水に含まれるカルシウムイオンや重炭酸イオンは、最初は水が硬く見えます。これは、これらのイオンが溶解するときに起こります。カルシウムとマグネシウムの陽イオンが形成され、カルシウムとマグネシウムの陰イオンが形成されます。これは、水を硬くする金属カチオンによるものです。煮沸するか、石灰（水酸化カルシウム）を加えるなど、硬さを取り除く方法があります。炭酸水素塩を作るには、重炭酸塩を特定の温度に加熱する必要があります。これにより、炭酸カルシウムが溶液から出てきて、冷やすと水が柔らかくなります。本来の不溶性の炭酸塩が、他のものと混ざり合うものに変化します。水の硬度（一時的）を取り除く方法について詳しく学びましょう。
水から一時的な硬度を取り除く
1) ボイル（物理的方法）
この場合、沸騰はカルシウムとマグネシウムの水素をそれらの（炭酸塩）と水とCO2ガスに分解し、それらの炭酸塩になります.炭酸塩は、カルシウムとマグネシウムのイオンが水から除去され、ボイラーの底に固体として堆積するときに形成されます.
Ca(HCO3)2(aq) → CaCO3(s) + CO2(g) + H2O(l)
2) 水酸化カルシウム (石灰水) を加える
水と混合できる可溶性炭酸水素マグネシウムまたは炭酸水素カルシウムがあります。水酸化カルシウムはそれらと反応して、不溶性の炭酸マグネシウムまたは炭酸カルシウムを生成します。
Ca(HCO3)2(aq) + Ca(OH)2(aq) → 2CaCO3(s) + 2H2O(l)
3) 炭酸ソーダを水に加えて、水からカルシウムまたはマグネシウム イオンを取り除きます。
C𝑎(𝐻𝐶𝑂3)2 (𝑎𝑞) + 𝑁𝑎2𝐶𝑂3 (𝑎𝑞) → 2𝑁𝑎𝐻𝐶𝑂3 (𝑎𝑞) + 𝐶𝑎𝐶𝑂3 (𝑠)
4) アンモニア水を加える
水が分解できない炭酸塩に溶解できる炭酸水素塩に変化があります.この方法では、マグネシウムとカルシウムのイオンが水から排出されます。
2NH4OH(aq) + Mg(HCO3 )2(aq) → MgCO3(s) + (NH4 )2CO3(aq) + H2O(l)
硬さを取り除く方法の化学:
カルシウムとマグネシウムが炭酸カルシウムと水酸化マグネシウムの形で水から取り出されると、水の酸性度が低くなります。 CO2 濃度と pH は、これら 2 つの固体がどのように結合するかに重要な役割を果たします。水酸化物を加えて pH を 10 以上にすると、炭酸塩の硬度を下げるのに役立ちます。
水の pH が 10 を超えると、重炭酸イオンが炭酸イオンに変化することがあります。空気中には、炭酸カルシウムが形成されるよりもはるかに多くの炭酸塩が存在します。水の中には、pH を変えても除去できないカルシウムがまだたくさんあります。これを非炭酸硬度といいます。
そのため、体外にソーダ灰 (炭酸ナトリウム) を追加して、まだそこにあるカルシウムを沈殿させる必要があります。マグネシウムと水が混ざると水酸化マグネシウムが生成されるため、マグネシウムが除去されます。石灰ソーダ灰プロセスに石灰を追加して、pH レベルを上げます。
5) 炭酸イオンを得るために、炭酸ナトリウムを入れます。
H2CO3 + Ca(OH)2 → CaCO3 + 2H2O
推論 :
- CO2 炭酸と石灰が混ざると中和する過程が(1)式です。この方程式は水の硬度を変えないので、正味の変化はありません。多くの炭酸も大量の石灰で中和する必要があり、これは CaCO3 の形である必要があります。確率比も役立ちます。
- 式 (2) は、水から炭酸カルシウムの硬度を取り除く方法を示しています。また、炭酸水素カルシウムのすべての分子が、水の pH を上げることによって 2 つの炭酸イオンを形成できることも示しています。これらの化学量論比は、炭酸水素カルシウム 1 mg/L ごとに、それを除去するために CaCO3 の形で 1 mg/L の石灰が必要であることも示しています。
- カルシウムと非炭酸塩の硬度は、式 (1) から削除されます。 （3）、つまり硬度が低いことを意味します。水から炭酸カルシウムを除去するには、非炭酸カルシウムの硬度 1 mg/L ごとに CaCO3 を使用する必要があります。
- 式と同じです。 4、次のように述べています。水中の重炭酸マグネシウムの硬度を mg/L ごとに取り除くには、CaCO3 または石灰の形で 2 mg/L の石灰が必要です。
- 式。 (5)は、非炭酸マグネシウムをカットした際の硬度の低下を示しています。非炭酸マグネシウムの硬度を取り除くには、水の硬度が mg/L ごとに 1 mg/L の石灰または CaCO3 が必要です。交換があります：マグネシウムイオンが取り出され、取り出されたマグネシウムイオンごとにカルシウムイオンが追加されます.これは、硬度レベルが変化しなかったことを意味します。これは真実です。
結論
水が硬くなるためには、多価陽イオンがたくさん含まれている必要があります。それらは複数の電荷を持っているため、「多価」カチオンと呼ばれます。次に、複数の電荷 +1 を持つ金属錯体で構成されます。ほとんどの場合、陽イオンは +2 です。硬水の陽イオンは主に Ca2+ と Mg2+ です。これらのイオンは、帯水層のミネラルを分解することによって水源に入ります。方解石や石膏などのカルシウムが豊富なミネラルが一般的です。世界中で発見されているドロマイトと呼ばれる一般的なマグネシウム鉱物があります（カルシウムも含まれています）.雨水や蒸留水はイオンが少ないのでやわらかいです。
水には、水を硬くする重炭酸塩ミネラルが溶解しており、「一時的に硬く」しています（重炭酸カルシウムと重炭酸マグネシウム）。これは、水を硬くする金属カチオンによるものです。一方、硫酸塩や塩化物による硬さは長時間持続し、熱湯では取れません。この記事では、水の硬度を取り除く方法（一時的）について説明しました。
