O que são dureza e alcalinidade da água? Qual é a relação entre eles?

Ao projetar um sistema de amaciamento de água, a dureza (YD) e a alcalinidade (JD) da água são dois parâmetros comuns e importantes, o que eles significam? E qual a relação entre eles?

Dureza (YD)

A dureza geralmente se refere ao teor de íons de cálcio e magnésio (Ca2+, Mg2+) na água, que é um importante indicador técnico para medir se caldeiras e outros equipamentos de aquecimento são fáceis de causar incrustações, o principal papel dos amaciadores de água é remover ou reduzir os íons de cálcio e magnésio na água.

Normalmente, a água que contém dureza é chamada de água dura, e a água com dureza removida é chamada de água amolecida ou água mole.

Os íons de cálcio e magnésio são os principais cátions da água natural, que existem em quase toda a água natural, geralmente as pessoas chamam o conteúdo total de dureza de cálcio e dureza de magnésio na água “Dureza total”, onde a dureza de cálcio inclui: bicarbonato de cálcio, carbonato de cálcio, sulfato de cálcio, cloreto de cálcio, etc.; dureza de magnésio inclui: bicarbonato de magnésio, carbonato de magnésio, sulfato de magnésio, cloreto de magnésio, etc.

Além disso, a dureza também pode ser dividida em duas categorias de dureza carbonatada e dureza não carbonatada, de acordo com o tipo de ânion que a compõe.

1. Dureza de carbonato

A concentração de sais compostos de íons cálcio e magnésio e bicarbonato ou carbonato na água é chamada de dureza carbonatada. A dureza do carbonato na água natural é geralmente dominada pelo bicarbonato, portanto a água natural é neutra.

A dureza do carbonato em água de alta temperatura ocorrerá na seguinte reação de decomposição e gerará precipitação, se a precipitação na precipitação da superfície aquecida formar incrustações, se a precipitação na água da panela for formada escória, a escória pode ser removida pela drenagem da caldeira, mas se a drenagem não for oportuna, a escória também será transformada em incrustação.

Ca(HCO₃)₂→ CaCO₃↓＋H₂O＋CO₂↑

Mg(HCO₃)₂ →MgCO₃↓＋H₂O＋CO₂↑

MgCO₃＋H₂O →Mg(OH)₂↓＋CO₂↑

1. Dureza não carbonatada

Dureza não carbonatada refere-se à água além de carbonato, cálcio, íons de magnésio e outros ânions (como sulfato, íons de cloreto, silicato, etc.) compostos de teor de sal.

Contendo a dureza da água sem carbonato na caldeira, com a concentração de evaporação da caldeira, a concentração de íons está aumentando, e o sulfato e o silicato de cálcio e outros produtos de solubilidade e solubilidade na água serão reduzidos com o aumento da temperatura, quando a concentração do produto iônico é maior do que o produto de solubilidade irá precipitar, e na superfície de aquecimento da escala.

Alcalinidade (JD)

Alcalinidade é a quantidade de uma classe de substâncias que indica a capacidade da água de aceitar íons de hidrogênio (H+).

A alcalinidade na água é composta principalmente de OH-, CO32-, HCO3- e outras pequenas quantidades de sais de ácidos fracos. Em águas naturais,

a maior parte da alcalinidade existe na forma de HCO3-, e apenas uma quantidade muito pequena de água natural, se a alcalinidade for muito alta, terá uma pequena quantidade de CO32- presente; O HCO3- se decompõe em CO32- após o calor na água da panela, e irá hidrolisar ainda mais para gerar OH-. Portanto, a maior parte da alcalinidade na água da caldeira existe na forma de CO32- e OH-.

Se a água contendo dureza carbonática entrar na caldeira, a alcalinidade da água da panela será reduzida devido à geração de incrustações ou escórias carbonáticas;

se a água amaciada for usada como água de alimentação da caldeira, a alcalinidade na água da panela aumentará à medida que a caldeira evapora e se concentra porque a água amaciada apenas remove a dureza e retém a alcalinidade. Portanto, quando a alcalinidade da água da caldeira é muito alta, o amolecimento – tratamento de redução alcalina é necessário.

A relação entre dureza e alcalinidade

Existem três casos de dureza e alcalinidade da água natural da seguinte forma:

A dureza é maior do que a alcalinidade: neste tipo de água, Ca2+ e Mg2+ primeiro formam dureza carbonatada com HCO3-, e os restantes Ca2+ e Mg2+ formam dureza não carbonatada com outros ânions como SO42- e Cl-, a maior parte da água natural pertence a essa situação;

Dureza igual à alcalinidade: neste tipo de água, todo Ca2+ e Mg2+ formam dureza carbonatada com HCO3-, quando não há dureza não carbonatada nem alcalinidade residual, que raramente é encontrada em águas naturais;

Dureza menor que alcalinidade: esta água é chamada de água alcalina, Ca2+, Mg2+ todos com HCO3- para formar dureza de carbonato, o restante HCO3- é com Na+, K+ para formar alcalinidade de sódio-potássio, também conhecida como dureza negativa. Basicamente, não há dureza não carbonatada nesse tipo de água, e é chamada de água dura negativa ou água alcalina, e apenas áreas individuais têm esse tipo de água natural.