硬水变软水离子交换法的原理

『壹』 硬水软化的化学方程式 方法一 原理： 方法二 原理：

实验室常用软化处理沉淀法用石灰、纯碱等软水剂处理，使水中Ca2+、Mg2+生成沉淀析出，过滤后即得软水，其中的锰、铁等离子也可除去。
常用软水剂
（1）磷酸钠： 3CaSO4+2Na3PO4→Ca3(PO)4↓+3Na2SO4
（2）六偏磷酸钠： Na4[Na2(P03)6]+Ca2+→Na4[Ca(P03)6]+2Na+
（3）胺的醋酸衍生物（EDTA）：与Ca2+、Fe2+、Cu2+等离子生成螯合物煮沸法（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↑
由于CaCO3不溶，MgCO3 微溶，所以碳酸镁在进一步加热的条件下还可以与水反应生成更难溶的氢氧化镁：
MgCO3 +H2O = Mg(OH)2↓+CO2↑
由此可见水垢的主要成分为CaCO3和Mg(OH)2
编辑本段工业处理.石灰——纯碱法在这种方法中，暂时硬度加入石灰就可以完全消除，HCO3-都被转化成CO32-。而镁的永久硬度在石灰的作用下会转化为等物质的量的钙的硬度，最后被去除。反应过程中，镁都是以氢氧化镁的形式沉淀，而钙都是以碳酸钙的形式沉淀。
Ca2+(aq) --石灰-苏打法--> CaCO3(s)
Mg2+(aq)--石灰-苏打法--> Mg(OH)2(s)离子交换法（1）原理：用无机或者有机物组成一混合凝胶，形成交换剂核，四周包围两层不同
电荷的双电层，水通过后可发生离子交换。
阳离子交换剂：含H+、Na+固体与Ca+、Mg2+离子交换
阴离子交换剂：含碱性物质，能与水中阴离子交换
（2）常用交换剂：
a. 泡沸石：水化硅酸钠铝
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.离子交换树脂电渗析法用直流电源作动力，使水中的离子选择性地透过树脂交换膜而获得软水。磁化法使水流过一个磁场，钙、镁盐类分子间引力减小，不易产生坚硬水垢

『贰』 初三化学,硬水软化的原理是什么

硬水：定义:是指含有较多可溶性钙、镁化合物的水。如一些井水，泉水。但自来水中几乎没有。 含有较多的可溶性钙盐和镁盐的天然水。硬水中含盐量通常以硬度表示。硬度单位是度，1度相当于每升水中含10毫克的氧化钙。硬度在8以上者通常称为硬水，地下水（如井水、泉水）的含盐量较多，属于硬水。在硬水中，钙盐和镁盐以碳酸氢盐、碳酸盐、硫酸盐、氯化物和硝酸盐的形式存在。软水：软水（soft water）指的是不含或含较少可溶性钙、镁化合物的水。软水不易与肥皂产生浮渣，而硬水相反。天然软水一般指江水、河水、湖(淡水湖)水。经软化处理的硬水指钙盐和镁盐含量降为 1.0～50 毫克／升后得到的软化水。虽然煮沸就可以将暂时硬水变为软水，但在工业上若采用此法来处理大量用水，则是极不经济的。

『叁』 什么是硬水 怎么变软的

硬水

所谓"硬水"是指含有较多、可溶性、钙镁化合物的水。硬水并不对健康造成直接危害，但是会给生活带来很多麻烦，比如用水器具上结水垢、肥皂和清洁剂的洗涤效率减低等。

水的硬度是指溶解在水中的盐类物质的含量，即钙盐与镁盐含量的多少。含量多的硬度大，反之则小。GPG为水硬度单位, 1GPG表示1 加仑水中硬度离子( 钙镁离子) 含量为1 格令。按美国WQA（水质量协会）标准，水的硬度分为6 级：0~0.5GPG为软水，0.5~3.5GPG为微硬，3.5~7.0GPG为中硬，7~10.5GPG为硬水，10.5~14.0GPG为很硬，14.0GPG以上为极硬。以上海为例，大部分地区的生活用水为各自来水厂净化处理后的自来水，硬度范围为8 ~ 14 GPG ，按WQA标准属于硬或很硬范围。（部分地区如果使用井水，则硬度更高，达到极硬范围。）

软化处理

沉淀法

用石灰、纯碱等软水剂处理，使水中Ca2+、Mg2+生成沉淀析出，过滤后即得软水，其中的锰、铁等离子也可除去。

常用软水剂

（1）磷酸钠： 3CaSO4+2Na3PO4→Ca3(PO)4↓+3Na2SO4

（2）六偏磷酸钠： Na4[Na2(P03)6]+Ca2+→Na4[Ca(P03)6]+2Na+

（3）胺的醋酸衍生物（EDTA）：与Ca2+、Fe2+、Cu2+等离子生成螯合物

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↑

由于CaCO3不溶，MgCO3 微溶，所以碳酸镁在进一步加热的条件下还可以与水反应生成更难溶的氢氧化镁：

MgCO3+H2O =Mg(OH)2↓+CO2↑

由此可见水垢的主要成分为CaCO3和Mg(OH)2

工业处理

石灰——纯碱法

在这种方法中，暂时硬度加入石灰就可以完全消除，HCO3-都被转化成CO32-。而镁的永久硬度在石灰的作用下会转化为等物质的量的钙的硬度，最后被去除。反应过程中，镁都是以氢氧化镁的形式沉淀，而钙都是以碳酸钙的形式沉淀。

Ca2+(aq) --石灰-苏打法--> CaCO3(s)

Mg2+(aq)--石灰-苏打法--> Mg(OH)2(s)

离子交换法

（1）原理：用无机或者有机物组成一混合凝胶，形成交换剂核，四周包围两层不同

电荷的双电层，水通过后可发生离子交换。

阳离子交换剂：含H+、Na+固体与Ca2+、Mg2+离子交换

阴离子交换剂：含碱性物质，能与水中阴离子交换

（2）常用交换剂：

a. 泡沸石：水化硅酸钠铝

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.离子交换树脂

电渗析法

用直流电源作动力，使水中的离子选择性地透过离子交换膜而获得软水。

『肆』 水质太硬如何变软水

1、沉淀法：用石灰、纯碱等软水剂处理，使水中钙离子、镁离子生成沉淀析出，过滤后就能得到软水。

2、煮沸：只适用于暂时性的硬水，煮沸暂时硬水便能转化为软水。

3、离子交换法：用无机或者有机物组成一混合凝胶，形成交换剂核，四周包围两层不同，电荷的双电层，水通过后可发生离子交换，硬水则转变为软水。

4、电渗析法：用直流电源作动力，使水中的离子选择性地透过离子交换膜而获得软水。

『伍』 硬水软化的方法原理,成本,效果是否方便易行

若水的硬度是暂时硬度，这种水经过煮沸以后，水里所含的碳酸氢钙或碳酸氢镁就会分解成不溶于水的碳酸钙和难溶于水的氢氧化镁沉淀。这些沉淀物析出，水的硬度就可以降低，从而使硬度较高的水得到软化。

若水的硬度是永久硬度，往往使用以下几种方法。
1)离子交换法：采用特定的阳离子交换树脂，以钠离子将水中的钙镁离子置换出来，由于钠盐的溶解度很高，所以就避免了随温度的升高而造成水垢生成的情况。这种方法是目前最常用的标准方式。主要优点是：效果稳定准确，工艺成熟。可以将硬度降至0。采用这种方式的软化水设备一般也叫做“离子交换器”(由于采用的多为钠离子交换树脂，所以也多称为“钠离子交换器”)。

2)膜分离法：纳滤膜(NF)及反渗透膜(RO)均可以拦截水中的钙镁离子，从而从根本上降低水的硬度。这种方法的特点是，效果明显而稳定，处理后的水适用范围广；但是对进水压力有较高要求，设备投资、运行成本都较高。一般较少用于专门的软化处理。

3)石灰法：向水中加入石灰，主要是用于处理大流量的高硬水，只能将硬度降到一定的范围。

4)电磁法：采用在水中加上一定的电场或磁场来改变离子的特性，从而改变碳酸钙(碳酸镁)沉积的速度及沉积时的物理特性来阻止硬水垢的形成。其特点是：设备投资小，安装方便，运行费用低；但是效果不够稳定性，没有统一的衡量标准，而且由于主要功能仅是影响一定范围内的水垢的物理性能，所以处理后的水的使用时间、距离都有一定局限。多用于商业(如中央空调等)循环冷却水的处理，不能应用于工业生产及锅炉补给水的处理(同时由于该种设备的机理并未得到真正的理论证实)。

5)加药法：向水中加入专用的阻垢剂，可以改变钙镁离子与碳酸根离子结合的特性，从而使水垢不能析出、沉积。现工业上可以使用的的阻垢剂很多。这种方法的特点是：一次性投入较少，适应性广；但水量较大时运行成本偏高，由于加入了化学物质，所以水的应用受到很大限制，一般情况下不能应用于饮用、食品加工、工业生产等方面。在民用领域中也很少应用。
水的暂时硬度是由碳酸氢钙或碳酸氢镁引起的，这种水经过煮沸以后，水里所含的碳酸氢钙或碳酸氢镁就会分解成不溶于水的碳酸钙和难溶于水的碳酸镁沉淀。

所谓“硬水”是指水中所溶的矿物质成分多，尤其是钙和镁。硬水并不对健康造成直接危害，但是会给生活带来好多麻烦，比如用水器具上结水垢、肥皂和清洁剂的洗涤效率减低等。

『陆』 硬水变软水的方法

硬水软化，变软水，最简单的方法就是煮沸。 家庭中最常用的就是煮沸。而实验室中，则是采用离子交换法。
1、沉淀法：用石灰、纯碱处理，使水中Ca2+、Mg2+生成沉淀析出，过滤后即得软水，其中的锰、铁等离子也可除去。
2、软水剂
（1）Na3PO4： 3CaSO4+2Na3PO4→Ca3(PO)4↓+3Na2SO4
（2）六偏磷酸钠： Na4[Na2(P03)6]+Ca2+→Na4[Ca(P03)6]+2Na+
（3）胺的醋酸衍生物（EDTA）：与Ca2+、Fe2+、Cu2+等离子生成螯合物。
3、离子交换法：
（1）原理：用无机or有机物组成一混合凝胶，形成交换剂核，四周包围两层不同。 电荷的双电层，水通过后可发生离子交换。 阳离子交换剂：含H+、Na+固体与Ca+、Mg2+离子交换。 阴离子交换剂：含碱性基因，能与水中阴离子交换。
（2）常用交换剂： a、泡沸石：水化硅酸钠铝 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、离子交换树脂
4、电渗析法： 用直流电源作动力，使水中的离子选择性地透过树脂交换膜而获得软水。
5、磁化法： 使水流过一个磁场，钙、镁盐类分子间引力减小，不易产生坚硬水垢。

『柒』 怎么把硬水变成软水

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

由于CaCO3不溶，MgCO3 微溶，所以碳酸镁在进一步加热的条件下还可以与水反应生成更难溶的氢氧化镁：

MgCO3 +H2O = Mg(OH)2 +CO2

由此可见水垢的主要成分为CaCO3和Mg(OH)2

2. 石灰——纯碱法 (工业用)

在这种方法中，暂时硬度加入石灰就可以完全消除，HCO3-都被转化成CO32-。而镁的永久硬度在石灰的作用下会转化为等物质的量的钙的硬度，最后被去除。反应过程中，镁都是以氢氧化镁的形式沉淀，而钙都是以碳酸钙的形式沉淀。

Ca2+(aq) --石灰-苏打法--> CaCO3(s)

Mg2+(aq)--石灰-苏打法--> Mg(OH)2(s)

3. 离子交换法

这种方法中用到的离子交换剂，有无机和有机两种。无机离子交换剂，如沸石等；有机离子交换剂包括：碳质离子交换剂——磺化酶，阴阳离子交换树脂等。而且一般的离子交换剂在失效后还可以再.

4.蒸馏（最纯净的）

『捌』 用离子交换法使硬水软化和净化的基本原理是怎样的

主要的原理是水中的金属离子会被置换成氢离子，这样的话它就没有硬度了。

『玖』 硬水软水如何转化 硬水软水转化方法介绍【详解】

很多消费者在饮用白开水的时候，经常会觉得闻起来有一股怪味，喝到偶嘴里略微苦涩，时间长了水杯很容易形成水垢等，其实这种种迹象表明，普通的白开水就是我们水处理专家常说的硬水，而硬水里面含有各种物质对人体健康十分有益。与之相对应最适合居家生活、洗衣、洗碗用的便是软水。看到这里，相信很多消费者容易糊涂，究竟硬水软水如何转化呢?怎样搭配使用才最健康舒适呢?下面就和我一起来看看吧。

一、中央软水系统

水中的钙、镁离子实际上是溶解的矿石。当水流经岩层和地壤时溶解了钙和镁的沉积物，这种溶解的矿物最终进入到地下水层。当水从地下水层被抽到表面时，水中含有溶解的硬性矿物质，这种水称为硬水。软水器使溶解在水中的钙镁硬性矿物质被软化剂树脂上的软性矿物质钠交换。所有这三种矿物都是叫做阳离子的带正电荷离子。在适当的压力容器中，含硬性矿物的水通过离子交换树脂可发生离子交换反应。在现代的软水器中装有千百万颗微细的聚苯乙烯/二乙烯苯塑料球，所有小球都含有许多吸引正离子的负电荷交换位置。当树脂处在再生状态时，这些负电荷交换位置为带正电荷的钠离子占据。当钙和镁经过树脂贮槽时，它们与树脂小球接触，从交换位置上取代钠离子，从而被除去。通过天然树脂置换出水中钙、镁离子等，降低水的硬度;有效减少对衣物和皮肤的磨损，避免管道、洁具、卫浴设备等结垢问题。

运用离子交换的原理，用软化系统中的钠离子交换树脂吸附水中的钙、镁离子，释放钠离子，使水质得到软化的工作过程。可有效去除水垢，调节水质，减少硬水对肌肤、衣物的损害。

二、中央净水系统

中央净水系统

运用了KDF滤料、活性炭和反洗工艺，自来水首先经过KDF滤料，去除水中的杂质悬浮物及绝大部分的余氯和坦闷重金属、硫化氢等，并抑制细菌生长，活性炭可进一步对水中的微小有机物、余氯、重金属等进行吸附及过滤，并对水质进行脱色、除臭。反洗是对KDF和活性炭的定期清洗，保证其能效的持续发挥。可有效降低、分离水中的杂质和化学元素，提升饮用水的口感。

净水运行过程：

自来水→多路阀进水口→ KDF→活性炭→下布水器→中心管→多路阀出水口→用水点

在这个过程中，自来水首先经过KDF滤料，去除了水中的杂质悬浮物以及绝大部分的余氯和重金属、硫化氢等，并抑制细菌的生长，后进入活性炭。活性炭进一步对水中的微小有机物、余氯、重金属等进行吸附及过滤，并对水质进行脱色、除臭以改善水质口感。

反洗过程：

自来水→多路阀进水口→中心管→下布水器→活性炭→ KDF→多路阀排废口→排水管

经过一段时间的净水运行过镇信坦程，杂质和胶体会覆盖在 KDF的表面，活性炭也因大量吸附杂质而降低效能，因此，必须对KDF和活性炭进行定期的清洗。在反洗状态下，KDF和活性炭会浮起，在水流的作用下，带去积淀，露出新鲜表面，从而使他们恢复功能先有效清除水中的氯、重金属、细菌、病毒、藻类及固体悬浮物，后用活性炭进一步去除各种有机物，让出水清澈、洁净、无卤，可直接饮用;系统具备自动维护功能。

三、RO纯净水系统

逆渗透是美国政府所发展成功用于太空科技，利用自然界逆渗透原理，将污水加压，使纯净的水分子穿透薄膜产生纯水，同时将不能穿透薄膜之各种有害物质排放。美国太空总署〈NASA〉将RO用于太空梭回收太空人尿液纯化再供饮用，也用于航空母舰、及潜水艇将海水淡化供士兵饮用。目前则普遍应用于一般家庭之饮用水，此乃人类饮水的一大突破。

RO纯净水系统采用反渗透式工艺，主要利用半透膜的渗透原理，通过一定的方式给它施加一种压力，反于自然渗透方向的力，使浓溶液中的水向稀溶液中渗透，从而达到有效去除供水二次污染而产生的细菌、病毒、重金属离子等的作用，保留对人体有益的矿物质和微量元素，滤后水可直接生饮。纯净水系统采用5层过滤原理：

第一层：5微米PP棉沉积式前过滤，除去尘土、铁锈、砂砾;

第二层：颗粒状活性炭预过滤，除去氯、臭味、甲烷、农药;

第三层：压缩活性炭(或1微米PP棉)预过滤，除去大部分有机物质;

第四层：RO逆渗透膜，除去所有有机杂质及其他溶于水中的固体或重金属，制造纯水;

第五层：后置活性碳除去异味使水质甘醇甜美。

蓄水桶：密闭式高压蓄水桶确保过滤后活性水不受御桐二次污染。

四、选购水处理设备时的注意事项

1、看资质--选择正规产品，中华人民共和国卫生部卫生监督中心明确发布生活饮用水卫生监督管理办法。消费者在购买的时候可到卫生行政许可公众网进行查询。

2、看材质--选择耐用产品，市场上目前存在不锈钢、玻璃钢、铸铁、铝制、食品级树脂或PVC等材料。前三种属于抗压性比较好的材质，可以用做 前置过滤器 (中央机)。后两种属于抗压性比较差的材质，只能用在前置过滤器(中央机)的后端，用做 直饮机 使用。这几种材质中，抗压性和耐腐蚀性以不锈钢为最好，价格也相对较高，食品极树脂或PVC抗压性较差，价格也比较低。

3、定功能--选择适合自己用途的产品，选择水处理器要先明确自己的目的，首先从大的概念上说是要净化水还是要软化水。净化水是去除水中泥沙、杂质、细菌、重金属、余氯、有机物以及一些矿物质。软化水是去除水中的钙镁离子，最直接的说就是水垢。

4、选滤 --到底解决什么问题，目前净水材料常用的主要有PP棉，活性碳,KDF，超滤膜，RO膜(反渗透膜、逆渗透膜)，石英砂，麦饭石，红外线矿化球等。不同的净水材料会产生不同的净化效果，消费者可以根据自己想要的净化效果选择一款适合的 净水器 。

5、比大小--供水是否够自己用，这是最直观的办法，净水器一般都是根据瞬间出水量来定型号的，超过1。0吨/小时的可称为中央净水器，小于1。0吨/小时的可称为直饮净水器。而这个出水量跟体积和进出水口的直径有关系，通常是越大的净水机瞬间出水量越大。 ，当然也不能一味只追求大的出水量，还要保证出水质量才行，因此选择知名品牌更放心些!

6、比服务--选择值得信赖的销售商家，首先是安装净水机的售前服务，根据地区水质不同，水路设计不同，房间大小不同等各种因素，应该给出比较完善的购买建议并在安装后询问使用效果，根据客户的要求再做改善。另外，水处理材料在使用过程中由各种原因引起的渗漏都是有可能出现的， 选择信誉好的公司在使用材料，安装管件，安装师傅等环节都有保证，免去您的后顾之忧!