La dureté et l'alcalinité de l'eau naturelle sont des indicateurs importants qui reflètent les caractéristiques de la qualité de l'eau. La dureté se réfère principalement à la concentration totale d'ions calcium (CA²⁺) et aux ions magnésium (mg²⁺) dans l'eau, tandis que l'alcalinité est principalement déterminée par les ions bicarbonate (HCO₃⁻). La relation entre les deux affecte directement la composition des sels dissous dans l'eau et reflète ainsi les propriétés chimiques du plan d'eau. Selon le rapport de concentration des deux, il peut être divisé en trois situations suivantes:
1. L'alcalinité est supérieure à la dureté (en mol / L)
Lorsque la concentration de HCO₃⁻ dans l'eau est supérieure à la moitié de la concentration totale des ions de calcium et de magnésium (c'est-à-dire HCO₃⁻> ½ (CA²⁺ + mg²⁺)), cela indique que l'alcalinité dépasse considérablement la dureté. À l'heure actuelle, les ions de calcium et de magnésium se combineront préférentiellement avec du bicarbonate pour former du bicarbonate de calcium (CA (HCO₃) ₂) et du bicarbonate de magnésium (mg (HCO₃) ₂). Le HCO₃⁻ restant se combine avec des cations monovalents tels que le sodium (Na⁺) et le potassium (K⁺) pour former du bicarbonate de sodium (NAHCO₃) et du bicarbonate de potassium (Khco₃).
Dans ce cas, la dureté dans l'eau est entièrement composée de bicarbonate, et il n'y a pas de dureté non carbonate (comme le calcium et les sels de magnésium sous forme de sulfates ou de chlorures). De plus, la différence entre l'alcalinité et la dureté correspond à la concentration de bicarbonate de sodium et de potassium. Cette alcalinité excessive est appelée «dureté négative» ou «alcalinité excessive», ce qui signifie qu'il y a un bicarbonate supplémentaire dans l'eau qui n'est pas consommé par le calcium et le magnésium.
2. L'alcalinité est égale à la dureté (en mol / L)
Lorsque la concentration de HCO₃⁻ est exactement égale à la moitié de la concentration totale des ions calcium et magnésium (c'est-à-dire HCO₃⁻=½ (Ca²⁺ + Mg²⁺)), les ions calcium et magnésium se combineront tous avec du bicarbonate pour former du bicarbonate de calcium et du bicsium. À l'heure actuelle, les ions de sodium et de potassium ne peuvent pas former du bicarbonate, mais combinez avec des ions sulfate (so₄²⁻) ou de chlorure (CL⁻) pour former des sels neutres tels que le sulfate de sodium (Na₂so₄), le sulfate de potassium (K₂so₄), le chlorure de sodium (NaCl) ou le chlorure de potassium (KCL).
Dans ce cas, il n'y a ni excès d'alcalinité (dureté négative) ni de dureté non carbonate dans l'eau. La dureté et l'alcalinité sont parfaitement appariées, indiquant que les concentrations de calcium et de magnésium sont simplement neutralisées par bicarbonate, et d'autres anions ne sont combinés qu'avec du sodium et du potassium.
3. L'alcalinité est inférieure à la dureté (en mol / L)
Lorsque la concentration de HCO₃⁻ est inférieure à la moitié de la concentration totale d'ions calcium et magnésium (c'est-à-dire HCO₃⁻ <½ (CA²⁺ + mg²⁺)), les ions calcium et magnésium dans l'eau ne peuvent pas être complètement neutralisés par le bicarbonate, et la partie restante se combinera avec d'autres anions (tels que les ions sulfate ou le chlorure) pour former une difficulté non carbonée non de carbonate. Selon la différence de rapport de calcium et de magnésium, cette situation peut être divisée en deux types:
(1) l'eau dure du calcium (proportion élevée de CA²⁺)
Si la concentration en ions calcium est élevée (½ca²⁺> hco₃⁻), le bicarbonate se combinera préférentiellement avec du calcium pour former du bicarbonate de calcium, et les ions calcium restants se combineront avec du sulfate pour former du sulfate de calcium (Caso₄). Dans le même temps, car les ions de magnésium ne sont pas complètement neutralisés, ils existeront sous forme de sulfate de magnésium (MGSO₄). À l'heure actuelle, il y a une dureté non carbonate évidente dans l'eau (comme le sulfate de calcium et le sulfate de magnésium), mais le bicarbonate de magnésium (mg (HCO₃) ₂) n'existe pas du tout.
(2) l'eau dure du magnésium (Mg²⁺ représente une proportion élevée)
Si la concentration en ions de magnésium est élevée (½ca²⁺ Dans les deux cas, tant que l'alcalinité est inférieure à la dureté, la dureté non carbonate doit exister dans l'eau et les bicarbonates de sodium et de potassium (comme Nahco₃) disparaissent complètement. Résumé et analyse En comparant la relation entre la dureté et l'alcalinité, nous pouvons clarifier la composition et la source de sels dans l'eau: Alcalinité> Dureté: le calcium et le magnésium dans l'eau existent sous forme de bicarbonate, accompagné de bicarbonate de sodium et de potassium (dureté négative). Alcalinité=dureté: les bicarbonates de calcium et de magnésium sont complètement neutralisés et d'autres sels sont formés par des ions de sodium, de potassium et de sulfate ou de chlorure. Alcalinité