文档介绍：探究水垢的形成
探究性质:通过对日常生活中水垢的产生,转为对物质化学反应的研究。
探究对象:通过研究家中水壶中水垢的形成,引出本次的探究课题。
探究地点:我们当地居住的环境附近。
探究目标:探究水垢的形成,查找去除和避免水垢产生的办法。
摘要:借用课堂所学知识和通过上网专题查询,发现我国是水垢污染大国,无论是生产工作中,还是日常生活,水垢对我们都有严重的影响,例如生产中,换热器、输送管道、泵阀等设备的结垢现象十分普遍,生活中,保温瓶、烧水壶中,都有大量水垢的存在。通过课堂学****与平时了解,熟悉了水垢的形成机理和存在的化学反应,在此我想通过调查研究我们当地居住的生活环境,来验证水垢的形成和探究如何有效的避免水垢的出现。
1、引言
相信很多人都会有这样的经历,经常用来烧开水的水壶在使用一段时间后会出现一层厚厚的黄色的水垢,又硬又难看。这究竟是怎么回事呢?常用于贮存水或烧水的器皿(如暖水壶、热水壶)壁上常结有一层水垢(主要成分是)不易清洗,运用所学的化学知识能否轻松洗掉呢?偶尔看电视广告了解到:贝壳放在酸性物质中浸泡过后,变得非常容易碎,是不是也可以用这种方法来除过水垢呢?下面通过我们课堂所学的知识和实验探究来解决以上提出的问题。
2、水垢的形成
阅读资料解释
据查阅资料显示,水垢是具有反常溶解度的难溶或微溶盐,易在器壁尤其是金属表面处析出沉积。其形成过程为:微细结晶在过饱和溶液中处于溶解-结晶的亚稳定状态,结晶在器壁聚集黏附并有序长大,结成水垢。水垢是否形成主要取决于盐类是否过饱和及其结晶的生长过程,与成垢离子、水质情况、器壁形态等密切相关。系统中的成垢离子越饱和、水的硬度越高,结垢倾向越严重;粗糙的金属表面和杂质对结晶过程也有催化作用,会促进水垢析出。大部分水垢外观呈白色或灰白色,质硬且致密,以碳酸盐、硫酸盐、磷酸钙盐和硅酸盐的钙镁盐为主,其中最典型的是碳酸钙垢,此外工业锅炉中还可能产生铁垢和铜垢等。
课堂所学知识解释
在课堂学****和平时阅读中了解,水垢的形成主要有两个因素。从物理性质来讲,在硬水质地区,PH值的变化会引起水垢的形成:PH值越低,水中的酸性越强,所能溶解的矿物质成分也就越多;PH值越高,水中的碱性越强,所能溶解的矿物质成分也就越少。如对水加热、水压降低、在水中添加化学品剂等都会导致PH值升高。随着PH值升高,矿物质成分在水中溶解的能力减弱,这些矿物质成分(碳酸钙为主)就会沉淀下来,成了水垢。
从化学反应来讲,自来水是由河水、湖水或者井水经过沉降,除去泥沙,消毒杀菌后得到的,其中溶解了许多的矿物质。当水烧开后,一部分水蒸发了,原来溶解在水中的碳酸氢钙和碳酸氢镁,在沸腾的水里分解,产生碳酸钙和氢氧化镁等难溶物沉淀下来,有时也会生成碳酸镁,就这样也形成了水垢。具体的反应过程:
(煮沸)
(注:在煮沸的时候氢氧化镁的溶解度比碳酸镁小)
所得结论
饮用水中一般都含有少量的钙离子和镁离子,还含有少量碳酸氢根离子。将饮用的水加热煮沸,由于碳酸氢钙和碳酸氢镁热分解温度低于100摄氏度,碳酸氢钙会分解成碳酸钙、二氧化碳和水,碳酸氢镁也会分解成碳酸镁、二氧化碳和水。但是,长时间煮沸,碳酸镁会跟水反应,部分或全部转化成氢氧化镁。这是因为,氢氧化镁比碳酸镁的溶解度更小,不断加热,生成更难溶的氢氧化镁,有利于