铝离子如何去水中的粘土颗粒

⑴ 粘土颗粒为什么带负电荷它会带正电荷吗为什么

一、 粘土质点是带电的

带电的情况有三种:

(1) 永久负电荷

(2) 可变电荷

(3) 静电荷

1.永久负电荷

永久负电荷是由于粘土矿物晶格中某些离子和外界离子置换后产生的，如硅氧四面体4价的硅被3价的铝所置换，或者铝氧八面体中3价的铝被2价的镁、铁等所置换，就产生过剩的负电荷，这种负电荷的数量决定于晶格中离子置换的数量。永久负电荷在蒙脱石、伊石、蛙石中是很常见的。高岭石根据化学组成推算出的结构式，其晶胞内的电荷是平衡的，因开始人们认为它不具有永久负电荷。近年来发现高岭石存在着铝对硅的同晶置换现象，由此产生永久负电荷，有人甚至测出了具体数值。粘土颗粒的永久负电荷大部分分布在层状铝硅酸盐的板面上，这种电荷所吸附的阳离是可交换的，是以静电力保持的。

2.可变电荷

可变电荷的数量随介质的PH值而改变。对于像高岭石那样的层状铝硅酸盐产生可变荷的原因是这样分析的：19代Thi脚n用电子显微镜的观察证明了高岭石同时带有负电和正电荷，以后不少学者应用化学或物理化学的方法，证明高岭石的边面在酸性条件下带有电荷，认为高岭石是由于裸露在边缘的铝氧八面体在酸性条件下从介质中接受质子而使边带有正电荷。如图2A 所示，高岭石在极弱的碱性条件下，铝氧八面体中的两个氧各与一氢连接，同时各自以半个键与铝结合由于其中一个氧同时与硅相连接，所以这个氧带有1个正电荷，另外一个与铝连接的氧则带有1万个负电荷，净结果是边面不带电。当高岭石颗处在酸性介质中时，与铝连接的原来带有 1乃有负电荷的氧接受一个质子而变成带有1/2这样就使边面共带有一个正电荷。在强碱条件下，由于与硅连接的两个OH基中的正电荷的解离，而使边面共带有2个负电荷。

3.净电荷

粘土颗粒上正电荷和负电荷（包括永久的和可变负电荷川代数和，就是粘土颗粒的净荷。显然从上面分析可知负电荷一般都是多于正电荷，所以除了少数粘土颗粒在较强的酸性件下可能出现净正电荷外，一般粘土颗粒都带有净负电荷。

二、 带电的粘土颗粒分散在水中时，胶体颗粒和液相的界面上就有双电层出

在电场或其它力场的作用下，固体颗粒对另一相移动时所表现出来的电学性质称为动电性质。

1．胶体双电层的基本概念

带电胶粒分散在电解质溶液中时，由于静电吸力，在胶粒的周围形成反号电荷的离子层，胶粒表面的电荷与其周围的离子层就构成了胶体的双电层。OOuy于 1910年提出，胶粒周围的反号离子并不是分布在同一平面上。因为在溶液中，这些离子的分布不仅决定于离子所受拭胶粒表面铪拭电荷静电吸力，而且也受使离子均匀分布于溶液胩热运动拭影响。静电吸力使离子趋于靠胶粒周围，而离子拭热运动讹散开拭趋势。两种相反折力同时作用的结果，使胶粒周围的反号离子随着与胶粒表面的距离的增加而减少，因此称为扩散双电层。

2.电位及其影响因素

当当粘土中胶体颗粒受外力而运动时，并不是粘土颗粒单独移动，而是与粘土颗粒与密实的内层构成胶粒一起移动。这一结合在固相表面上的双层固定层与胶团内的非固定部分与溶液之分界上的电位，称为胶体的电位。其影响因素：
（1） 电解质浓度 液相中电解质的浓度愈高，则反号离子的浓度愈高，随着溶液中反号离子的增加，双层的固定层中反号数量也相应地增加。
（2） 离子价数的影响 价数高的反号离子使胶粒的电位降低得更加。

⑵ 除去水中铝离子的方法有哪些

一般铝离子的络合剂 EDTA F- OH- 柠檬酸 酒石酸 草酸 乙酰丙酮 丙二酸
沉淀剂 8-羟基喹啉 2-甲基-8-羟基喹啉
在均匀沉淀中 加尿素和碱沉淀铝离子 效果较好

⑶ 粘土颗粒为什么带负电荷它会带正电荷吗为什么 材料化学

一、 粘土质点是带电的
带电的情况有三种:
(1) 永久负电荷
(2) 可变电荷
(3) 静电荷
1.永久负电荷
永久负电荷是由于粘土矿物晶格中某些离子和外界离子置换后产生的,如硅氧四面体4价的硅被3价的铝所置换,或者铝氧八面体中3价的铝被2价的镁、铁等所置换,就产生过剩的负电荷,这种负电荷的数量决定于晶格中离子置换的数量.永久负电荷在蒙脱石、伊石、蛙石中是很常见的.高岭石根据化学组成推算出的结构式,其晶胞内的电荷是平衡的,因开始人们认为它不具有永久负电荷.近年来发现高岭石存在着铝对硅的同晶置换现象,由此产生永久负电荷,有人甚至测出了具体数值.粘土颗粒的永久负电荷大部分分布在层状铝硅酸盐的板面上,这种电荷所吸附的阳离是可交换的,是以静电力保持的.
2.可变电荷
可变电荷的数量随介质的PH值而改变.对于像高岭石那样的层状铝硅酸盐产生可变荷的原因是这样分析的：19代Thi脚n用电子显微镜的观察证明了高岭石同时带有负电和正电荷,以后不少学者应用化学或物理化学的方法,证明高岭石的边面在酸性条件下带有电荷,认为高岭石是由于裸露在边缘的铝氧八面体在酸性条件下从介质中接受质子而使边带有正电荷.如图2A 所示,高岭石在极弱的碱性条件下,铝氧八面体中的两个氧各与一氢连接,同时各自以半个键与铝结合由于其中一个氧同时与硅相连接,所以这个氧带有1个正电荷,另外一个与铝连接的氧则带有1万个负电荷,净结果是边面不带电.当高岭石颗处在酸性介质中时,与铝连接的原来带有 1乃有负电荷的氧接受一个质子而变成带有1/2这样就使边面共带有一个正电荷.在强碱条件下,由于与硅连接的两个OH基中的正电荷的解离,而使边面共带有2个负电荷.
3.净电荷
粘土颗粒上正电荷和负电荷（包括永久的和可变负电荷川代数和,就是粘土颗粒的净荷.显然从上面分析可知负电荷一般都是多于正电荷,所以除了少数粘土颗粒在较强的酸性件下可能出现净正电荷外,一般粘土颗粒都带有净负电荷.
二、 带电的粘土颗粒分散在水中时,胶体颗粒和液相的界面上就有双电层出
在电场或其它力场的作用下,固体颗粒对另一相移动时所表现出来的电学性质称为动电性质.
1．胶体双电层的基本概念
带电胶粒分散在电解质溶液中时,由于静电吸力,在胶粒的周围形成反号电荷的离子层,胶粒表面的电荷与其周围的离子层就构成了胶体的双电层.OOuy于 1910年提出,胶粒周围的反号离子并不是分布在同一平面上.因为在溶液中,这些离子的分布不仅决定于离子所受拭胶粒表面铪拭电荷静电吸力,而且也受使离子均匀分布于溶液胩热运动拭影响.静电吸力使离子趋于靠胶粒周围,而离子拭热运动讹散开拭趋势.两种相反折力同时作用的结果,使胶粒周围的反号离子随着与胶粒表面的距离的增加而减少,因此称为扩散双电层.
2.电位及其影响因素
当当粘土中胶体颗粒受外力而运动时,并不是粘土颗粒单独移动,而是与粘土颗粒与密实的内层构成胶粒一起移动.这一结合在固相表面上的双层固定层与胶团内的非固定部分与溶液之分界上的电位,称为胶体的电位.其影响因素：
（1） 电解质浓度 液相中电解质的浓度愈高,则反号离子的浓度愈高,随着溶液中反号离子的增加,双层的固定层中反号数量也相应地增加.
（2） 离子价数的影响 价数高的反号离子使胶粒的电位降低得更加.

⑷ 如何过滤水中杂质

一，给水处理得基本方法：
“混凝－沉淀－过滤－消毒”常规处理工艺流程
以广州水源为例，由于水源差，七间水厂的水源有六间达不到国家规定的五类标准，因此在进行常规处理前须经过预处理，在泵前投加高锰酸钾（主要通过氧化作用，使有机物膜被氧化，悬浮颗粒物或胶体的表面性质发生有利于脱稳凝聚的变化，从而使除浊效率增加，有机物含量也随之降低，减轻了水的异臭味。并且高锰酸钾与水中还原性物质发生反应，生成不溶于水的中间产物二氧化锰，也可以为新生凝核促使胶体凝聚。用隔膜泵直接投加到源水。）、活性炭（物理吸附与化学吸附，物理吸附主要是其多孔结构提供了大量的表面积，从而使其非常容易达到吸收收集杂质的目的；化学吸附指被吸附的物质与活性炭表面物质发生反应，如：与水中的亚氯酸盐发生反应，使亚氯酸盐变成氯离子形式，从而达到去除水中亚氯酸盐目的，使水中不再有令人反感的味道和气味。用螺杆泵直接投加到源水。）、氨（主要为稳定水中余氯。在氯化的同时投加氨使其优先生成氯氨，然后逐步对其他物质发生氧化，使水中游离氯减少，增强了消毒目的。由氨机自动调节直接投加到源水管）。泵后投加氯（主要目的是杀死水体中的青苔、氧化部分有机物和降低亚硝酸盐的生成。且此值须根据待虑水的余氯值进行投加。由氯机及水射器直接投加到源水管。）、矾（主要成分一般为碱铝或硫酸铝。但碱铝腐蚀性及对水温的适应性相对较高，因此碱铝较常用。用螺杆泵直接投加到源水管。）
预处理后，进入澄清工艺，即混凝、沉淀和过滤，处理对象主要是水中悬浮物和胶体杂质，水中杂质通过药，形成大颗粒的絮凝（此步骤在絮凝池中完成，俗称反应池。本厂全部反应池都为网格反应池，由多格竖井串联而成，进水水流顺序从一格到下一格，上下对角交错流动，直到出口，使矾与水中悬浮物和胶体杂质充分反应。），而后经沉淀池进行矾花与水的重力分离（本厂沉淀池有平流沉淀池与斜管沉淀池。平流沉淀池利用重力作用，使矾花以抛物线形式沉到池底，使其与待虑水分开；斜管沉淀池根据水流向上流动，污泥下滑的原理将水与矾花分离。），再者待滤水进入滤池，使细微残余的杂质颗粒经沙（从上而下沙层依次为：细沙，粗沙，春石）滤掉（本厂有移动罩虑池与普通快虑池，这两钟虑池主要区别在于冲洗沙层的方法。移动罩虑池利用虹吸原理将沙层表面杂物抽掉；普通快虑池则通过反冲洗，包括300秒的气冲，主要目的将沙层冲散，7分钟的水冲，将沙层里的杂质彻底冲洗干净。）。滤后水须经后加氯（主要目的是杀死细菌、病毒和其它致病微生物，保证出厂水有适量的余氯量，以抑制水中残存细菌的繁殖及防止管网再度被污染，但须根据出厂水余氯值进行投加，本厂一般控制在2.8－3.3之间。），成品水流入清水池后，经吸水井由二级泵房的泵机加压进入城市供水管网。

二，混凝原理
原水之所以浑浊不清，是因为水中含有大量以胶体形式存在的粘土颗粒。由于这些粘土颗粒一般都带有一定的负电荷，在静电的相斥作用下，这些颗粒一般不易结大而沉淀，原水始终表现为浑浊现象。要让这些颗粒互相凝聚、结大而沉淀出来，最有效的办法之一是加入致沉作用强的三价铝离子 。在铝离子的衍生物中，由于以聚合物形式存在的聚合氯化铝具有反应时间短、混凝效果好、形成矾花大、沉淀速度快、适应不同水质及较宽的PH范围等优点，在生产上我们采用加入聚合氯化铝水溶液的方法使浑浊的原水变得清澈。聚合氯化铝的分子式可表示为： 。
我们把一定量的矾溶液按比例混合到原水中，并在混合槽和反应池中充分混合、反应，凝聚成较大颗粒的矾花的过程称为混凝。在混凝过程中起混凝作用的致沉剂，也可称为混凝剂。水的混凝机理是水处理的一个重要的课题。混凝包括凝聚与絮凝两种过程。凝聚是指胶体被压缩双电层而脱稳的过程。凝聚是瞬间的，只需将化学药剂扩散到全部水中即可。絮凝则是指胶体脱稳后（或由于高分子物质的吸附桥作用）聚结成大颗粒絮体的过程。絮凝过程是需要一定的时间去完成的。但是一般情况下二者很难区分，因此把能起凝聚与絮凝作用的药剂通称为混凝剂。
注意的是，混凝剂的添加量存在一个最佳的范围。添加少了，致沉作用不大；添加多了，反而会因过多的铝离子致使原来带负电荷的胶粒变为带正电荷，颗粒间的斥力又增加了，从而导致凝聚效果下降。因此，在投矾工艺中，必须准确控制添加量，且应经常跟踪投加效果。

三、投氯流程
氯瓶——液氯管——蒸发器——真空调节器——投氯机——水射器——水

四、净化工艺通用流程
源水反应池沉淀

⑸ 水中的杂质含量怎么去出

一、水的来源及含杂质情况
水对很多物质都有良好的溶解能力，这就造成水中容易混入杂质的缺点。
从自然界得到的水中往往含有许多杂质，这些杂质或者溶解或者悬浮在水中。悬浮在水中的无机物包括少量砂土和煤灰；有机悬浮物包括有机物的残渣及各种微生物。溶解在水中的气体包括来自空气中的氧气、二氧化碳、氮气和工业排放的气体污染物如氨、硫氧化物、氮氧化物、硫化氢、氯气等；溶解在水中的无机盐类主要有碳酸钙、碳酸氢钙、硫酸钙、氯化钙以及相应的镁盐、钠盐、钾盐、铁盐、锰盐和其他金属离子的盐，溶解的有机物，主要是动植物分解的产物。
由于天然水的来源不同，其中溶解的杂质也不尽相同。下面分别加以介绍。
(1)雨水 雨水是天空中水蒸气凝聚而成，总的来说雨水中含杂质较少，是含钙、镁离子较少的软水。但也溶解有一部分来自空气的少量氧气、二氧化碳和十定量的尘埃。还可能含有由雷电作用产生的含氮化合物。在城市上空受工业废气污染可能含有二氧化硫，这种雨水有酸性，俗称酸雨，有较强的腐蚀性。
(2)江河水 河流是降水经过地面流动汇集而成的。它在发源地可能受高山冰雪或冰川的补给，沿途可能与地下水相互交流。由于江河流域面积十分广阔，又是敞开流动的水体，所以江河水的水质成分与地区和气候条件关系密切i而且受生物活动寻口人类社会活动的影响最大。
(3)湖泊水 湖泊是由河流及地下水补给而在低洼地带形成的。湖泊的水质与它来源的水质有一定关系，但又不完全相同。日照及蒸发的强度也强烈影响湖泊的水质。如果蒸发强烈水中溶解物浓度就会逐渐增加，特别是水中含有的硝酸盐、磷酸盐的浓度增加时，会带来水质富营养化的倾向，造成水生植物过度生长，水中含氧量降低，会使水腐败变质。
(4)地下水 地下水是降水或地表水经过土壤地层渗流而形成的。十般地下水经过土壤地层的过滤，所含悬浮杂质较少，常为清澈透明；受地面污染蠖少因而含有机，物及细菌相对较少；但一般溶解的无机盐含量较高，硬度和含矿物质高；有的地区地下水含可溶性二价铁盐异常高，由于二价铁离子不稳定易氧化成三价铁离子并生成不溶性三价铁盐或氢氧化铁沉淀，所以在利用这种地下水之前，需要经过曝气处理以分离去除所含的铁离子。
(5)自来水 经过水厂处理得到的自来水，应该达到适合饮用水的标准，但其中仍有少量杂质。
表5—4 天然水中的杂质

来源
悬浮物
胶体
气体
非离子固体
阳离子
阴离子

从矿物，土壤和岩石中来的
粘土、砂砾、
其他无机的土壤污物
粘土
SiO2
Fe2O3
Al2O2
MnO2

CO2

Ca2+、Mg2+
Na+、K+
Fe2+、Mn2+
Zn2+、Cu2+

HCO3-、Cl-
SO42-、NO3-
CO32-、HSiO3-
H2BO3-、HPO42-
H2PO4-、OH-、F-

从大气中来

NH3、N2、
O2、CO2、
SO2

HCO3-、
SO42-

从有机物分解现时来

有机污物、有机废水

蔬菜的色素物质，有机废水

O2、NH3
CO2、N2
H2S、CH4
H2
蔬菜色素物质，有机废水

Na+
NH4+
H+

Cl-
HCO3-
NO2-、NO3-
OH-、HS-
其他有机阴离子

活的微生物
鱼、藻、微生物、硅藻
细菌、藻类、病毒、硅藻

从表5—4可看出，天然水中杂质主要分为两大类，即悬浮杂质和溶解杂质。悬浮杂质包括悬浮物和胶体；溶解杂质包括气体’、司巨电解质和电解质固．体，其中电解质杂质以离子状态存
在于水中。天然水中杂质来自于四个方面：即从矿物、土壤和岩石中溶入的；从空气中带入的；有机物分解带人的和活的微生物产生的。
二、杂质对水质的不良影响
1．水中溶解的气体
水中熔解的气体主要有氮气、氧气、二氧化碳、氨二氧化硫和硫化氢等。对水质影响较大的氧气、二氧化碳、氨、二氧化硫和硫化氢；
(1)氧气 水中溶解的氧气常是造成工业生产中锅炉等金属设备腐蚀的原因d：溶解氧不仅可以引起金属的化学腐蚀，而且由于水中氧浓度分布不均匀还会导致危害更大的电化学腐蚀。水中氧浓度分布不均的区域称为氧浓差区域l氧浓度较高的区域称为高氧区广氧浓度较低的区域称为贫氧区；由于氧浓度的不伺在金属表面形成浓差电池发生电化学腐蚀时i牛富氧区是腐蚀电池的阴极，贫氧区是电池的阳极；由于气体在水中扩散十分缓、慢十因此水的深度不同会产生氧浓差。离水面较深的区域，一旦氧气被消耗不能及时得到补充成为贫氧区，而在水面附近与空气接触、易溶入氧气形成富氧区；而在搅动邢流动的水中虽然象水的流动，氧的浓度比较均匀卜但在水中某些部位厂水流动受阻，会成为水的滞流区，因此也会形成贫氧区和浓度差而造成电化学腐蚀。
在化工生产的动力锅炉用水中士溶解氧浓度是一项重要监测指标，锅炉水中微量溶解氧存在时会使钢铁表面钝化膜破裂而导致严重的点蚀或局部腐蚀主因此必须除去水中；的溶解氧，而且锅炉压力越高，÷允许残留在水中的氧浓度就越低。通常的作法是先用蒸气加热的方法脱 氧再加入联氨；亚硫酸钠之类的还原剂：与氧反应使氧浓度进扒步下降，当含氧量小于0.005mg/L时，一般不会引起锅炉腐蚀。
(2)二氧化碳 溶于水中二氧化碳一方面对水的pH值产生影响，含CO2多的水显酸性，会导致金属设备的腐蚀，为此工业生产中在水中加入环己胺或吗福啉等挥发性碱来调节水的pH值以防止二氧化碳腐蚀。
另一方面在水溶液中二氧化碳、碳酸氢根和碳酸根离子浓度之间存在一个平衡关系：溶于水的二氧化碳(H2CO：)在水中发生两级电离，
一级电离为：
一级电离平衡常数 (5—2)
二级电离为：
二级电离平衡常数 (5—3)
计算表明，当pH<8.3即氢离子浓度cH+＝4.7X10-9mol/L时，溶液中主要以H2CO3，和HCOi-3离子形式存在，COi2-3离子浓度低。而水中COi—离子和Ca2+离子浓度过高是造成水垢产生的原因，因此要把水溶液控制在一个近中性(pH＝7)的合适范围，既不引起金属腐蚀，也防止碳酸盐水垢的产生。
(3)氨气 氨气是易溶于水的碱性物质，通常水中含氨量很少，不会对水质造成影响，但是当水中含蛋白质等含氮有机物较高时，在微生物作用下可分解产生氨。氨在潮湿空气中或含氧水中会引起铜和铜合金腐蚀。氨与铜离子能形成稳定络合物而降低了铜的氧化还原电极电位使铜易被氧化腐蚀，导致铜质工业设备损坏。
(4)硫化氢和二氧化硫 溶于水中的二氧化硫和硫化氢都使水显酸性，其中硫化氢的危害更大些，这是因为硫离子有强烈的促进金属腐蚀的作用。工业生产设备中与水接触的碳钢表面出现“鼓泡”等腐蚀现象，主要是硫化氢作用的结果。硫化氢有强还原性，会与水中的氧化性杀菌剂或铬酸盐等强氧化性缓蚀剂反应而使它们失效。另外许多金属硫化物在水中溶解度很低，所以硫化氢是一种金属离子沉淀剂，会使含锌等金属离子缓蚀剂形成硫化物沉淀而失效。因此要尽力减少水中硫化氢的含量。
2。水中溶解的无机盐类
(1)无机盐在水中的溶解性规律 无机盐在水中溶解度受温度影响的变化规律分为三类：绝大多数盐的溶解度都是随温度升高而增加的；有些盐溶解度受温度变化的影响不显著(如食盐)；也有些盐类溶解度是随温度升高而下降的，属于这一类的有碳酸钙、硫酸钙、碳酸镁等微溶和难溶盐，因此在受热过程中，这些盐特别容易形成水垢。
(2)溶盐含量的表示方法 常用mg/L(ppm)表示溶解盐(或离子)的含量。如lm水中含有钙离子40g相当于40mg/L(Ca2+)，有时用mg/L(CaC03)表示，即折合成每升水中含碳酸钙多少毫克。由于Ca的相对原子质量为40，而CaCO3的相对分子质量为100，所以40mg/L(Ca2+)相当于100mg/L(CaC03)。目前通常用mg/L(CaC03)作为水硬度的单位， lmg/L(CaC02)叫1度。
(3)总溶固含量和电导率 总溶固含量(TDS)是水质控制的第一个重要指标。溶于水的总固体物质包括盐类和可溶性有机物，但后者在水中含量一般很低：实际上总溶固量就是水中溶解盐的数量，根据水中的总溶固量的不同而将水质分为淡水、咸水、高盐水三类。
测定水中总固含量需把水蒸至干，很费时间。由于水中溶解的盐有导电能力，含盐量高导电力强，因此直接测定溶液的导电率即可换算出总溶固含量。电导率是一定体积溶液的电导，是溶液电阻率的倒数。对于同一类型淡水，在pH＝5～9范围，电导率是与总溶固含量大 致成线性关系。电导率测定通常在25℃恒温下进行，温度变化l℃，电导率可有2％变化量锅炉压力越高，要求控制电导率越低，即总溶固含量越低。
(4)钙镁离子与硬度 一般从自然界得到的水都溶有一定的可溶性钙盐和镁盐，这种含可溶性钙盐、镁盐较多的水称为硬水。又根据钙盐、镁盐具体种类的不同，又分为暂时硬水和永久硬水。含有碳酸氢钙和碳酸氢镁的硬水在煮沸过程中会变成碳酸盐沉淀析出，所 以把这种硬水叫做暂时硬水；而把含钙、镁的硫酸盐、氯化物的硬水称为永久硬水，因为它们在煮沸时也不会析出。而把含钙、镁离子少的水称为软水。
水中含钙；镁离子这种杂质时对洗涤危害是较大的。钙、镁离子会使肥皂和一些合成洗涤剂的洗涤效力大为降低。肥皂中含有的高碳脂肪酸根(如硬脂肪酸根)会与钙、镁离子生成不溶性的硬脂酸钙(俗称钙皂)或硬脂酸镁，而使肥皂失去洗涤去污的作用。同时生成的钙皂沉淀物会牢固地附着在洗涤对象的表面，不易去除，严重影响洗涤质量：
2C17H35COONa+Ca2+=====(C17H35COO)2Ca↓+2Na+
同样，合成洗涤剂、烷基苯磺酸钠虽有一定的耐硬水能力，但也会与钙、镁离子发生反应：

原来十二烷基苯磺酸钠是易溶于水的，当形成十二烷基苯磺酸钙之后则不易溶于水，只能在一定程度上分散在水中。因此洗涤时最好使用含钙、镁离子少的软水。
水的硬度是反映水中含钙、镁盐特性的一种质量指标。把水中含有的碳酸氢钙、碳酸氢镁的量叫碳酸盐硬度。由于将水煮沸时，这些盐可分解成碳酸盐沉淀析出，故又称之为暂时硬度。把水中含有的钙、镁硫酸盐及氯化物的量叫非碳酸盐硬度，因为用煮沸方法不能除掉这些盐，故又称为永久硬度。把上述两类硬度的总和称为总硬度。
世界各国虽都规定有自己的硬度单位标准，但通常把一百万份水中含一份碳酸钙作为硬度单位(即lkg水中含有lmg碳酸钙)。
水的硬度与水质的关系如表5—5所示。
表5-5 水的硬度分级

水质
硬度/(CaCO3mg/kg)

水技
硬度/(CaCO3mg/kg

很软的水
软水
较软的水
0～40
40～80
80～120

较硬功夫的水
硬水
很硬的水
120～180
180～300
300以上

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硬水对肥皂的洗涤性能影响很大。有实验结果表明，用硬脂酸钠制成的肥皂，以硬度为、100的水配成质量分数为0.2％的溶液时，大约有1/4的硬脂酸钠转变成没有涤涤作用硬脂酸钙，而且它们会沾附在洗涤对象表面造成污染。假如用硬度为200的水配制上述溶液时，肥皂的起泡性和洗涤效果都受到很大影响，甚至用眼看，手摸都能感觉到钙皂沉淀的存在。
硬水不仅不适合做洗涤用水，也不适合作锅炉用水，它容易产生水垢，使锅炉热效率降低，甚至引起锅炉爆炸。因此必须把硬水进行软化处理。
(5)铁离子的危害 水中含铁量过高时，饮用时有发腥发涩的感觉，用于洗涤衣物和瓷器会染上黄色。水牛铁离子包括Fe2+、Fe3+两种形式。由于Fe(OH)3溶度积很小，所以在中性水中Fe3+都是以胶体状态的氢氧化铁形式悬浮于水中，会相互作用凝聚沉积在锅炉房金属表面形成难以去除的锈垢，并弓[发金属进一步腐蚀。而溶在水中的FeZ+的危害作用在于它是水中铁细菌的营养源，Fe2+含量过多会引起铁细菌的滋生。Fe2+与磷酸根离子结合形成的磷酸亚铁是粘着性很强的污垢。而且Fe2+能在碳酸钙过饱和溶液中起到晶核作用，能加快碳酸钙沉淀的结晶速度。因此在水中要严格控制含铁量。
(6)铜离子的危害 虽然铜离子在水中含量一般不高，但它对金属腐蚀有明显影响。由于铜离子易被铁、锌、铝等活泼金属还原成金属铜，而在金属表面形成以铜为阴极的微电池，引发金属电化学腐蚀，造成金属的点蚀而穿孔，因此要严格控制水中含铜量。
(7)水中的阴离子与碱度 水中含有的阴离子有OH-、C02-、PO3-4、Si02-3、C1-和SO24离子等，其中能引起金属腐蚀是通常在水中含量较高的C1-离子。研究表明，C1-离子虽然并没有直接参加电极反应，但能明显加速腐蚀速度，这可能是与C1-离子容易变形发生离子极化，极化后的Cl-离子具有较高极性和穿透性有关。由于它的高极性和穿透性使Cl-离子易于吸附在金属表面，并渗入到金属表面氧化膜保护层内部，造成破坏而导致腐蚀发生。
碱度是指水中能与H+发生反应的物质总量。水中能与H+发生反应的物质包括OH-、CO2-3、HCO-3、HP02-4、H2PO-4、HSi0-3等阴离子和NH3，测量碱度时，加入酚酞指示剂，用强酸滴定到红色褪去所消耗酸的数量叫酚酞碱度。加入甲基橙指示剂用强酸滴定至溶液显红色所消耗的酸的总量叫甲基橙碱度或总碱度。甲基橙碱度总是大于酚酞碱度的。根据两者的关系可判断水中OH-、C02-3、HCO-3离子的相对含量。
滴至酚酞变色发生的反应是：
而进一步滴定至甲基橙变色发生的反应是：
由于将C02-3滴定至HCO-3，与将HCO-3滴定至H2CO3所消耗的酸量相等，而OH-与HC0-3不能同时共存于溶液，因此当酚酞碱度等于甲基橙碱度时，说明溶液中只有OH-，没有HC0-3、CO2-3离子，当甲基橙碱度等于酚酞碱度二倍时，说明溶液中只有C02-3离子。而当甲基橙碱度小于酚酞碱度二倍时，说明溶液中有OH-、C02-3，没有HCO-3(因为OH-与HCO-3不能同时存在于同一溶液中)。
由于OH-、C02-3、HC0-3离子与钙镁离子一样都是成垢离子的来源，为了防止结垢就必须控制溶液的硬度和碱度。因此碱度也是水质控制的重要指标。
3．水中其他杂质的危害
(1)油污 水中含有油污，一方面它会粘附在金属表面上影响金属的传热效率，还会阻止缓蚀剂与金属表面充分接触，使金属不能受到很好的保护而腐蚀。还会对水中各种污垢起粘结剂作用加速污垢的形成和聚积。油污还是微生物的营养源会加快微生物的滋生和形成微生物粘泥，因此水中含油量必须严格控制。
(2)二氧化硅 水中溶解少量以硅酸或可溶性硅酸盐形式存在的二氧化硅对金属的腐蚀有一定的缓蚀作用。但含量过高时会形成钙镁的硅酸盐水垢或二氧化硅水垢。这种水垢热阻大、难以去除对锅炉危害特别大，因此要严格加以控制。
三、水的净化与纯化
1．硬水软化
把硬水转变成软水的过程叫硬水软化。软化硬水的方法较多，有加热法、化学沉淀法和离子交换法。目前广泛采用的是离子交换法，即用离子交换剂来软化硬水的方法。过去曾用过磺化煤、泡沸石来软化硬水，目前普遍使用的离子交换剂是高分子离子交换树月旨，它是有交换离子能力的高分子化合物。它是由不溶于水的交换剂本体及能在水中解离的活性交换基团两个基本部分组成。根据可交换的离子是阳离子或阴离子而分别称为陌离子交换树脂和阴离子交换树脂，如通常使用的苯乙烯型离子交换树脂，它的交换剂本体是由苯乙烯与部分对苯二乙烯共聚而成的不溶性高聚物。当本体上连有磺酸基(一SO-3Na+)或季铵基[一N+ (CH3)3Cl-]后则分别具有交换阳离子或阴离子的能力。
用离子交换树脂软化硬水分为两步：处理工程和再生工程。
当硬水通过阳离子交换树脂时，水中的钙、镁离子与阳离子交换树脂上的活性基团钠离 —B子发生交换并被吸附，使水软化：
口一(S03Na)2+Ca2+——>口一(SO3)2·Ca+2Na+ (处理工程)
当阳离子交换树脂上的钠离子几乎全部被钙、镁离子所交换时就失去了交换离子的能力；必须通过再生恢复它的交换能力。通常使用食盐为再生剂，再生过程中先用清水洗涤离子交换树脂，然后通人质量分数为10％的食盐水浸泡而使离子交换树脂吸附的钙、镁离子解吸下来，然后随废液排出。
口一(S03)2Ca+2Na+——>口一(S03Na)2+a2+ (再生工程)
在离子交换过程中，不仅钙、镁离子会被交换，水中含有的铁、锰、铝等金属离子也可同旧寸被交换去除。当硬水先后通过阳、阴离子交换树脂后；水中的电解质阳、阴离子基本均可被去除，这种方法得到的软水叫去离子水。见图5—3。
图5—3 离子交换树脂软化硬水示意图

一般锅炉中使用的软水，精密工业清洗领域使用的洗涤及冲洗用水，大都是采用离子交换树脂法制得的。这种方法简便、成本低，水中的离子性杂质基本被去除，在许多场合去离子水被用来代替成本较高的蒸馏水使用。
目前中国大型工矿软化水大都仍采用石灰法。其他软化方法成本较高只适用于少量水系统。用石灰可以去除水中的二氧化碳和碳酸氢钙、碳酸氢镁。
Ca(OH)2+C02====CaCO3↓+H20
Ca(HCO3)2+Ca(OH)2====2CaCO3↓+2H20
Mg(HCO3)2+2Ca(OH)2====Mg(OH)2↓+2CaCO3↓+2H20
有时为了去除非碳酸盐硬度(如CaSO+，CaCl。等)要配合加入适量Na2CO汁
CaSO4+Na2C03=CaCO3+Na2S04
MgSO4+Na2CO3+Ca(OH)2====Mg(OH)2+CaCO↓+Na2SO4
2．混凝剂去除悬浮胶体
为了去除水中悬浮粘土和胶体要加入混凝剂。分散很细的粘土胶体，单靠重力沉降很难从水中分离。混凝剂的作用在于通过吸附作用使细小粘土颗粒聚集在一起首先形成直径在1μm的聚集体，再通过化学粘结、共同沉淀等作用使聚集体进一步聚集成羊毛绒状的絮状体。絮状体在重力作用下可以发生沉降而被去除。
工业上常用的无机混凝剂有硫酸铝[A12(SO4)·18H20l铝铵矾[Al2(SO4)·(NH4)2SO4·24H20]孔氯化铝(A1C13)；—铝钾矾[A12(SO4)3·K2SO4· 24H20]三氯化铁(FeCl3)，绿矾(FeSO4·H20)，硫酸高铁等。
有机絮凝剂有聚丙烯酰胺等。
无机混凝剂的作用机理是铝、铁离子在水中发生水解，形成单核或多核的羟基络离子：
这些永解产物有混凝作用，它们可以把表面带负电荷的粘土颗粒的双电层压缩，使所节净负电荷减少。当铝、铁离子形成氢氧化铁或氢氧化铝等絮状沉淀物时会把粘土颗粒卷扫携同沉淀。它们也可以通过吸附架桥作用把粘土颗粒连在一起形成聚集体。
聚丙烯酰胺等有机高分子絮凝剂主要通过架桥作用使粘土颗粒絮凝沉淀，当聚合物分子与胶体粒子接触时，聚合物分子的一些基团吸附到胶体粒子表面，而聚合物分子的剩余部分仍留在溶液中。一个聚合物分子有多个位置可与胶体粒子发生吸附，当聚合物分子同时与多个胶体粒子发生吸附作用时就会发生架桥作用，把胶体粒子聚集在一起，并在重力作用下形成沉淀，如图5—4所示。
经过混凝处理之后的水再通过细砂、活性炭组成的过滤池就可把水中悬浮颗粒基本去除。
3．纯水和超纯水
由于现代工业技术的发展，对水质提出日益严格的要求，因而直接采用批水作原料、工艺用水或生产过程用水的部门逐渐增多，制造纯水的技术也相应得到迅速发展。
所谓纯水并非指化学纯的水，而是指在千定程度上去除了各种杂质的水。用离子交换法主要去除的是水的硬度(Ca2+、Mg2+)，而并没有把水中包括非硬度盐在内的所有强电解质者陆除，而且水中还存在硅酸等弱电解质以及气体、胶体、有机物、细菌等杂质，根据这些杂质的去除程度把纯水又分为除盐水、纯水和超纯水几个等级。
按生产工艺的实际需要，许多部门都提出了对纯水的。要求。如在医药、精．制糖、高级纸制造、合成纤维、电影胶片、电子工业、高压锅炉用水以及其他部门都要求使用除盐水或纯水。而在超高压锅炉、高绝缘材料、精密电子元件、原子能工业等则要求使用超纯水。在精密工业清洗的许多领域，水中含有微量杂质都会影响制品的精度，如属于最先进的精密工业的光学仪器、电子机械、半导体元件等领域，洗涤后冲洗用水中存在的微量杂质在干燥之后会在被洗物表面形成污点或斑迹，这是造成元件表面覆盖膜会存在气孔的原因，也是造成其导电性变差，机械性能变坏的原因。电子工业中一些精密元件的制造和清洗都要求使用高纯水心口果电子管阴极涂面混入杂质则会影响电子发射；在电视摄像管和电视机荧光屏制造过程中混入微量铜、铁等金属就会使画面变色。在半导体晶体管制造、集成电路蚀刻过程中对水质要求更高。
测量水的纯度有多种指标，而电·阻率是通常衡量水纯度的重要指标。水的电阻率早与水中含有的离子性杂质多少直接有关的。因为水中溶解的各种盐都是以离子状态存在而具有导电能力的。水的导电能力越强<电阻率越低)说胡含有离子性杂质越多，而电阻率越高则说明水越纯。理论上不含离子性杂质的纯水可达到电阻率的极限为18.3M∏·cm(25℃)。只有经过蒸馏的纯水的电阻率才能达到这个标准。读者可根据表5—6了解各种水的电阻率与所含离子性杂质的关系。
下面列出天然水经处理后其中含盐量。
除盐水是指水中包括非硬度盐类的各种电解质都去除到一定程度的水，其含盐量在1～5mg/L范围。
纯水又称深度除盐水，其中不仅除去了强电解质，而且大部分硅酸和二氧化碳等弱电解质也已除去，含盐量降至1.0mg儿以下。
超纯水要求把水中的气体、胶体、有机物、…细菌等各种杂质都去除到最低限度，达到工业上可达到的最高纯度，此时水中的含盐量降低到0．tmg／i以下。见表5—?。
表5-7 超纯水水质标准(电子工业甲)

项目
ASTM①
SEMI②

项目
ASTM①
SEMI②

电阴率/M∏·cm(25℃)
微粒数/（个/cm3)

细菌数/（个/L）
SiO2（μg/L)
TOC(总有机碳)/(μg/L)
18
2(粒径<
1μm)
10
75
200
17
1000(粒径<
0.8μm)
2(菌族)
5(胶体)
75

铜/(μg/L)
氯离子/(μg/L)
钾郭子/(μg/L)
钠离子/(μg/L)
锌/(μg/L)
TDS③/(μg/L)
2
10
2
2
10
10
2
20
1
1
1
15

①ASTM：美国材料试验标准。
②SEMI：电子材料工业标准。
⑧TDS：可溶性固体总含量·
超纯水的制造系统通常由以下几个步骤组成。
(1)前处理 目的为减少后续处理步骤的负荷，包括凝聚沉淀、精密过滤、活性炭吸附层过滤等步骤，使水中含有的较粗大颗粒杂质得以去除。
(2)离子交换处理 通过离子交换树脂脱除各种可溶的离子性杂质，为了去除钙、镁离子以外的其他非硬度强电解质离子；·有时要增加高性能的离子交换装置；
(3)超滤膜处理 目的在于去除悬浮在水中的各种微小杂质(包括细菌、有机物残渣)。
(4)反渗透处理 将超滤膜无法去除的更微小的可溶性杂质(如可溶性蛋白质)加以去除。应词注意，反渗透处理工艺使用的半透膜耐压寿命较短+应当尽量减少此种半透膜的负荷：
(5)紫外灯处理 利用紫外线的杀菌作用对水牛微生物进行杀灭。
其整个处理流程如图5—5所示。
图5—5 超纯水制连流程图

制造超纯水时，应考虑到不锈钢和玻璃器材虽然耐水腐蚀性很好，但仍会在水中溶解邱微量离子性杂质．，因此制造超纯水生产路线的管道以及各种反应容器应该使用对水更加稳定
的氟树脂和其他塑料来制造。 同时在保存、使用超纯水的过程中，会因种种原因使水的纯度降低，比如由于静电弓I力而附着在容器上的污垢落入水中，微量的食盐或其他电解质溶解到水中，二氧化碳气体溶解到水中，都会使纯水的纯度下降导：电性增加，所以在保存过程中要十分小心。

⑹ 如何去除水中的铁粒子（廉价）200分

楼主你是养锦鲤对不对？

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⑺ 粘土为什么有负电

一、 粘土质点是带电的

带电的情况有三种:
(1) 永久负电荷
(2) 可变电荷
(3) 静电荷

1.永久负电荷

永久负电荷是由于粘土矿物晶格中某些离子和外界离子置换后产生的，如硅氧四面体4价的硅被3价的铝所置换，或者铝氧八面体中3价的铝被2价的镁、铁等所置换，就产生过剩的负电荷，这种负电荷的数量决定于晶格中离子置换的数量。永久负电荷在蒙脱石、伊石、蛙石中是很常见的。高岭石根据化学组成推算出的结构式，其晶胞内的电荷是平衡的，因开始人们认为它不具有永久负电荷。近年来发现高岭石存在着铝对硅的同晶置换现象，由此产生永久负电荷，有人甚至测出了具体数值。粘土颗粒的永久负电荷大部分分布在层状铝硅酸盐的板面上，这种电荷所吸附的阳离是可交换的，是以静电力保持的。

2.可变电荷

可变电荷的数量随介质的PH值而改变。对于像高岭石那样的层状铝硅酸盐产生可变荷的原因是这样分析的：19代Thi脚n用电子显微镜的观察证明了高岭石同时带有负电和正电荷，以后不少学者应用化学或物理化学的方法，证明高岭石的边面在酸性条件下带有电荷，认为高岭石是由于裸露在边缘的铝氧八面体在酸性条件下从介质中接受质子而使边带有正电荷。如图2A 所示，高岭石在极弱的碱性条件下，铝氧八面体中的两个氧各与一氢连接，同时各自以半个键与铝结合由于其中一个氧同时与硅相连接，所以这个氧带有1个正电荷，另外一个与铝连接的氧则带有1万个负电荷，净结果是边面不带电。当高岭石颗处在酸性介质中时，与铝连接的原来带有 1乃有负电荷的氧接受一个质子而变成带有1/2这样就使边面共带有一个正电荷。在强碱条件下，由于与硅连接的两个OH基中的正电荷的解离，而使边面共带有2个负电荷。

3.净电荷

粘土颗粒上正电荷和负电荷（包括永久的和可变负电荷川代数和，就是粘土颗粒的净荷。显然从上面分析可知负电荷一般都是多于正电荷，所以除了少数粘土颗粒在较强的酸性件下可能出现净正电荷外，一般粘土颗粒都带有净负电荷。

二、 带电的粘土颗粒分散在水中时，胶体颗粒和液相的界面上就有双电层出

在电场或其它力场的作用下，固体颗粒对另一相移动时所表现出来的电学性质称为动电性质。

1．胶体双电层的基本概念

带电胶粒分散在电解质溶液中时，由于静电吸力，在胶粒的周围形成反号电荷的离子层，胶粒表面的电荷与其周围的离子层就构成了胶体的双电层。OOuy于 1910年提出，胶粒周围的反号离子并不是分布在同一平面上。因为在溶液中，这些离子的分布不仅决定于离子所受拭胶粒表面铪拭电荷静电吸力，而且也受使离子均匀分布于溶液胩热运动拭影响。静电吸力使离子趋于靠胶粒周围，而离子拭热运动讹散开拭趋势。两种相反折力同时作用的结果，使胶粒周围的反号离子随着与胶粒表面的距离的增加而减少，因此称为扩散双电层。

2.电位及其影响因素

当当粘土中胶体颗粒受外力而运动时，并不是粘土颗粒单独移动，而是与粘土颗粒与密实的内层构成胶粒一起移动。这一结合在固相表面上的双层固定层与胶团内的非固定部分与溶液之分界上的电位，称为胶体的电位。其影响因素：
（1） 电解质浓度 液相中电解质的浓度愈高，则反号离子的浓度愈高，随着溶液中反号离子的增加，双层的固定层中反号数量也相应地增加。
（2） 离子价数的影响 价数高的反号离子使胶粒的电位降低得更加。

⑻ 请问用什么方法可以去除 去离子水中的杂质 和一些微小颗粒物呢希望能说的详细点哦~~~

这是属于水的净化问题。一般加入絮凝剂，比如明矾，铁盐，铝盐，高铁酸盐等。回这些盐类在水中可以答水解生成胶体，胶体的胶粒具有较大的比表面积，可以吸附水中的悬浮小颗粒，从而达到净水的目的。但是这样只是除去了水中一些难溶于水的微笑颗粒物，并不能除去水中的离子。现在去除水中离子的方法主要有电渗析法，反渗透法，和离子交换剂法。（如需说明，可追问），这样既可把水中的离子除去，最后再采用蒸馏法得到纯净水！

⑼ 化学处理的对象主要是水中的哪些杂质

化学处理的对象主要是水中的哪些杂质
原水之所以浑浊不清，是因为水中含有大版量以胶体形式存在权的粘土颗粒。由于这些粘土颗粒一般都带有一定的负电荷，在静电的相斥作用下，这些颗粒一般不易结大而沉淀，原水始终表现为浑浊现象。要让这些颗粒互相凝聚、结大而沉淀出来，最有效的办法之一是加入致沉作用强的三价铝离子
。在铝离子的衍生物中，由于以聚合物形式存在的聚合氯化铝具有反应时间短、混凝效果好、形成矾花大、沉淀速度快、适应不同水质及较宽的PH范围等优点，在生产上采用加入聚合氯化铝水溶液的方法使浑浊的原水变得清澈。