مشکلات آب سخت

با توجه به تغییری که قبلاً در تعادل کربنات-بی کربنات ذکر شد، گرم کردن آب حاوی بی کربنات منجر به رسوب کربنات های کلسیم و منیزیم کم محلول می شود. اینها z ذخیره می شوند. B. به عنوان مقیاس بر روی المنت های گرمایشی و در نتیجه خروجی گرمایش را کاهش داده و یا حتی می تواند المنت های گرمایشی را از بین ببرد. با صابون، یون‌های کلسیم و منیزیم محلول، ترکیبات کم محلول (صابون‌های آهکی) را تشکیل می‌دهند، به طوری که اثر شستشوی صابون کاهش می‌یابد. هنگام استفاده از سورفکتانت های مدرن به عنوان شوینده، این دیگر چندان واضح نیست، اما همچنان ارزش افزودن نرم کننده های آب، مانند زئولیت ها، به مواد شوینده طعم چای سیاه تحت تاثیر یون های کلسیم موجود در آب است. در آبجوسازی‌ها، نمک‌های محلول بر طعم آبجو تأثیر می‌گذارند و غلظت بالای یون در آب نیز تأثیر منفی بر کیفیت محصول در ساخت کاغذ و بتن دارد.

نرم شدن آب

برای کاربردهای فنی مختلف لازم است آب نرم شود. چندین احتمال برای آن وجود دارد.
ساده ترین روش تقطیر آب است. با این حال، این بسیار انرژی بر است.

امکان دیگر رسوب یون های مزاحم است. یون کلسیم می تواند به عنوان مثال با سودا

گزینه سوم حذف یون های مزاحم در یک واحد است مبدل یونی.

در یک اولین فرآیند مبادله تمام کاتیون ها، به عنوان مثال ب. یون های کلسیم مبادله شده با پروتون ها. مبادله با پروتون هایی که روی a هستند اتفاق می افتد رزین به عنوان ماده حامل متصل می شوند. آنها آزاد می شوند و در عوض یون های کلسیم به رزین متصل می شوند. این مبدل به اصطلاح “اسیدی” است.
در مرحله دوم آنیون ها، به عنوان مثال یون های سولفات، با مبدل های به اصطلاح “پایه” مبادله می شوند.

به روشی مشابه با یون های هیدروکسید مبادله می شود. برای این مبدل، یون‌های هیدروکسید به یک رزین مصنوعی متصل می‌شوند که در ازای آنیون‌های دیگر مانند یون‌های سولفات آزاد می‌شوند. این دو فرآیند تبادلی منجر به به اصطلاح آب بدون نمک یا دیونیزه می شود که معمولاً تمام نیازها را برآورده می کند، مثلاً در آزمایشگاه. همچنین در آنجا به جای آب مقطر استفاده شده قبلی که امروزه به ندرت استفاده می شود، استفاده می شود.

اگر فقط می خواهید یون های کلسیم و منیزیم را که باعث سختی آب می شوند حذف کنید، کافی است از یک مبدل کاتیونی پر از یون های سدیم استفاده کنید. سپس یون های کلسیم و منیزیم به آن متصل می شوند و یون های سدیم در ازای آن وارد محلول می شوند.

امکان دیگر افزودن عوامل کمپلکس کننده است. سپس این کاتیون ها را با کمپلکس شدن در محلول نگه می دارند و در نتیجه از رسوب نمک های کم محلول در آب جلوگیری می کنند. به عنوان مثال، ب. پنتا سدیم تری فسفات آب
به عنوان یک نرم کننده اضافه می شود که با یون های فلز قلیایی خاکی کمپلکس های پایدار و به راحتی قابل حل می سازد. با این حال، از آنجایی که فسفات های موجود در فاضلاب منجر به اوتروفیکاسیون بدنه های آبی می شود، زئولیت ها در اروپا جایگزین آنها شدند.