在多數情況下水垢的出現和水中存在以碳酸鹽水合物方式存在的鈣鎂鹽有關 。鈣Ca是一種白色柔軟金屬 , 純凈的鈣在自然界中是不存在的,因為它會和空氣中的氧發生反應 。鈣和氧之間的化學反應可以用下面的化學方程式表示:
2Ca + O2 → 2CaO
【水垢的生成是化學變化嗎 水垢的生成是什么變化過程】物質符號前面的數字2表示在參與反應的分子數 。
由鈣和氧生成氧化鈣,由于氧化鈣會和水發生反應,在自然界中這種物質也不會遇到:
CaO + H2O → Ca(OH) 2
得到氫氧化鈣 。從公式可以看出氫氧化物由一個鈣原子和兩個烴基組成 。自然界中遇不到氫氧化鈣是應為空氣中含有二氧化碳氣體 。二氧化碳很好地溶于水中,形成碳酸:
CO2 + H2O ? H2CO3
符號?說明在同樣的條件下,反應是雙向進行的 。接下來 , 水中溶解的碳酸氫鈣和碳酸發生反應,變成溶解性差的碳酸鈣:
Ca(OH)2 + H2CO3 → CaCO3↓ + 2H2O
向下的箭頭表示反應的結果物質發生沉淀 。接下來當碳酸鈣和水中的二氧化碳接觸時,發生可逆反應生成酸鹽——碳酸氫鈣 , 它在水中的溶解性特別好 。
CaCO3 + CO2 + H2O ? Ca(HCO3)2
反應是可逆的,過程可以雙向進行 。這樣,在溫度升高的時候碳酸氫鈣分解為碳酸鈣CaCO3(變成石灰)、二氧化碳和水 。
這兩個過程那個占主導地位——取決于“石灰-碳酸”的平衡 。如果CO2過剩——石灰溶解 , 相反——同理 。這些變化還取決于壓力、溫度和其它物理參數的變化 。
只有自然水源永遠存在的碳酸鈣能在鍋爐和管道的熱交換表面形成晶體沉積 。
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