化學硬水軟化的方法

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化學硬水軟化的方法范文第1篇

關鍵詞：義務教育；化學；新課程改革；發展；興趣

中圖分類號：G633.8 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）06-0241-02

化學教學過程與其他學科相比具有有以下的特點：以實驗為教學基礎；以科學探究為教學手段；以化學用語和模型為教學工具；以實用、創造性為教學魅力。本文制定了初中化學第四單元“自然界的水”第二課時“水的凈化”的教學設計方案。

一、教學設計思路

據課堂教學設計的目標控制原理、要素分析原理、優先決策原理，具體的設計思路是：通過社會及生活實際創設問題情境，通過視頻讓學生了解水資源被污染的情況，以提高學生的凈水意識，從而引出凈水的方法，采用實驗與視頻教學結合的方法認識到沉淀法、過濾法和蒸餾法對于凈水的重要性；通過視頻了解生活中凈水的各種方法，結合學習的凈水方法，進行知識應用，引發學生的思考及社會責任感，從而達到學習的目的。

二、前提分析

1.教學內容分析。本節課圍繞著水的凈化問題展開，從而將吸附、沉淀、過濾和蒸餾等凈化水的方法引出，還加進硬水與軟水的區別、硬水軟化的方法等內容。因此本課題實驗內容豐富，而且貼近學生生活，這為創設情境，引導學生進行自主合作活動提供了很好的素材。

2.學生情況分析。在學習該內容時，學生的學習有以下幾個特點：（1）已了解化學實驗中基本的操作技能，例如：攪拌、溶解等。（2）學生對實驗操作的嚴謹性、規范性缺乏足夠的重視，無法自己歸納總結實驗中的操作要點。（3）學生無法將化學知識應用于實際的生產生活當中。

3.教學重點、難點。（1）教學重點：①知道明礬凈水與活性炭吸附的原理；②了解吸附、過濾、蒸餾等凈水的方法，以及掌握過濾的基本操作規范；③了解軟硬水的區別，并掌握硬水軟化的方法。（2）教學難點：針對不同雜質，采用不同凈水方法。

三、教學目標

1.知識與技能：（1）知道利用明礬水解生成Al（OH）3膠體從而吸附顆粒的凈水原理，以及活性炭吸附雜質、顏色和氣味的原理。（2）了解過濾可以除去不溶于水的雜質的原理。（3）了解蒸餾可以除去溶于水的雜質的實驗原理。（4）了解硬水及軟水的區別。

2.過程與方法：（1）通過觀察實驗操作，初步形成混合物分離的一般思路和方法。（2）掌握過濾的基本操作過程。（3）掌握硬水軟化的方法。

3.情感態度和價值觀：（1）通過體驗過濾、蒸餾過程以及知道工業污水處理的程序，意識到污染容易、凈化困難，從而樹立珍惜、保護水資源的意識。（2）通過視頻了解水的應用與處理，認識資源重復利用的重要意義。（3）通過先總結規范操作后進行實驗的方式，加深學生對實驗規范性的掌握，達到學習的目的。（4）通過小組實驗，形成基本的化學實驗技能，增強合作意識，提高學習興趣和科學素養。

四、教學準備

1.多媒體、課件。

2.四人一小組，每組一套下列器材：鐵架臺、燒杯、漏斗、玻璃棒、濾紙、剪刀、酒精燈、火柴、試管、明礬、活性炭、自來水、紅墨水、零食口袋、沙子、香水等（四人一小組、教師演示實驗一組）。

五、教學過程

1.親臨自然，感受水的珍貴。課堂引入：（1）播放“4月10日蘭州自來水苯超標事件”的相關視頻；（2）播放浪費水的現象以及污染水的圖片；（3）模擬；（4）展示；（5）總結。引導學生回答后，總結在水中的雜質，分為不溶性雜質和可溶性雜質兩種。

2.實驗的拓展與探究。（1）實驗4-1拓展與探究。老師：現在老師手里是我從各小組手中拿到的水樣，有因為放了泥沙而渾濁的水，有放了香水帶有氣味的水，有放了紅墨水而帶有顏色的水。下面我將這幾杯水平均分成兩份，分別加入活性炭和明礬。大家觀察水樣有什么變化，待產生現象后，學生回答實驗現象，教師稍加補充。老師：正如大家所說，對于第一種水，加入明礬后水中開始出現大量絮狀沉淀，水基本清澈，并且有許多沉淀在杯底，加入活性炭的則渾濁有稍許減少，并無明顯變化；對于第二種水，加入明礬后無明顯變化，但加入活性炭后都氣味會減弱很多；對于第三種水而言，加入明礬后水樣無明顯變化，但加入活性炭后水中的顏色基本褪去。這說明什么呢？基于教師的補充概況，學生發散思維，分別歸納明礬與活性炭的凈水原理，教師做歸納總結：從實驗現象可知，加入明礬后有大顆粒雜質的水樣中會開始出現絮狀沉淀，從而說明明礬的作用是有利于沉淀。而含有色素的水樣中加入活性炭出現顏色褪去的現象，且加入香水后的水的味道也淡了，從而說明活性炭具有吸附性。老師：雖然活性炭有吸附的能力，但卻不能完全將雜質去除，如果將香水比作苯污染事件中的苯，那么我們又將如何做，才能真正地將雜質去除呢？下面我們的學習，就會為大家解答心底的疑問。（2）實驗4-2拓展與探究。老師：對于加入明礬后的第一種水而言，沉淀后的水中的不溶物都沉下來了嗎？觀察：師生共同在帶攝像頭的顯微鏡下觀察，發現水樣中依然還有顆粒。老師：這些小顆粒該怎樣將它們和水進行分離呢？引導學生根據生活經驗出發利用紗布過濾，分析紗布存在的問題（孔太大），提出在實驗室里用濾紙，（老師：濾紙有什么特點？）利用液體可以通過濾紙上的小孔而固體不能通過的原理，把固體和液體進行分離。這樣的操作叫過濾。播放視頻：通過過濾實驗的教學視頻，使學生對過濾操作有一定的了解。延伸：老師一邊將過濾操作再進行一次，一邊強調出實驗的注意事項，從而總結“一貼、二低、三靠”的過濾操作要點，并了解過濾操作可以除去不溶于水的雜質。（3）實驗4-3拓展與探究。老師：對于我們現在得到的水或者是家中的自來水真的很干凈了嗎？大家是不是有自己觀察過家里燒水用的器具在一段時間后會有什么變化呢？學生：有一些臟東西在器具上留下來，卻又不好除掉。展示圖片：教師向學生展示有關水垢的圖片，從而引入軟、硬水的概念。老師：現在我將等量的肥皂水分別加入等量的軟硬水中，大家來觀察有什么變化。學生：軟水肥皂容易融化泡沫豐富，硬水肥皂不容易融化泡沫少。由此實驗學生知道可以用肥皂水來鑒別軟硬水，從而引出由于硬水中含有大量的鈣鎂離子，加入肥皂水后，因其顯堿性而其中的氫氧根離子與其產生微溶物氫氧化鈣及難溶物氫氧化鎂的緣故，從而區分軟、硬水。老師：但是由于生活水平的不斷提高，許多洗衣液、柔順劑等大量洗滌用品已經取代了肥皂，那么我們又怎樣采取其他方式區分軟、硬水呢？大家可以從加入肥皂水的角度考慮，由于其堿性的緣故，那么我們應該怎么做呢？學生：加入顯堿性的碳酸氫鈉。老師：對！碳酸氫鈉俗稱小蘇打，是家中常見的顯堿性的物質，從而可以鑒別軟硬水。教師用小蘇打重復上述操作，并進行對比和概括。展示圖片：教師向學生展示硬水對人們生活生產造成危害的圖片，提出家中飲水方式等相關問題，從而提出硬水軟化的觀點，為蒸餾實驗做鋪墊。（4）實驗4-4拓展與探究。老師：那么，對于手中的硬水我們應該怎樣得到純凈水呢？引導學生思考，使學生領悟到只有水出來，而其他物質與水分開，能達到水與離子雜質分離的效果。老師：正如大家所希望的那樣，化學中有一種實驗方法――蒸餾，可以達到這樣的效果。也就是說，蒸餾可以除去溶于水的雜質。教師演示：教師用蒸餾裝置進行蒸餾。老師：現在我們就運用大家的小蘇打法來檢驗我們得到的是否為軟水，是否達到凈水的目的。通過實驗現象，知道蒸餾可以除去溶于水的雜質，達到凈水的目的。（引導學生從生活經驗出發，類似家里燒開水的方法，將水汽化，然后再將水蒸汽冷凝，這就是蒸餾法）老師：現在就來為大家解答之前的疑問，首先苯是溶于水的物質，那當它在水里時，我們是否可以采取蒸餾的方式來除去呢？這時候，我們就要從水與苯的物理性質出發，考慮蒸餾方法的可行性。教師提供實驗依據――常溫、常壓下，苯的沸點：80.10攝氏度，水的沸點：100攝氏度。引導學生理解當沸點不同的兩物質互溶時可以通過蒸餾的方式得到單一物質。老師：現在我們已經解答了課堂開始時的疑問，那么大家來概括下：這三種凈水方式有什么特點呢？師生共同歸納沉淀法、過濾法和蒸餾法的優缺點。

3.走向社會，增強學生社會責任感。老師：最后，讓我們來看看這三種凈化水的方法在生活與工業生產中又是如何應用的呢？播放短片：工業污水的處理、自來水廠的凈化過程。老師：如同短片所展示的那樣，水進入取水口，加入例如明礬到反應沉淀池，后過濾，再用活性炭吸附，到清水池能投藥消毒，最后才到每一個用戶家中。本節課我們通過體驗水的污染和凈化過程，體會到污染水的容易，而凈化水的過程卻困難重重。水是生命之源，讓我們共同保護珍惜水資源，讓有限的資源得以無限地循環。大家能做到嗎？學生：能！

六、作業

1.完成課后習題及相關練習題。

2.對于書中的課外實驗大家自制一個簡易的凈水器。

化學硬水軟化的方法范文第2篇

【關鍵詞】發動機；水垢；成因；防治

一、問題的提出

發動機工作時，汽缸內燃氣的溫度可高達2200～2800K，循環的平均溫度也有970～1300K，與高溫氣體接觸的零部件將劇烈受熱。冷卻系添加冷卻水的作用就是將零件所吸收的熱量及時散出，以使它們的溫度保持在適當范圍內，保證發動機正常工作，延長其使用壽命。對多數水冷式發動機而言，穩定工作狀態下，其最適宜的冷卻水溫度應保持在80～90oC 。

鐵路工務機械（軌道車、隨車吊機等）在使用過程中，由于受現場環境限制，冷卻水長期未更換或者補充不及時，且添加的水一般是富含鈣、鎂離子的硬水，致使發動機工作一段時間后，冷卻系內壁就會產生大量的水垢。

判定發動機是否積垢的方法是打開散熱器加水口蓋，若發現其上水室較臟或加水口處有水垢粘結，以及機械行駛中遇上坡時容易開鍋、下坡或停車后降溫較快的現象，便可診斷為發動機冷卻系中有嚴重的水垢。

二、水垢的危害

水垢一般為積聚在金屬表面呈灰白色的碳酸鈣、硫酸鈣等物質。水垢使冷卻系金屬內壁涂上一層隔熱材料，導致散熱條件惡化，降低了零部件的傳熱效率，引起水溫過高，造成發動機冷卻不足，引發如下的故障：①進入汽缸的充氣量因空氣受熱膨脹而減少，充氣系數下降，混合氣燃燒不正常，引起敲缸、早燃或爆燃現象，造成發動機功率下降。②使機油因高溫加速氧化、粘度下降，更早地劣化變質、燒損，造成不良，容易燒瓦。③發動機過熱后，其各部機件條件惡化，破壞了零件間的配合間隙，加劇磨損或因受熱膨脹卡滯，損壞機件（如常見的活塞環拉缸、活塞裙部燒結咬死等）。④燒壞缸蓋上的水道與油道的膠圈，燒壞缸套的防水膠圈；⑤受熱零件的熱應力增大，氣門座易變形引起氣門燒損，使缸蓋在氣門座之間的鼻部產生熱裂。⑥使水道不同程度變窄、流水不暢直至堵塞，造成局部機件溫度升高，造成傳動帶打滑、散熱器芯子脹裂而漏水等。

三、水垢產生的原因

水垢的形成原因有兩種：物理變化和化學變化。物理變化主要是指隨著發動機的溫度升高，硬水中的大量礦物質諸如硫酸鈣之類呈過飽和狀態析出，粘附在冷卻系統內壁上形成水垢的；化學變化主要是指硬水中某些礦物鹽和雜質隨溫度的升高而發生化學反應，形成難溶解物質而沉積于冷卻系統內壁上，形成水垢。其化學方程式有：

Ca（HCO3）2 = CaCO3+ CO2+H2O

Mg（HCO3）2 = MgCO3+ CO2+ H2O

碳酸鎂微溶于水，可繼續與水反應，生成更難溶的氫氧化鎂。

MgCO3 + H2O = Mg（OH）2 + CO2 （此反應很少）

四、水垢的預防及除垢對策

（一）預防水垢的方法

水垢形成的根源在于水質問題，所產生的水垢主要成分是硫酸鈣和碳酸鈣等。因此減少水源中的礦物質金屬離子，軟化水質，是防止和減少水垢形成的關鍵。

1、煮沸法。硬水燒開后，礦物質會沉積下來，取上面的清潔水用作冷卻水加注，這樣就減少水垢的形成數量。此方法雖簡單，卻不能徹底軟化水。

2、物理法。常用物理法是在管路中安裝磁水器和高頻改水器，以改變冷卻水本身及所含雜質的物理特性，從而減少和防止水垢的形成。

安裝磁水器：其防止結垢的原理，是利用在磁場作用下水被磁化，改變水分子，即改變水中離子和由這些離子所形成的化合物的晶格結構，從而改變水中鈣、鎂離子的析出條件，使其不易結垢并形成松散水渣隨循環水排出。按磁場產生的方式可分為永磁式和電磁式。磁水器的特點是結構簡單、安裝和使用方便，但應定期測磁檢修。

安裝高頻改水器：其防止結垢的原理，是讓冷卻水以一定的速度通過由高頻振蕩器所產生的高頻電場，以改變水中結垢物質的性質，使其生成粘結性及附著力都很低的松散水渣，便于排污來達到防垢的目的。高頻改水器的特點是結構簡單、體積小、耗電少，使用方便。

3、加入軟化劑法。在須處理的硬水中，按每升水加0.5～1.5g碳酸氫鈉或每升水加0.6～0.7g氫氧化鈉的比例，添加軟化劑，攪拌沉淀后，用上面的清潔水注入冷卻系統中。其離子方程式為：

碳酸氫鈉法 HCO3- + H2O = H2CO3+ OH-

Ca2++ 2OH- = Ca（OH）2

Mg + 2OH- = Mg（OH）2

氫氧化鈉法 Ca2++ 2OH- = Ca（OH）2

Mg + 2OH- =Mg（OH）2

4、常年使用防腐劑（重鉻酸鉀K2Cr2O7）法。在冷卻液中經常加注重鉻酸鉀，既能起到防止水的腐蝕，也能減少水垢的產生。另外如康明斯發動機規定使用DCA冷卻液、卡特彼勒發動機規定使用加有防銹劑及防凍液的冷卻液，都能起到防止穴蝕、銹蝕、水垢及防凍作用。

終上所述，為使發動機冷卻系功能正常，控溫有效，水道不被堵塞，機件不被腐蝕，要求所用冷卻水應是經過軟化處理的干凈水。若不得已加注自來水、井水或河水等硬水時，水質一定要好：水中所含的鈣、鎂類化合物要少，且無泥沙和其它沉淀物。除了要把住加注冷卻水這一關外，還須采取其它預防措施，如：不使冷卻系缺水、漏水，保持冷卻系的良好密封性，定期清洗發動機冷卻系等。為了除垢除銹，也可在冷卻水中加入適量的除銹除垢劑。以上這些措施都可預防或減緩產生水垢。

（二）水垢的清洗方法

化學硬水軟化的方法范文第3篇

(1)電解水實驗:正極得到的氣體能使帶火星的木條復燃,它是氧氣;負極得到的氣體能夠燃燒,產生淡藍色火焰,它是氫氣,它們的體積比為1:2,質量比為8:1。

(2)由電解水實驗可知:水是由氫元素和氧元素組成的。

2.水的凈化

(1)自然界的河水、湖水、井水、海水等天然水都不是純水,都含有許多可溶性和不溶性雜質,都屬于混合物。

(2)天然水通過沉淀、過濾、吸附、蒸餾等不同途徑可以得到不同程度的凈化。

(3)水有硬水、軟水之分。

①含有較多可溶性鈣、鎂化合物的水叫硬水;不含或少含可溶性鈣鎂化合物的水叫軟水。

②可用肥皂水來區分硬水和軟水。產生泡沫較多的水是軟水,產生泡沫較少易起浮渣的水是硬水。

③使用硬水會給生活和生產帶來許多麻煩。

④用蒸餾或煮沸的方法可以使硬水軟化。

3.愛護水資源

(1)地球上的水儲量是豐富的,但可利用的淡水資源是有限的。

(2)愛護水資源主要從節約用水和防止水體污染兩方面考慮(從工業、農業、生活三方面考慮)。

4.物質的組成與構成

(1)物質組成。混合物、純凈物。

(2)物質構成(構成物質的粒子有分子、原子或離子)

①分子是保持物質化學性質的最小粒子;②分子的質量、體積很小,分子在不斷地運動,分子間存在著一定的間隔;③原子是化學變化中的最小粒子;④分子與原子的本質區別:在化學變化中,分子可以再分,原子不可以再分。(如,在電解水實驗中,水分子可以分成氫原子和氧原子,而氫原子和氧原子不可以再分,只是重新組合成氫分子、氧分子。)

知識鞏固

1.水可以造福人類,但水被污染后會給人類生存造成危害,為了防止水體污染,保護水資源,下列措施中可行的是()

①減少向空氣中排放硫氧化物和氮氧化物的數量,防止形成酸雨

②抑制水中所有動植物的生長

③禁止使用農藥和化肥

④生活汗水經凈化處理達標后再排放

⑤任意排放工業廢水

A.全部B.①④C.③④⑤D.②③④

2.下列方法中可明顯降低水的硬度的是()

A.過濾B.靜置C.煮沸D.混合

3.過濾操作中,不必使用的儀器是()

A.漏斗B.燒杯C.玻璃棒D.量筒

4.下列各組物質中,前者是化合物,后者是單質的()

A.空氣、鐵粉B.水銀、氧化汞C.二氧化硫、氧氣D.冰、干冰

5.下列敘述不正確的是()

A.同種原子可以結合成分子,不同種原子不可以結合成分子

B.“墻內開花墻外香”,說明分子在不斷地運動

C.將50mL水和50mL酒精混合后體積小于100mL,說明分子間有間隔

D.分子和原子都是構成物質的粒子

6.能保持氯氣化學性質的最小粒子是()

A.ClB.2ClC.Cl2D.4Cl

7.一個裝有開水的熱水瓶有時瓶塞會被頂開的原因是()

A.水分解成氧氣和氫氣B.水分子中氫原子和氧原子數目增多

C.水分子變大了D.水分子間間隔受熱變大體積膨脹

8.經實驗測定,某物質中只含有一種元素,下列判斷正確的是()(金剛石和石墨的混合物里面也只有一種元素)

A.該物質一定是單質B.該物質一定是純凈物

C.該物質一定是混合物D.該物質一定不是化合物

9.點燃下列各組混合物時,不可能發生爆炸的是()(可燃性氣體或粉塵與空氣或氧氣混合燃燒才有可能爆炸)

A.氫氣和氧氣B.天然氣和空氣C.氮氣和氧氣D.面粉粉塵和空氣

10.構成物質的粒子有分子、原子、離子,如二氧化碳是由二氧化碳分子構成,鐵由鐵原子構成,氯化鈉由氯離子和鈉離子構成。

11.下列物質:①清新的空氣;②酒精;③過氧化氫溶液;④水銀;⑤冰水共存物;⑥加熱高錳酸鉀完全分解后的固體剩余物;⑦液氧;⑧礦泉水。其中屬于混合物的有(序號);屬于單質的有(化學式);屬于化合物的有(序號)。

12.用電解水產生的氧氣和用加熱高錳酸鉀產生的氧氣,它們的化學性質是相同的。

13.水收受熱變成水蒸氣,水分子沒有發生變化,只是水分子間的間隔發生改變,屬于物理變化;而電解水時,水分子發生了改變,分成了氫原子和氧原子,屬于化學變化。

14.小強在做水的凈化實驗時,經過兩次過濾,濾液仍渾濁,請分析一下原因。

答:過濾操作要點:一貼、二低、三靠。原因可能有:濾紙破損,液面高于濾紙的邊緣,接受濾液的燒杯內有不溶性固體雜質。

化學硬水軟化的方法范文第4篇

關鍵詞：鍋爐水; 軟化；離子交換劑；膜分離；現狀

中圖分類號：TN7文獻標識碼：A

鍋爐是一種常見的壓力容器，廣泛應用于工業領域。作為工廠運行的重要熱能動力設備，鍋爐對工廠的正常生產、運行起著關鍵的作用。水是鍋爐熱傳導的核心介質，水的質量對鍋爐的能效、壽命等具有重要的影響[1]。鍋爐水處理不當會威脅鍋爐的安全運行，同時也會造成巨大的能源浪費[2]。研究顯示，鍋爐每結生水垢1 mm，就會浪費燃料5%~8%[2]。因此，對鍋爐水進行軟化，降低其硬度以減少水垢的產生對鍋爐的安全運行和節能降耗具有重要意義。

1 鍋爐水垢的成因及機理

1.1 水垢的成因

水中含有多種礦物質，如鈣鹽和鎂鹽等，溶于水中的Ca2+、Mg2+及SO42-和HCO-在鍋爐設備管道中隨水運動，在設備與大地相連的狀態下，由于設備接地呈負極性，于是正離子將受器壁吸引而產生附壁效應，負離子又將和固定在器壁上的正離子結合，因而形成水垢[3]。

1.2 水垢形成的機理

鍋爐水垢形成的主要反應機理是：

Ca(HCO3)2CaCO3+CO2+H2O (1)

Mg(HCO3)2MgCO3+CO2+H2O (2)

早在1959年，Kern和Seaton即提出了沉積-脫垢模型[4]。該模型認為結構是由沉積和脫除兩種反應共同作用的結果。結構速率應為沉積速率∅d和脫除速率∅r之差：

ρf =∅d-∅r （3）

式中，ρf為垢層密度（Kg?m-3）,δt為垢層厚度（m），t為時間（s），∅d為沉積速率（Kg?m-2?s-1），∅r為脫除速率（Kg?m-2?s-1）。碳酸鈣沉淀與水體系中鈣離子不斷進行著下述平衡反應：

CaCO3Ca2++CO3- （4）

污垢分為顆粒垢、化學反應垢、腐蝕垢、微生物垢、結晶垢等多種類型，其中尤以結晶垢最為典型[5, 6]。在鍋爐運行中，往往會由于多種水垢的共同作用導致管道堵塞。傳熱表面的結垢通常可觀察到3種不同周期：誘導期、沉積物成長期和穩定狀態期。水系統的結垢原因，一般認為是水中過飽和的礦物質析出、沉淀所致。而在水系統管道、設備內部器壁上形成的結垢，說明結垢是沿固液界面、固體一面發生的化學吸附和物理吸附的延伸。

2 鍋爐水軟化技術

鍋爐水結構的重要原因是含有的鈣、鎂離子導致水的硬度過高，因而，對水的軟化具有重要意義。目前對鍋爐水的軟化處理方式主要分為物理和化學兩種。主要處理措施有：

2.1 物理法

物理法即通過物理性措施改變水中雜質的結垢性質，以減少水垢的形成，或使得生產的水垢容易被沖洗去除。物理方法主要有：

（1）熱力軟化

加熱使水中的暫時硬度分解,而生成碳酸鈣、氫氧化鎂沉淀.這種方法用以處理熱

網補給水,但作為鍋爐給水則很少采用。

（2）磁化法

使水流過磁場與磁力線相切割，水受磁場外力作用后，水中的鈣鎂鹽類不生成硬垢，大部分生成松散泥渣隨排污排出。進行磁化法水處理的設備稱為“磁水器”。磁水器分為兩類，即永磁式(靠永久磁鐵產生磁場)和電磁式(靠通入電流產生感應磁場)。關于磁化法處理目前主要理論有：1）磁場改變水的電荷分布和晶體結構。水分子在磁場中，其電子的運動狀態會發生改變，使分子的正負極性發生變化，從而改變了水的電荷狀態。磁場對水分子的晶體結構也有影響，由于洛侖茲力加速碰撞導致水結構的第二水化層被擠而脫落，呈單分子水彌散于水系中 ，這樣水的結構在磁場中變小，離子水化程度減弱，使晶核的形成比較容易。2）磁場將引起液體分子的內共振并誘發電偶極作用，使分子內部的鍵合發生變化或破裂，改變了分子構型，造成液體物理性質的變化。3）磁場引起水的微觀多相結構的改變。4）磁場的作用改變溶液中晶核的生成速率和晶體生長速度，水中微晶增多，穩定性增強，不容易在鍋爐壁上結垢。

（3）高頻法

高頻法的防垢原理一般認為是：水流經高頻電后，水分子大部分由締合分子變為二聚體，極性接近消失而本身穩定性強，與其他分子間吸引力減弱，鈣鎂鹽類不易溶解而易結晶析出，同時它們在高頻電場作用下呈有序排列，使離子間引力遭到破壞，原來較大的締合分子分為單個的或短鏈的二聚體，從而導致結晶條件改變，成為松散泥渣，可隨排污排出。

（4）膜處理技術

膜廣泛存在于自然界中，但直到1960年代，膜技術才應用在了工業上。膜分離技術發展先出現了超濾(UF)和微濾(MF),而后出現了反滲透(RO)。當今常見的膜分離方法還有納濾(NF)、反滲透(Ro)、滲析(D)、電滲析(Eo)、滲透蒸發(Pv)、液膜等[7]。膜分離法主要原理是用天然或人工合成膜,以外界能量或化學位差作為推動力,對雙級或多組分溶質和溶劑進行分離、分級、提純和富集。其中反滲透技術應用十分廣泛。反滲透膜大體可分為非荷電膜和荷電膜兩類,其分離機理各不相同非荷電膜是指膜的固定電荷密度小到可以忽略不計的膜,乙酸纖維素膜和芳香聚酞胺膜等大部分反滲透膜屬于這一類[8]。

2.2 化學法

在鍋爐水的處理中，化學法的應用十分普遍。化學軟化法是指在軟化水過程中發生化學反應生成新的物質, 具體方式有爐內加藥法和爐外軟化法兩種。爐內加藥法, 向爐內加某種化學藥劑, 改變沉渣的結構型式,防止或減少鍋垢的生成。應用較廣泛的方法是向爐內加入定量的磷酸鈉、純堿和含有單寧的有機物質。爐外軟化法, 目前應用最多的是離子交換法。離子交換劑是一種難溶的固態物質, 它能用自身含有的陰、陽離子和水中的鈣、鎂離子發生交換并去除鈣、鎂離子[9]。李曉飛等人[10]使用EWPT－6352鍋爐水處理劑對鍋爐水進行了處理，獲得了良好的效果。該處理劑是一種由有機聚合物、高效分散劑和助劑等組成的多功能無磷鍋爐內處理劑。姚長濱[11]等使用腐植酸鈉對鍋爐水進行處理，實驗結果可以看出:腐植酸鈉作為復配水處理藥劑,其效果優于磷酸三鈉,尤其是在處理YDMg2+/YDCa2+>0.5的高硬度水時更顯出其優越性,與有機穩定劑的效果相近。

在化學法中，還有一種常見的方法即是使用鈉離子交換劑。鈉離子交換機（NaR）對水的軟化機理主要是：

NaR+Ca2+2Na++CaR2 (5)

NaR+Mg2+2Na++MgR2 (6)

R表示離子交換劑中的復合陰離子根, 一種不溶于水的高分子化合物。當交換劑上的鈉離子全部被鈣離子、鎂離子所代替, 就失去了軟化硬水的作用。這時, 可用8%―10%的食鹽溶

液浸泡, 這個過程叫再生, 用Na+將Ca2+和Mg2+置換出來, 交換劑可再次使用。鈉離子既可除暫時硬度, 又可除永久硬度, 獲得可靠的軟化效果, 在鍋爐水處理中得到廣泛的采用, 特別是大型鍋爐一般采用離子交換法。

3 結論與展望

本文對鍋爐水垢的形成原因及機理進行了分析，水中高濃度的鈣、鎂離子是水垢形成的主要原因。對鍋爐水的軟化主要應針對這兩類離子。目前的軟化方法主要分為物理法和化學法兩大類，其中尤以物理法中的膜分離技術和化學法中的離子交換劑使用最為常見。鍋爐水的處理對節能降耗具有重要意義，因此在工業生產中，應對鍋爐水的軟化給予足夠的重視，以降低企業生產成本，達到更高的經濟和環境效應。

參考文獻

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化學硬水軟化的方法范文第5篇

水資源的利用、開發和保護是當今世界關注的熱點，也是中考考查的重點。近幾年中考關于“水”的熱點主要表現在以下幾個方面：考查同學們從微觀角度分析分子和原子的區別；水在自然界的分布、存在和用途以及水的凈化；水的污染、危害以及防治水污染的措施。

熱點一：水的組成

例1 水是一種單質還是一種化合物？試設計實驗證明你的推論。

研析： 首先，水是一種純凈物。純凈物分單質和化合物兩大類，也就是說水不是單質就是化合物。通過實驗驗證假設是科學研究的重要方法之一。解答這類實驗設計題時須明確你要證明的東西。要證明水是化合物，只要設法證明水不只含一種元素，即至少由兩種元素組成就行。

答案：設計電解水并驗證兩電極產生氣體的成分實驗。根據實驗可知，水電解以后生成了氫氣和氧氣兩種單質，而氫氣是由氫元素組成的，氧氣是由氧元素組成的，可見水是由不同種元素組成的，是化合物。

例2 關于電解水生成氫氣和氧氣，以下說法不正確的是（）。

A． 電解水是分解反應

B． 電解水時水分子被破壞

C． 水中含有氫氣和氧氣，所以才能被電解

D． 電解水變化中的最小微粒是氫原子和氧原子

研析： 化學變化的實質是分子破裂，原子重新組合成新的分子或原子直接構成物質，化學變化中的最小微粒是原子，電解水是化學變化，水是由氫、氧元素組成。

答案：C

熱點二：水的凈化

例3 右圖為自來水廠凈水過程的示意圖，請判斷凈水過程中有化學變化發生的是（）。

A. 從水庫取水

B. 通過過濾池

C. 通過活性炭吸附池

D. 投藥消毒

研析： 從水庫取水（物理變化）加絮凝劑、反應沉淀池（物理變化和化學變化）過濾池過濾（物理變化）活性炭吸附（物理變化）清水池中投藥消毒（化學變化）用戶。

答案：D

例4 小冬同學制作的簡易凈水器如右圖所示。

（1） 小卵石、石英沙和膨松棉的作用是______；活性炭的作用是______。

（2） 我認為可用______來檢驗凈化后是硬水還是軟水。

（3） 長期飲用硬水對人體健康不利，要降低水的硬度，我采取______方法。

研析： 同學們自制凈水器首先應理解凈水器的基本原理：小卵石、石英沙（過濾液體，濾去液體中不溶性物質）活性炭（濾去不溶性物質，吸附溶于水的雜質和除去臭味）膨松棉（過濾和保護活性炭）。通過蒸餾能將硬水軟化為軟水。

答案：（1） 過濾 吸附作用 （2） 肥皂水 （3） 蒸餾

熱點三：水資源的利用和保護

例5 今年春季，某省出現數年來少有的干旱，城市居民的生活用水相當緊張，部分土地甚至因為嚴重缺水而沒有耕種。針對這個事實，你有什么建議？（從開發水源、節約用水和環境保護三個方面說明）

研析： 本題是以當前普遍關注的熱點問題設計的建議型開放性試題，解題關鍵在于如何解決水資源缺乏和改善水質的問題，應從開發水資源、保護水資源等方面展開豐富的聯想，提出有關建議。