Nước cứng có 2 loại là nước cứng tạm thời và nước cứng vĩnh cửu. Vậy nước cứng tạm thời là gì? và nước cứng vĩnh cửu là gì?
Nội dung chính
Nước cứng tạm thời và nước cứng vĩnh cửu là gì?
Nước cứng là gì
Nước cứng là: Trong nước có mặt các muối, chủ yếu là các muối canxi và muối magie, nước cứng không được gọi là nước ô nhiễm vì không gây hại cho sức khỏe con người. Nhưng độ cứng của nước lại có ảnh hưởng lớn đến sản xuất công nghiệp như đóng cặn trong nồi hơi tạo kết tủa với các ion Ca2+, Mg2+, pha chè không ngấm, làm giảm tác dụng của chất tạo bọt trong xà phòng.
Độ cứng được phân biệt như sau:
Độ cứng tạm thời: Do muối hydrocacbonat (HCO–) của canxi và magie tạo nên, khi đun sôi độ cứng tạm thời sẽ biến mất do tạo kết tủa CaCO3 và MgCO3.
Độ cứng vĩnh cửu: Do các muối sunfat (SO42-) , clorua (Cl– ) của canxi (Ca2+) và magie (Mg2+) tạo nên. Ngoài ra một số các cation kim loại khác nhau như: Al3+, Fe3+ cũng làm tăng độ cứng của nước.
Nước cứng tạm thời khi đun sôi nước xuất hiện lượng cặn bẩn trắng bám ở thành bình. Đối với nước cứng vĩnh cửu chúng ta không thể dễ dàng nhận biết được vì khi ở nhiệt độ càng cao độ hòa tan của chúng trong nước sẽ tăng và sẽ khó nhận biết.
Phương pháp làm mềm nước cứng
Có 3 phương pháp hay dùng để làm mềm nước cứng là:
- Phương pháp nhiệt.
- Phương pháp hóa học
- Phương pháp trao đổi ion.
Phương pháp nhiệt
Xử lý nước cứng bằng phương pháp nhiệt
– Đun sôi nước là phương pháp phổ biến được rất nhiều hộ gia đình sử dụng. Dưới tác động của nhiệt, nước cứng tạm thời sẽ được làm mềm bởi phản ứng hóa học.
+ Ca(HCO3)2 => CaCO3 + H2O + CO2
+ Mg(HCO3)2 => MgCO3 + H2O + CO2
Cũng trong quá trình này, khí CO2 được giải phóng, muối không tan CaCO3 và MgCO3 tạo kết tủa lắng cặn dưới đáy ấm, làm giảm quá trình truyền nhiệt của thiết bị đun, gây hư hại cho thiết bị.
– Đối với nước cứng vĩnh cửu khi đun nóng sẽ không làm mất tính cứng của nước. Còn nước cứng toàn phần khi đun nóng sẽ làm giảm tính cứng của nước.
Phương pháp hóa học
– Đối với mọi loại nước cứng ta dùng Na2CO3 hoặc Na3PO4 để làm mềm nước cứng
M2+ + CO32- → MCO3↓
2M2+ + 2PO43- → M3(PO4)2↓
– Đối với nước cứng tạm thời, ngoài phương pháp dùng Na2CO3 hoặc Na3PO4, ta có thể dùng thêm NaOH, hoặc Ca(OH)2 vừa đủ hoặc đun nóng
+ Dùng NaOH vừa đủ
Ca(HCO3)2 + 2NaOH → CaCO3↓ + Na2CO3 + 2H2O
Mg(HCO3)2 + 2NaOH → MgCO3↓ + Na2CO3 + 2H2O
+ Dùng Ca(OH)2 vừa đủ
Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 → 2CaCO3↓ + 2H2O
Mg(HCO3)2 + Ca(OH)2 → MgCO3↓ + CaCO3 + 2H2O
Phương pháp trao đổi ion
Xử lý nước cứng bằng các hạt cation
Nguyên lý hoạt động của phương pháp trao đổi ion là sử dụng hạt nhựa trao đổi ion để thay thế các ion tự do có hại trong nước. Các muối Natri và Kali (K) vô hại, có khả năng tan hoàn toàn trong nước được sử dụng để thay thế Canxi, Magie. Phản ứng trao đổi ion tách ion Ca2+, Mg2+ trong nước và hoán vị với Na+, K+ trong hạt nhựa giúp làm mềm nguồn nước mà vẫn đảm bảo lượng muối khoáng cần thiết. Phương pháp trao đổi ion là phương pháp hay được sử dụng nhiều nhất bởi phương pháp này tiện dụng, tối ưu với chi phí rẻ kể cả chi phí đầu tư ban đầu và chi phí vận hành, tuổi thọ cao, dễ áp dụng.
>>> Xem thêm: Hạt cation là gì? Tác dụng của hạt cation trong xử lý nước cứng