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【】石灰软化法是水处理中用于降低水质硬度的常用方法，但它只能有效去除碳酸盐硬度（又称“暂时硬度”），而对非碳酸盐硬度（又称“永久硬度”）基本无效。这背后的原因与水中的离子组成及石灰所引发的化学反应密切相关，其核心在于石灰（Ca(OH)₂）提供的氢氧根离子（OH⁻）无法与非碳酸盐硬度对应的阴离子形成沉淀。

1. 理解两类硬度

碳酸盐硬度： 主要由钙和镁的碳酸氢盐构成，如 Ca(HCO₃)₂ 和 Mg(HCO₃)₂。这部分硬度在加热煮沸时会分解生成碳酸钙/氢氧化镁沉淀而被去除（这也是“暂时”名称的由来）。

非碳酸盐硬度： 主要由钙和镁的硫酸盐、氯化物、硝酸盐等构成，如 CaSO₄, CaCl₂, MgSO₄, MgCl₂ 等。这部分硬度在加热煮沸时不会沉淀析出（故称“永久”）。

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2. 石灰软化的核心反应

石灰软化主要依靠投加熟石灰 Ca(OH)₂。其主要目标是：

去除碳酸盐硬度：

第一步： Mg(HCO₃)₂ + 2Ca(OH)₂ → Mg(OH)₂↓ (沉淀) + 2CaCO₃↓ (沉淀) + 2H₂O

或者更常见的是：

碳酸氢镁首先被转化为碳酸镁： Mg(HCO₃)₂ + Ca(OH)₂ → MgCO₃ + CaCO₃↓ + 2H₂O

但碳酸镁 (MgCO₃) 溶解度相对较高，需要进一步与石灰反应生成更难溶的氢氧化镁沉淀： MgCO₃ + Ca(OH)₂ → Mg(OH)₂↓ (沉淀) + CaCO₃↓ (沉淀)

关键点： 以上反应能够发生并生成沉淀，是因为石灰提供的 OH⁻ 能与 HCO₃⁻ 结合，或者与 Mg²⁺ 结合形成溶解度极低的化合物（CaCO₃ 和 Mg(OH)₂）。

与钙的碳酸氢盐反应：

Ca(HCO₃)₂ + Ca(OH)₂ → 2CaCO₃↓ (沉淀) + 2H₂O

这个反应将溶解的 Ca(HCO₃)₂ 转化为不溶的碳酸钙 (CaCO₃) 沉淀，通过沉淀过滤即可去除水中的钙离子 (Ca²⁺) 和对应的碳酸氢根 (HCO₃⁻)。

与镁的碳酸氢盐反应 (需要两步)：

去除游离二氧化碳 (CO₂)：

CO₂ + Ca(OH)₂ → CaCO₃↓ + H₂O

这步很重要，因为 CO₂ 会干扰后续的沉淀反应。

3. 为何无法去除非碳酸盐硬度？

非碳酸盐硬度对应的盐类主要是钙和镁的硫酸盐、氯化物、硝酸盐等。当向含有这些盐的水中加入石灰 Ca(OH)₂ 时：

钙的非碳酸盐硬度 (如 CaSO₄, CaCl₂)：

CaSO₄ + Ca(OH)₂ → ... 没有沉淀生成！

CaCl₂ + Ca(OH)₂ → ... 没有沉淀生成！

反应无法向右进行。因为石灰本身溶解提供的阳离子就是 Ca²⁺，而 CaSO₄ 和 CaCl₂ 中的阴离子 SO₄²⁻ 和 Cl⁻ 无法与 Ca²⁺ 或 OH⁻ 结合生成溶解度更低的沉淀物。硫酸钙 (CaSO₄) 本身溶解度就不算很低（石膏），氯化钙 (CaCl₂) 则完全可溶。加入 OH⁻ 后，溶液中只是多了一些 Ca²⁺ 和 OH⁻ 离子，原有的 CaSO₄ 或 CaCl₂ 仍然稳定存在于溶液中，钙离子的总量甚至可能因为石灰的加入而增加。

镁的非碳酸盐硬度 (如 MgSO₄, MgCl₂)：

MgSO₄ + Ca(OH)₂ → Mg(OH)₂↓ (沉淀) + CaSO₄

MgCl₂ + Ca(OH)₂ → Mg(OH)₂↓ (沉淀) + CaCl₂

镁的非碳酸盐硬度似乎可以被去除？ 从反应式看，镁离子 (Mg²⁺) 确实被转化成了氢氧化镁 (Mg(OH)₂) 沉淀而去除。但是！

这个反应虽然去除了镁离子 (Mg²⁺)，但同时生成了等量的钙的硫酸盐或氯化物 (CaSO₄ 或 CaCl₂)。这些新生成的 CaSO₄ 或 CaCl₂ 正是钙的非碳酸盐硬度。

因此，总的非碳酸盐硬度（以 CaCO₃ 计）并未降低。水中只是用一种硬度离子（Mg²⁺）置换了另一种硬度离子（Ca²⁺），而钙的非碳酸盐硬度依然存在。

4. 总结

石灰软化去除碳酸盐硬度的本质是利用 OH⁻ 与 HCO₃⁻ 反应生成 CO₃²⁻，或者直接与 Mg²⁺ 反应，形成溶解度极低的 CaCO₃ 和 Mg(OH)₂ 沉淀。

对于非碳酸盐硬度：

钙的非碳酸盐硬度： 加入石灰（Ca(OH)₂）无法引入能与之形成沉淀的阴离子（如 CO₃²⁻）。石灰中的 OH⁻ 对 SO₄²⁻、Cl⁻、NO₃⁻ 等阴离子无效。反应无法发生，硬度无法去除。

镁的非碳酸盐硬度： 虽然可以通过生成 Mg(OH)₂ 沉淀去除 Mg²⁺，但同时等量地产生了钙的非碳酸盐硬度。净效果是水中总硬度（以 CaCO₃ 计）不变，只是硬度成分发生了转化（Mg 硬度 → Ca 硬度）。苏州皙全皙全纯水设备公司可根据客户要求制作各种流量的纯水设备，去离子水设备，超纯水设备及软水处理设备。，。