碱度与硬度的关系

碱度：〖↑〗把天然水经处理过的水的PH降低到相应于纯CO2水溶液的PH值所必须中和的水中强碱物种的总含量。按这个定义，碱度由强酸（盐酸或硫酸）滴定至终点，单位为ep/L.硬度：〖↑〗通常说的总硬度指水中Ca2+,Mg2+的总量，这是因为其他离子的总含量远小于二者的含量，因此不予考虑。只有在其他量子含量很高时才考虑，其对硬度的影响。水中的阳离子（除H+外）一般也碳酸盐，重碳酸盐，硫酸盐及氯化物等形式存在。硬度可以分为暂时硬度，永久硬度个负硬度等类型。暂时硬度：〖↑〗又称碳酸盐硬度，指水中钙，镁的碳酸盐的含量，因天然水中碳酸盐含量很低，只有在碱性水中才存在碳酸盐。故暂时硬度一般是指水中重碳酸盐的含量，水在煮沸时其中的重碳酸盐分解出碳酸盐沉淀。常用的硬度单位是毫摩尔/升（mmol/L）永久硬度：〖↑〗又称非碳酸盐硬度，主要指水中钙，镁的氯化物.硫酸盐的含量，之外尚有少量的钙.镁硝酸盐.硅酸盐等盐类，在常压9体积不变）情况下加热，这些盐类不会析出沉淀。常用的硬度单位是毫摩尔/升（mmol/L）负硬度：指水中钾.纳的碳酸盐.重碳酸盐及氢氧化物的含量，又称为纳盐硬度。当水的总碱度大于总硬度时，就回出现负硬度。负硬度可以消除水的永久硬度，负硬度不能与永久硬度共存。常用的硬度单位是毫摩尔/升（mmol/L）碱度和硬度是水的重要参数，二者之间的关系有以下三种情况：（1）总碱度〈总硬度，此时，水中有永久硬度和暂时硬度，无钠盐（负）硬度，则：总硬度—总碱度=永久硬度总碱度=暂时硬度（2）总碱度〉总硬度，水中无永久硬度，而存在暂时硬度和钠盐硬度，则：总硬度=暂时硬度总碱度—总硬度=钠盐硬度（负硬度）（3）总碱度=总硬度，水中没有永久硬度和钠盐硬度，只有暂时硬度，则：总硬度=总碱度=暂时硬度碱度和硬度的关系水中的硬度的大小与碱度的大小之比,能判别是碱性水或非碱性水。当碱度大于硬度，（A＞H）即［HCO3-］＞［1/2Ca2+］+［1/2Mg2+］,是碱性水。水中的钙、镁离子都形成碳酸氢盐，没有非碳酸盐硬度，水中还有钠离子和钾离子的碳酸氢盐，这个碳酸氢盐量称为过剩碱度，即“负硬”。当硬度大于碱度，（H＞A）此时水中有非碳酸盐硬度存在，是非碱性水。它们可分为钙硬水和镁硬水。钙硬水［1/2Ca2+］＞［HCO3-］,水中有钙的非碳酸盐硬度而没有镁的碳酸盐硬度。镁硬水［1/2Ca2+］＜［HCO3-］，水中有镁的碳酸盐硬度，而没有钙的非碳酸盐硬度碱度与硬度的关系：a．总碱度＞总硬度此时，永硬为0总碱度－总硬度=负硬度此时，水呈碱性（pH＞7）；b．总碱度=总硬度此时，总碱度=暂时硬度；c．总碱度＜总硬度此时，总硬度－总碱度=永硬pH值与碱度的关系：碱度相同的水（或溶液），其pH值不一定相同。反之，pH值相同的水（或溶液），其碱度也不一定相同。原因是pH值直接反映水中H+或OH-的含量，而碱度除包括OH-外，还包括CO3-2、HCO3-等碱性物质的含量。如：碱度0.1mmol/L的NaOH液，pH=13碱度0.1mmol/L的NaHCO3液，pH=8.3碱度0.1mmol/L的NH3-H2O液，pH=11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-。简而言之：碱度是水介质与氢离子反应的定量能力，通过用强酸标准溶液将一定体积的水样滴定至某一pH值而定量确定。测定结果用相当于碳酸钙的质量溶液，mg／L为单位表示。