之憂!