硬水軟水

硬水軟水，是指對水質的區分，給人體帶來健康的需求。

硬水
【注音】：yìng shuǐ
所謂"硬水"是指水中所溶的礦物質成分多，尤其是鈣和鎂。硬水並不對健康造成直接危害，但是會給生活帶來很多麻煩，比如用水器具上結水垢、肥皂和清潔劑的洗滌效率減低等。
水是一種很好的溶劑，能有效去除污物雜質。純水--無色、無味、無臭，被稱作是"通用溶劑"。當水和二氧化碳結合生成微量的碳酸時，水的溶解效果更好。當水流過土地和岩石時，它會溶解少量的礦物質成分，鈣和鎂就是其中最常見的兩種成分，也就是它們使水質變硬。水中含鈣、鎂等礦物質成分越多，水的硬度越大。
在英國一般用以下指數表示水硬度：
硬度範圍 軟 輕硬度 中硬度 高硬度 超強硬度
所溶礦物質（毫克/升水） 0 - 17.1 17.1 - 60 60 - 120 120 – 180 180 & 以上
所謂硬水，就是含有大量鈣鹽和鎂鹽離子的水。這種水在家庭使用時，不能使肥皂產生泡沫，還會在所洗滌的衣物上沉澱一層水垢；在燒開水時會在壺底和熱水瓶底部漸漸地結上一層堅硬的白色水垢。如果這種硬水使用在鍋爐或蒸汽機車上，會在鍋爐底部和管道壁上形成一層硫酸鈣或二氧化矽的“硬垢”，或一層碳酸鈣的軟垢，因而使管壁過熱變形，導致鍋爐和管道發生爆炸的危險。這是很令人討厭和十分可怕的。
當然，水中的鐵鹽和錳鹽離子也是使水變硬的原因之一。含有此離子的水會把肥皂沉澱出來的水垢在織物上產生鏽斑，若再漂白卻使污斑變得更糟。這種水用來泡茶時，茶水面上會顯出一層“水皮”，且茶的清香味兒也不翼而飛。水中的鎂的硬度會使水帶有腐蝕性和明顯的酸性，還會有一種會刺激眼睛的金屬味。鎂鹽是一種輕瀉劑。但是鎂離子僅僅使人討厭，而不會威脅人的健康。
儘管一定硬度的水，能降低金屬的毒性及心血管病的發生率，但是，居民飲用的水還需進行軟化處理，以免讓硬水帶來不良後果。
硬水變為軟水，最簡單的辦法是在盛水的容器中加入足量的熟石灰(即是氫氧化鈣)，水中的鎂鹽以氫氧化鎂的形式沉澱出來，然後再加入足量的蘇打(不純的碳酸鈉)，使所有的鈣以碳酸鈣(包括已加入的熟石灰)的形式沉澱出來。經過兩次處理的混合沉澱物便慢慢地沉澱到容器的底部(容器的底部最好呈圓錐形狀，以便清除沉澱物)。這樣，容器上部則是清潔的飲水了。
實際上，用石灰和蘇打處理水並不能使水淨化，只是把水中的鈣離子和鎂離子換成了鈉離子。因此，對這種處理後的水，應加入一點稀硫酸，使水的PH值為6.5左右，促其穩定。
硬水的軟化
1．沉澱法：用石灰、純鹼處理，使水中Ca2+、Mg2+生成沉澱析出，過濾後即得軟水，其中的錳、鐵等離子也可除去。
2．軟水劑
（1）Na3PO4： 3CaSO4+2Na3PO4→Ca3(PO)4↓+3Na2SO4
（2）六偏磷酸鈉： Na4[Na2(P03)6]+Ca2+→Na4[Ca(P03)6]+2Na+
（3）胺的醋酸衍生物（EDTA）：與Ca2+、Fe2+、Cu2+等離子生成螯合物
3.離子交換法：
（1）原理：用無機or有機物組成一混合凝膠，形成交換劑核，四周包圍兩層不同
電荷的雙電層，水通過後可發生離子交換。
陽離子交換劑：含H+、Na+固體與Ca+、、、、、、、、Mg2+離子交換
陰離子交換劑：含鹼性基因，能與水中陰離子交換
（2）常用交換劑：
a.泡沸石：水化矽酸鈉鋁
Na2O·Z+Ca(HCO3)2→CaO·Z+2NaHCO3
Na2O·Z+CaSO4→CaO·Z+Na2SO4
b.磺化煤：
2Na(K)+CaSO4→Ca(K)2+Na2SO4
2H(K)+CaSO4→Ca(K)2+Na2SO4
c.離子交換樹脂
4．電滲析法：
用直流電源作動力，使水中的離子選擇性地透過樹脂交換膜而獲得軟水。
5．磁化法：
使水流過一個磁場，鈣、鎂鹽類分子間引力減小，不易產生堅硬水垢
水的硬度是由什麼引起的：
水的硬度是由碳酸氫鈣或碳酸氫鎂引起的，這種硬度叫作暫時硬度。這種水經過煮沸以後，水裡所含的碳酸氫鈣就分解成不溶於水的碳酸鈣，水裡所含的碳酸氫鎂就生成難溶於水的碳酸鎂沉澱。這些沉澱物析出，水的硬度就可以降低，從而使硬度較高的水得到軟化。
水的硬度是由鈣和鎂的硫酸鹽或氯化物引起的，這種硬度就叫作永久硬度。永久硬度不能用加熱的方法軟化。天然水大多同時具有暫時硬度和永久硬度，因此，一般所說水的硬度是指上述兩種硬度的總和。
軟水
什麼是軟水
含或含較少可溶性鈣、鎂化合物的水叫做軟水（soft water）。軟水不易與肥皂產生浮渣，而硬水相反。天然軟水一般指江水、河水、湖(淡水湖)水。經軟化處理的硬水指鈣鹽和鎂鹽含量降為 1.0～50 毫克／升後得到的軟化水。雖然煮沸就可以將暫時硬水變為軟水，但在工業上若採用此法來處理大量用水，則是極不經濟的。
作用
水可將肌膚細胞內的污物徹底清除，延緩皮膚衰老，使清洗後的皮膚無緊繃感，光澤細膩。由於軟水中含有豐富的有機礦物質，具有較強的去污力，只需少量的卸妝膏，就可取得100%的卸妝效果，因此軟水是愛美人士的必需品。軟水用於經常性的飲用和沐浴，可幫您解除皮膚乾燥、皮癬、皮屑苦惱，恢復正常的彈性皮膚。皮膚炎症，是由於肥皂、洗滌劑、摩擦、木材、皮革、刺激性佐料細菌、乾燥空氣等作用下產生的，發生濕疹或手足裂紋時，若常用軟水清洗，就可驅除濕疹，癒合裂紋，還您柔軟、富有光澤的手、足。
軟水還可以有效抑制真菌。發生皮外傷、凍傷、燒傷之類意外時，先用軟水洗淨患處後，並以軟水浸濕脫脂棉、紗布、毛巾等，輕擦患部，可快速癒合傷口，並且使燒傷引起的浮腫馬上消失，這是由於軟水具有促進細胞組織再生的作用。經常使用軟水洗頭可使髮絲輕柔、飄逸，去屑止癢，不枯不澀，髮型自然光澤。
家居使用軟水的益處 ：
廚房：餐具、瓷器光潔如新，絕無水漬痕跡；減少使用洗滌用品53%，大大利於環保，廚房清潔時間減少50%。
衛生：馬桶、水槽、浴缸不再發黃生垢，產生異味，淋浴噴頭的小孔不再有白色水垢，水流暢通無阻。
洗衣：衣物柔軟、潔淨、色澤如新，衣物纖維增加33％洗滌次數，減少洗衣粉55％使用量，減少洗衣機等用水設備由於使用硬
水而導致的維修問題。
設備：壁掛爐或熱水器的維修次數大大減少，熱水器壽命延長一倍以上，熱水器煤氣及用電費用減少29％～32％，家庭內牆中安裝的水管不結垢、不阻塞。
鑑別
鑑別硬水和軟水的方法：
方法1：取一杯熱水，把肥皂切碎投入其中，肥皂能完全溶解，冷卻後成為一種半透明液體（肥皂較多則成凍），即為軟水;若冷卻後水面有一層未溶解的白沫則為硬水。白沫越多，水的硬度越大。
方法2：還可以用燒杯加熱，在杯壁留下較多水垢的是硬水。因為硬水是含有較多的可溶性鈣，鎂物質的水，加熱後，這些可溶性的鈣鎂物質轉化成不可溶性的物質，沉澱雜質多的是硬水，雜質越多，水的硬度越大。
軟化水的方法
軟化水的方法有：
①石灰 -蘇打法 。先測定水的硬度，然後加入定量的氫氧化鈣和碳酸鈉，硬水中的鈣、鎂離子便沉澱析出。
Ca(HCO3)2＋Ca(OH)2=2CaCO3↓＋2H2O
②磷酸鹽軟水法。對於鍋爐用水，可以加入亞磷酸鈉（NaPO3)作為軟水劑，它與鈣、鎂離子形成絡合物，在水煮沸時鈣、鎂不會以沉澱形式析出，從而不會形成水垢。此法不適合於飲用水的軟化。
Mg(HCO3)2＋2Ca(OH)2=Mg(OH)2↓＋2CaCO3↓＋2H2O
③離子交換法。沸石和離子交換劑雖然都不溶於水，但其中的鈉離子和氫離子可與硬水中的鈣、鎂離子發生交換反應，使鈣、鎂離子被沸石、人造沸石、離子交換劑吸附而被除去。長期使用後失效的沸石和離子交換劑可以通過再生而重複使用，故此法是既經濟又先進的軟水法。
CaSO4＋Na2CO3=CaCO3↓＋Na2SO4
特別注意：工業上處理的軟化水人們不可飲用，因為成本問題，一般工業軟化水處理是用鈉離子置換出鈣、鎂離子，人們如果長期飲用含高鈉鹽的水，容易得心腦血管疾病。例如：高血壓、腦血栓等。