碱度与硬度的相互关系

一、水的硬度

水的硬度是指水中钙离子与镁离子的总浓度，也称全硬度或总硬度。硬度的单位有mmol/L与mg/L (CaCO3)等，其中1mmol/L=100.09mg/L(CaCO3)。除全硬度概念之外，根据水中碳酸类离子的情况，硬度可有以下分类。

①碳酸盐硬度与非碳酸盐硬度。碳酸盐硬度是指水中钙、镁的碳酸氢盐与碳酸盐之和;非碳酸盐硬度是指全硬度与碳酸盐硬度的差值，通常等于钙、镁的硫酸盐与氯化物浓度之和。

②暂时硬度与永久硬度。暂时硬度是指经长时间煮沸后水中的沉淀物质，实际上是钙、镁的碳酸氢盐，即Ca (HCO3)2与Mg (HCO)2的含量之和。永久硬度是指经长时间煮沸后水中的未沉淀物质，即钙、镁的硫酸盐、氯化物及硝酸盐等引起的硬度。由于水中的CO?2-含量很低，一般认为永久硬度与非碳酸盐硬度相等。

二、水的碱度和酸度

水的碱度是指水中所有能接受质子(H+)的物质总量。水中常见的碱度物质

包括OH^-、HCO^-、CO3^2-、NH?。及其他一些在水中能与酸(H+)进行中和反应的弱酸盐类。

水的酸度是指水中所有能接受OH^-的物质总量，这些物质可释放或水解产生H+。可以形成酸度的物质包括HCI、H+, SO4^2+,等强酸，乙酸、碳酸等弱酸，(NH4)SO4，等强酸弱碱盐以及酸式盐等。

三、碱度与硬度的关系

碱度针对阴离子，硬度针对阳离子，是两个不同的概念，没有直接的关系。但暂时硬度可将两者联系起来。

①当硬度小于碱度时，可认为水中所有的硬度离子(Ca^2+和Mg^2+)均与

HCO3^2-结合成为Ca (HCO3)2与Mg (HCO3)2，故硬度等于暂时硬度，而碱度大于暂时硬度。

②当硬度等于碱度时，水中的硬度离子与碱度离子完全以Ca (HCO3)2及Mg(HCO3)2的形式存在，既不存在过剩碱度，也不存在永久硬度，故硬度、碱度及暂时硬度三者相等。

③当硬度大于碱度时，水中的硬度离子除了与碱度离子结合为Ca (HCO3)2

及 Mg (HCO3)2之外，多余的Ca2+与Mg2+与水中的强酸性阴离子CI与SO4^2-，分别结合为CaCl2、CaSO4、MgC2、MgSO4。此时，碱度等于暂时硬度，硬度大于暂时硬度。

根据碱度与暂时硬度的关系，水还可以分成负硬水与永硬水。

①负硬水是指碱度大于硬度的水，水中存在过剩的碱度，即过剩的HCO3^-与水中Na+、K+结合成碳酸氢盐。

②永硬水是指碱度小于硬度的水，故水中存在永久硬度。

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