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9、如何根据硬度和碱度的关系了解水质？ 天然水中的硬度主要是指Ca2+、Mg2+等金属离子，水中的碱度主要是指碳酸氢盐碱度HCO3-。而水中主要存在的离子有Ca2+、Mg2+、Na+、K+和HCO3-、SO42-、Cl-等。水中的硬度与硬度之间的关系分为三种情况。 （1） 碱度>硬度（以mol/L计）HCO3->（Ca2+、Mg2+水中的硬度（Ca2+、Mg2+）都变成为碳酸氢盐，并同时还有Na+、K+的碳酸氢盐，但没有非碳酸盐硬度在。此时，碱度减去硬度所得的差值等于Na+、K+的碳酸氢盐。这部分多出的Na+、K+的碳酸氢盐碱度即所谓过剩碱度亦称为负硬度。 （2） 碱度=硬度（以mol/L计）即HCO3-=（Ca2+、Mg2+）此时只有Ca2+、Mg2+的硬度及其碳酸氢盐碱度，既无非碳酸盐硬度，亦无Na+、K+的碳酸氢盐。 （3） 碱度<硬度（以mol/L计）即HCO3-<（Ca2+、Mg2+）。此时又有两种情况，一是Ca2+>HCO3-的钙硬水，此时水中有非碳酸盐硬度CaSO4、MgSO4的存在，但没有镁的碳酸盐硬度Mg（HCO3）2。另一种情况是Mg2+>HCO3-的镁硬水，水中有镁的碳酸盐硬度Mg（HCO3）2的存在，但没有钙的非碳酸盐硬度存在，而有镁的非碳酸盐硬度MgSO4的存在。但上述两种情况，无论是哪种，水中都有非碳酸盐的硬度存在，而没有Na+、K+的碳酸氢盐存在。 10、水中各种碱度的相互关系如何？ 水中的碱度是用盐酸中和的方法来测定的。在滴定水的碱度时采用两种指示剂来指示滴定的终点。用酚酞作指示剂时，滴定的终点为pH8.2～8.4，称为酚酞碱度或P碱度。此时，水中的氢氧化物全部被中和，碳酸盐转化为碳酸氢盐，就是碳酸盐被中和了一半。即P碱度=CO32--全部OH-。 用甲基橙作指示剂时，滴定的终点pH为4.3～4.5，称为甲基橙碱度或M碱度。此时，水中的氢氧化物、碳酸盐及碳酸氢盐全部被中和，所测得的水中各种弱酸盐类的总和，因此又称为总碱度。 即M碱度=全部HCO3-全部CO32-全部OH-。如果水中单独存在OH-碱度，水的pH>11.0；水中同时存在OH-、CO32-时，pH9.4～11.0；如水中只有CO32-存在时，pH=9.4；当CO32-、HCO3-共同存在时，pH8.3～9.4；单一的HCO3-存在时，pH=8.3；但pH<8.3时，水中碱度也只有HCO3-存在，此时的pH值变化只与HCO3-和游离的CO2含量有关。 11、什么是水的碱度？水中的碱度有哪几种形式存在？ 水的碱度是指水中能够接受H离子与强酸进行中和反应的物质含量。水中产生碱度的物质主要由碳酸盐产生的碳酸盐碱度和碳酸氢盐产生的碳酸氢盐碱度，以及由氢氧化物存在和强碱弱酸盐水解而产生的氢氧化物碱度。 所以，碱度是表示水中CO32-、HCO3-、OH-及其他一些弱酸盐类的总和。这些盐类的水溶液都呈碱性，可以用酸来中和。然而，在天然水中，碱度主要是由HCO3-的盐类所组成。 可认为：总碱度M=[HCO3-]2[CO32-][OH-]-[H]当pH值大于7.0时，[H]可略去，故，M=c（Bx-）=[HCO3-][2CO32-][OH-]mol/L形成水中碱度的物质碳酸盐和碳酸氢盐可以共存，碳酸盐和氢氧化物也可以共存。 然而，碳酸氢盐与氢氧化物不能同时存在，它们在水中能起如下反应：HCO3-OH-==CO32-H2O由此可见，碳酸盐、碳酸氢盐、氢氧化物可以在水中单独存在，除此之外，还有两种碱度的组合，所以，水中的碱度有五种形式存在，即：（1）碳酸氢盐碱度HCO3-；（2）碳酸盐碱度CO32-；（3）氢氧化物碱度OH-；（4）碳酸氢盐和碳酸盐碱度HCO3-CO32-；（5）碳酸盐和氢氧化物碱度CO32-OH-。 12、硬水对工业生产有什么危害？ 硬水作为工业生产用的冷却水，会使换热器结水垢，严重的不仅会阻碍水流通道，使热交换效果大大降低，影响生产的顺利进行，甚至被迫停产。结垢还会产生垢下腐蚀，会使换热器穿孔而损坏，不仅物料漏损，而且增加设备投资费用，浪费钢材。 硬水用于洗涤，也往往影响产品质量，如纺织印染会造成织物的斑点，不仅影响美观，而且影响强度。硬水作为锅炉用水，在锅内加热后，经过蒸发浓缩过程，使锅炉受热面结水垢，而水垢的导热性能差。水垢的导热性能只有钢材的几百分之一。在锅炉内结垢之后，如果仍要达到无水垢时同样的炉水温度，势必要提高受热面的壁温，例如1.01Mpa（10atm）的锅炉，壁温为280℃，当硅酸盐水垢达1mm厚时，要达到同样的炉水温度，壁温要提高到680℃，此时钢板的强度自3.92Mpa（40kgf/cm2）降至0.98Mpa（10kgf/cm2），严重的会引起爆裂事故。金属温度升高还会使金属伸长，1m长的钢板，每升高100℃，伸长1.2mm，增加材料应力，导致损坏。 此外，结垢之后，使受热面的传热情况变坏，燃烧热也不能很好地传给水，降低了锅炉的热效率，从而白白浪费燃料，如结有1.5mm厚硫酸盐水垢，就要浪费燃料10%以上，并使锅炉的出力大为降低。结水垢之后，还得经常清洗，不仅影响生产，且而降低锅炉使用寿命，还要耗费人力物力。因此，硬水对工业生产的危害很大，根据产品或设备对水质的要求，对硬水进行软化、除盐或其他有效的水处理。 13、硬度的单位是如何表示的？ 硬度的常用单位是mmol/L或mg/L。过去常用的当量浓度N现已停用。换算时，1N=0.5mol/L。由于硬度并非是由单一的金属离子或盐类形成的，因此，为了有一个统一的比较标准，有必要换算为另一种盐类。 通常用CaO或者是CaCO3的质量浓度来表示。当硬度为0.5mmol/L时，等于28mg/L的CaO，或等于50mg/L的CaCO3。此外，各国也有的用德国度、法国度来表示硬度。1德国度等于10mg/L的CaO，1法国度等于10mg/L的CaCO3。0.5mmol/L相当于2.8德国度、5.0法国度。 14、什么是水的总固体、溶解固体和悬浮固体？ 水中除了溶解气体之外的一切杂质称为固体。而水中的固体又可分为溶解固体和悬浮固体。这二者的总和即称为水的总固体。 溶解固体是指水经过过滤之后，那些仍然溶于水中的各种无机盐类、有机物等。 悬浮固体是指那些能过滤掉的不溶于水中的泥砂、黏土、有机物、微生物等悬浮物质。总固体的测定是蒸干水分再称重得到的。因此选定蒸干时的温度有很大的关系，一般规定控制在105～110℃。 15、为什么有的水会有臭味？ 清净的水是无臭、无味、无色透明的液体。但被污染的水体，常会使人感觉有不正常的气体。用鼻闻到的称为鼻，用口尝到的称为味。水的臭味主要来源有：（1） 水中的水生动物、植物或微生物的繁殖和腐烂而发出的臭味；（2） 水中有机物质的分解而散发的臭味；（3） 水中溶解气体如SO2、H2S及NH3的臭味；（4） 溶解盐类或泥土的气味；（5） 排入水体的工业废水所含杂质如石油、酚类等的臭味；（6） 消毒水过程中加入氯气等的气味。由于上述的各种原因，所以有的水会有臭味。 例如湖泊、沼泽水中因水藻繁殖或有机物过多而带有鱼腥气味及霉烂气味；浑浊的河水常有泥土气味或涩味；温泉水常带有硫磺气味；地下水有时会有硫化氢味；含氧量较多的水、含硫酸钙量多的水、有机物多的水或含NO2-高的水，常有不正常的甜味；水中含有氯化钠而带有咸味；水中含有硫酸镁，硫酸镁带有苦味；含铁水带有涩味；生活污水及工业废水的气味更是多种多样。 16、水中的主要阴、阳离子对水质有些什么影响？ 水中主要的阴离子有Cl-、SO42-、HCO3-、CO32-、OH-等，其中HCO3-、CO32-、OH-在水中常与阳离子K+、Na+、Ca2+、Mg2+等组成硬度和碱度，它们之间的量的变化要影响水的pH值变化，从这一变化可以知道水的属性是腐蚀型的或是结垢型的。因此，它们是影响水的性质的主要离子。 Cl-是水中常见的阴离子，是引起水质腐蚀性的催化剂，能强烈地推动和促进金属表面电子的交换反应，特别是对水系统的不锈钢材料，应力集中处（如热应力、震荡应力等），会引起Cl-的富集，加速电化学腐蚀过程。 SO42-也是水中较为普遍存在的腐蚀性阴离子，使水的电导率上升，同时又能与阳离子Ca2+等生成CaSO4沉淀而结垢，它又不是水中硫酸盐还原菌的营养源。 水中主要的阳离子有K+、Na+、Ca2+、Mg2+和Fe3+、Mn2+等，其中Na+是水中常见的阳离子，K+、Na+的存在使水的电导率上升，增加了水的不稳定倾向；其中Ca2+、Mg2+是组成水中硬度的主要离子，在一定的条件下，常在受热设备的表面结垢，影响传热效果。Fe3+、Mn2+很易生成Fe（OH）3、Mn（OH）2的沉淀形成水垢，从而产生垢下腐蚀，又是铁细菌生长的促进剂。
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