水垢是如何形成的
水垢是一種在水壺和鍋爐以及保養(yǎng)不好的熱水中央加熱系統(tǒng)內壁中堅硬的,灰白色或黃白色的白堊沉積物。下面由學習啦小編為你詳細介紹水垢的相關知識。
水垢是如何形成床的:
水垢形成
含有鈣(Ca)鎂(Mg)鹽類等礦物質的水叫做“硬水”。河水、湖水、井水和泉水都是硬水。自來水是河水、湖水或者井水經過沉降,除去泥沙,消毒殺菌后得到的,也是硬水。
剛下的雨雪,水里不含礦物質,是“軟水”。水燒開后,一部分水蒸發(fā)了,本來不好溶解的硫酸鈣(CaSO4,石膏就是含結晶水的硫酸鈣)沉淀下來。原來溶解的碳酸氫鈣(Ca(HCO3)2)和碳酸氫鎂(Mg(HCO3)2),在沸騰的水里分解,放出二氧化碳(CO2),變成難溶解的碳酸鈣(CaCO3)和氫氧化鎂(Mg(OH)2)也沉淀下來,有時也會生成MgCO3。這樣就形成了水垢。
用硬水洗衣服的時候,水里的鈣鎂離子和肥皂結合,生成了脂肪酸鈣和脂肪酸鎂的絮狀沉淀,這就是“豆腐渣”的來歷。在硬水里洗衣服,浪費肥皂。水壺里長了水垢,不容易傳熱,浪費燃料。這些對于一個家庭來說,浪費還不算嚴重。
對于工廠來說,問題就大啦。工廠供暖供汽用的大鍋爐,有的每小時要送出好幾噸蒸汽,相當于燒干幾噸水。據(jù)試驗,一噸河水里大約有1.6公斤礦物質;而一噸井水里的礦物質高達30公斤左右。一天輸送幾十噸蒸汽,硬水在鍋爐內壁沉積出的水垢數(shù)量,又該多么驚人!大鍋爐里結了水垢,好比鍋爐壁的鋼板和水之間筑起一座隔熱的石墻。鍋爐鋼板挨不著水,爐膛的火一個勁地把鋼板燒得通紅。這時候,如果水垢出現(xiàn)裂縫,水立即滲漏到高溫的鋼板上,急劇蒸發(fā),造成鍋爐內壓力猛增,就要發(fā)生爆炸。
鍋爐爆炸的威力,不亞于一顆重磅炸彈!可見水垢的危害,決不能等閑視之!因此,在工廠里,往往在水里加入適量的碳酸鈉(俗名蘇打),使水中的鈣鎂鹽類變成沉淀除去,水就變成了軟水。使硬水通過離子交換樹脂,也能除去其中的礦物質,得到軟水。
家里的水壺、暖水瓶里長了水垢,怎么清除干凈呢?小心地將水壺燒到剛剛要干,立即浸到涼水里。這一熱一冷,由于鋁和水垢熱脹冷縮的程度不同,水垢就會碎裂,從壺壁上籟籟落下。水垢的主要成分是碳酸鈣、氫氧化鎂,它們可以和酸起化學變化。根據(jù)這個道理,在水壺里倒些食醋(主要成分CH3COOH,有機酸-醋酸),在火上溫熱一下,只見水垢上放出密密麻麻的小氣泡,水垢便粉碎了。用稀鹽酸(HCl,一種強酸)也能除水垢。稀鹽酸“消化”碳酸鈣的能力比食醋強,不過,操作起來要十分小心,別讓鹽酸把手也腐蝕壞了。要知道,鹽酸和鋁(Al)很容易起反應。如果是搪瓷水壺,搪瓷又未脫落,用稀鹽酸除水垢當然好。暖水瓶里的水垢這樣除去,更沒問題了。
硬垢軟垢
水垢根據(jù)其形成原因和成形狀態(tài)的不同大致可分為硬垢和軟垢兩種。當水中含有碳酸鹽膠體、細菌和有機物等雜質時,碳酸鹽類似于水泥沙漿中的沙石,而膠體、細菌和有機物等則相當于水泥沙漿中的水泥,當水中膠體、細菌和有機物等粘性物質和碳酸鹽共同作用,在高溫煮沸條件下則形成了和容器(或管道表面)粘附在一起的硬垢。而一旦膠體、細菌和有機物等粘性物質被去除(如通過超濾濾除)后,即使水中鈣、鎂離子和碳酸根離子濃度很高,也進行成潔白而松散的容易去除的碳酸鹽軟垢,而不會產生硬垢。
組成:水垢的組成一般比較復雜,是由許多化合物組成的。一般用質量分數(shù)表示水垢的化學成分。
分類:水垢按其主要化學成分分成:鈣鎂水垢、硅垢、磷酸鹽垢、鐵垢和銅垢等。
水垢危害
硬垢通常膠結于容器或管道表面。首先,硬垢導熱性很差,會導致受熱面?zhèn)鳠崆闆r惡化,從而浪費燃料或電力。其次,硬垢如果膠結于熱水器或鍋爐內壁,還會由于熱脹冷縮和受力不均,極大的增加熱水器和鍋爐爆裂甚至爆炸的危險性。其次,硬垢膠結時,也常常會附著大量重金屬離子,如果該容器用于盛裝飲用水,會有重金屬離子過多溶于飲水的風險。因此,硬垢的危害是顯而易見的。
水垢碎片能導致腎結石、尿道結石發(fā)病率的提高,增加人體消化系統(tǒng)、泌尿系統(tǒng)的疾病的發(fā)病幾率。