質疑水垢水的安全性
燒開水時產生水垢,大家可以直接看到,有水垢漂浮在水中,或者積累在水壺的底部或周遭,非常不美觀,開水的飲用感官性狀差,因而引起了大家對水質的擔心,甚至不斷質疑自來水的安全。
燒開水產生水垢的自來水,是不是代表水質差,不利於健康呢?今天,我們就從化學和物理的角度探討一下水垢是如何來的,我們該怎麼應對,或者說如何去掉水壺中的水垢,把水垢的前世今生了解個一清二楚。
燒開水時的物理化學反應我們要知道,自來水是來自自然水體,比如說江河湖之中,在自來水水廠經過一些列的處理工藝之後,運輸到達我們的家中。而自然水體中的水,不可避免會含有鈣離子、鎂離子、碳酸氫根、碳酸根和氫氧根,但是自來水廠並不需要去掉這些離子,因為它們可能是我們人體健康所需的基本元素。我們喝的水都不是隻有水分子,單獨的只有水分子的水是沒有任何營養價值的,長期飲用不利於健康。
自來水在沒有加熱的情況下,是含有鈣離子、鎂離子、碳酸氫根、碳酸根和氫氧根這些離子,並且溶解在水中,保持化學平衡。另外,水中一般都是含有二氧化碳。因為空氣中含有二氧化碳,所以二氧化碳在水中的濃度會和它在空氣中的濃度保持化學平衡!簡而言之,就是空氣中的二氧化碳會溶解到自來水中,導致自來水中含有一定量的二氧化碳,並以碳酸的形式存在(參考方程式1到3)。
不過,當我們燒開水加熱時,隨著溫度的升高,二氧化碳在水中的溶解度會降低,使得水中的二氧化碳逸出,從而破壞了水中原有的碳酸平衡,水中的碳酸根會分解轉換為碳酸根、氫氧根和二氧化碳(參考方程式4和5)。請大家看圖中的化學方程式,都是高中的化學知識哦。
當水燒開時,二氧化碳逸出後,從而導致水中的碳酸根和氫氧根的濃度增大,此時它們能和水中的鈣離子、鎂離子結合,反應產生碳酸鈣和氫氧化鎂。但是,因為此時水溫溫高到100度,碳酸鈣和氫氧化鎂在水中的溶解度也大,沉澱析出的水垢較少。
當水燒開後開始冷卻,溫度降低,碳酸鈣和氫氧化鎂在水中的溶解度降低,從而導致碳酸鈣和氫氧化鎂不斷析出,產生較多的沉澱(方程式6和7)。這也就是我們燒開水後肉眼看到的水垢,它們以沉澱、懸浮和漂浮狀態存在於水中。
水垢與水的硬度和鹼度的關係從以上的分析我們可以看出,水垢不僅僅與鈣離子和鎂離子濃度有關,也和碳酸氫根、碳酸根、氫氧根濃度有關。
水的鹼度就是水中碳酸氫根、碳酸根、氫氧根濃度的綜合,因此,水的鹼度高,在燒水時也能產生較多的水垢。而水的硬度與水中鈣離子喝鎂離子的濃度,所以水的硬度越高,燒開水時也能產生就多的水垢。
喝有水垢的水對健康有害嗎?我們可以確定的是,家中的自來水肯定是達到了國家規定的水質標準。
而大多人質疑水質,主要是因為燒開水後,肉眼看到了水垢,不美觀,水的感官性大打折扣。但是,這並不代表自來水的水質不好。水垢只要是從符合國家標準的飲用水凝結而成,喝了對人體健康不會產生影響。
如何去掉水壺中的水垢?如果水壺中積累的水垢太多,會影響水壺效能,導致水壺在加熱時受熱不均勻,水壺很容易壞掉。另外,水垢可能會導致加熱時導熱變慢,從而使得燒開水時,耗電更多。所以,當水壺中積累了一定的水垢時,我們有必要去掉它們。
那怎麼去掉它們呢?
我們就不過多的解釋方法,因為網路上有太多的方法,大家可以參考適合自己的方法。主要有以下方法,土豆皮、檸檬酸、醋、小蘇打可以用來除水垢,另外,水壺中煮雞蛋也能去水垢。
參考文獻
盧金鎖. 2019. 中國給水排水 35, 15-19.