
【化】 scale forming
【計】 generating; spanning
【醫】 production
furring; scale
【化】 scale deposit
【醫】 scum
水垢生成(scale formation)是水溶液中溶解的無機鹽類在受熱或蒸發條件下析出沉積的化學過程。根據《現代漢英綜合大詞典》,“水垢”對應英文術語為“scale”或“limescale”,特指硬水在加熱設備表面形成的灰白色固體沉積物。
該過程的核心機理涉及鈣鎂離子的溶解度變化。當水溫超過60℃時,碳酸氫鈣(Ca(HCO₃)₂)發生熱分解反應: $$ text{Ca(HCO₃)₂} xrightarrow{Delta} text{CaCO₃↓} + text{CO₂↑} + text{H₂O} $$ 此反應生成的碳酸鈣晶體構成水垢主要成分(美國化學學會期刊,2020)。工業鍋爐系統中,硫酸鈣(CaSO₄)和矽酸鹽類化合物也會參與沉積(美國能源部技術報告)。
水質硬度是影響水垢生成的關鍵參數。根據世界衛生組織《飲用水水質準則》,總硬度超過120mg/L(以CaCO₃計)的水體在加熱設備中形成水垢的概率顯著增加。熱交換器、熱水器等設備因持續高溫更易出現結垢現象,導緻熱效率下降17%-25%(國際能源署熱力學研究數據)。
水垢(Water scale)是硬水在加熱或長期靜置過程中,水中溶解的礦物質析出并附着在容器表面形成的沉積物,俗稱“水鏽”或“水堿”。以下是詳細解釋:
水垢主要成分為碳酸鹽(如碳酸鈣、碳酸鎂)和硫酸鹽(如硫酸鈣、硫酸鎂),還可能含氯化鈣、氯化鎂等。其結構通常呈白色或黃白色塊狀、粉末狀,質地堅硬。
硬水特性:天然水含鈣、鎂等離子,與碳酸氫根結合形成可溶性碳酸氫鹽(如Ca(HCO₃)₂)。
加熱析出:當水被加熱或蒸發濃縮時,碳酸氫鹽分解為不溶的碳酸鹽沉澱,化學反應為: $$ text{Ca(HCO₃)₂} xrightarrow{Delta} text{CaCO₃↓} + text{CO₂↑} + text{H₂O} $$
長期沉積:硫酸鈣等物質因溶解度隨溫度升高而降低,逐漸析出并積累成垢。
水垢的形成與水的硬度直接相關,可通過離子交換、添加除垢劑等方法預防。關于其健康影響,目前存在不同觀點,但主要争議集中在礦物質攝入是否有利,需結合水質具體分析。
【别人正在浏覽】