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如何根据硬度和碱度的关系了解水质?  

天然水中的硬度主要是指Ca2+、Mg2+等金属离子，水中的碱度主要是指碳酸氢盐碱度HCO3-。而水中主要存在的离子有Ca2+、Mg2+、Na+、K+和HCO3-、SO42-、Cl-等。水中的硬度与硬度之间的关系分为三种情况。  

(1)碱度>硬度(以mol/L计)HCO3->(Ca2+、Mg2+水中的硬度(Ca2+、Mg2+)都变成为碳酸氢盐，并同时还有Na+、K+的碳酸氢盐，但没有非碳酸盐硬度在。此时，碱度减去硬度所得的差值等于Na+、K+的碳酸氢盐。这部分多出的Na+、K+的碳酸氢盐碱度即所谓过剩碱度亦称为负硬度。  

(2)碱度=硬度(以mol/L计)即HCO3-=(Ca2+、Mg2+)此时只有Ca2+、Mg2+的硬度及其碳酸氢盐碱度，既无非碳酸盐硬度，亦无Na+、K+的碳酸氢盐。  

(3)碱度<硬度(以mol/L计)即HCO3-<(ca2+、mg2+)。此时又有两种情况，一是ca2+>HCO3-的钙硬水，此时水中有非碳酸盐硬度CaSO4、MgSO4的存在，但没有镁的碳酸盐硬度Mg(HCO3)2。另一种情况是Mg2+>HCO3-的镁硬水，水中有镁的碳酸盐硬度Mg(HCO3)2的存在，但没有钙的非碳酸盐硬度存在，而有镁的非碳酸盐硬度MgSO4的存在。但上述两种情况，无论是哪种，水中都有非碳酸盐的硬度存在，而没有Na+、K+的碳酸氢盐存在。

水中的主要阴、阳离子对水质有些什么影响？  

水中主要的阴离子有Cl-、SO42-、HCO3-、CO32-、OH-等，其中HCO3-、CO32-、OH-在水中常与阳离子K+、Na+、Ca2+、Mg2+等组成硬度和碱度，它们之间的量的变化要影响水的pH值变化，从这一变化可以知道水的属性是腐蚀型的或是结垢型的。因此，它们是影响水的性质的主要离子。  

Cl-是水中为常见的阴离子，是引起水质腐蚀性的催化剂，能强烈动和促进金属表面电子的交换反应，特别是对水系统的不锈钢材料，粉末试剂泳池水质余氯检测仪维修中心，应力集中处(如热应力、震荡应力等)，会引起Cl-的富集，加速电化学腐蚀过程。  

SO42-也是水中较为普遍存在的腐蚀性阴离子，使水的电导率上升，同时又能与阳离子Ca2+等生成CaSO4沉淀而结垢，它又不是水中硫酸盐还原菌的营养源。  

水中主要的阳离子有K+、Na+、Ca2+、Mg2+和Fe3+、Mn2+等，其中Na+是水中为常见的阳离子，K+、Na+的存在使水的电导率上升，增加了水的不稳定倾向；其中Ca2+、Mg2+是组成水中硬度的主要离子，在一定的条件下，常在受热设备的表面结垢，影响传热效果。Fe3+、Mn2+很易生成Fe(OH)3、Mn(OH)2的沉淀形成水垢，从而产生垢下腐蚀，又是铁细菌生长的促进剂。

水中各种碱度的相互关系如何?  

水中的碱度是用盐酸中和的方法来测定的。在滴定水的碱度时采用两种指示剂来指示滴定的终点。用酚酞作指示剂时，滴定的终点为pH8.2～8.4，称为酚酞碱度或P碱度。此时，水中的氢氧化物全部被中和，碳酸盐转化为碳酸氢盐，就是碳酸盐被中和了一半。即P碱度=CO32--全部OH-。  

用橙作指示剂时，滴定的终点pH为4.3～4.5，称为橙碱度或M碱度。此时，水中的氢氧化物、碳酸盐及碳酸氢盐全部被中和，所测得的水中各种弱酸盐类的总和，因此又称为总碱度。  

即M碱度=全部HCO3-全部CO32-全部OH-。如果水中单独存在OH-碱度，水的pH>11.0；水中同时存在OH-、CO32-时，pH9.4～11.0；如水中只有CO32-存在时，pH=9.4；当CO32-、HCO3-共同存在时，pH8.3～9.4；单一的HCO3-存在时，pH=8.3；但pH<8.3时，水中碱度也只有HCO3-存在，此时的pH值变化只与HCO3-和游离的CO2含量有关。  

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