水垢從哪里來？

河北省曲陽縣下河中學(xué) 黃會敏

星期天小青幫媽媽燒水時發(fā)現(xiàn)，水煮沸后略顯渾濁。冷卻，靜置，水面上有一層白色的固體漂浮物，水底也有很多白色的固體沉淀。經(jīng)過觀察，小青又發(fā)現(xiàn)，家里燒水用的水壺壺底和壺壁上也覆蓋有一層白色的水垢。這一現(xiàn)象引發(fā)了小青的思考：本來是清澈透明的井水，煮沸后為什么會出現(xiàn)固體呢？這些固體物質(zhì)又是從哪里來的呢？小青決定對家里的井水進(jìn)行探究。

小青知道用肥皂水可以鑒別硬水和軟水，于是她用小塑料杯分別取了等量的井水和飲用純凈水，然后滴加等量的肥皂水，振蕩。通過觀察，她發(fā)現(xiàn)純凈水表面有一定量的泡沫，而井水中沒有泡沫卻有大量浮渣（如下圖）。據(jù)此，小青推測家里的井水是硬水。

小青查閱了資料，了解到硬水中含有較多的可溶性鈣、鎂化合物（包括碳酸氫鈣、碳酸氫鎂等物質(zhì)）。在加熱的條件下，碳酸氫鈣和碳酸氫鎂能夠分解，生成碳酸鈣和碳酸鎂，反應(yīng)的化學(xué)方程式分別H2O+CO2↑。碳酸鈣是白色固體，不溶于水；碳酸鎂微溶于水，繼續(xù)加熱，能夠與水反應(yīng)生成氫氧化鎂，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：MgCO3+H2O△=Mg(OH)2↓+CO2↑，氫氧化鎂為白色沉淀。

當(dāng)我們給硬水加熱時，水中的一部分鈣、鎂化合物，如碳酸氫鈣、碳酸氫鎂等就會分解，生成碳酸鈣、氫氧化鎂等固體。這些不溶于水的固體小顆粒懸浮在水中，使水變渾濁。停止加熱并靜置，這些固體小顆粒就會沉降下來。經(jīng)常用硬水燒水的水壺中，這些固體小顆粒附著在壺底和壺壁上，時間長了就會形成一層厚厚的水垢。

水垢不易導(dǎo)熱，壺底聚積了大量的水垢后，既影響水質(zhì)，又浪費燃料，所以水垢太厚時應(yīng)該及時除去。哪些方法可以有效地去除水垢呢？小青決定繼續(xù)探究。

由于水垢的主要成分是碳酸鈣和氫氧化鎂，而它們都能與酸反應(yīng)，生成可溶性的鈣、鎂化合物。因此，小青將沸水中的固體沉淀物瀝出水分，分成兩份倒進(jìn)小杯子里，然后向其中一個小杯子中滴加少量食醋，觀察現(xiàn)象并記錄；并將另一個小杯子帶到學(xué)校的化學(xué)實驗室，滴加稀鹽酸，觀察現(xiàn)象并記錄。（見下表）

鹽酸能夠快速地除去水垢，但由于它的酸性較強(qiáng)，水壺等金屬制品很容易被腐蝕，操作不慎也容易對人體造成傷害。而食醋中的有效成分為醋酸，醋酸的酸性較弱，且在食醋中的含量較低，一般在3%～7%，不會對人體造成傷害。所以，在家庭廚房里，除水垢常用的方法是將食醋和清水混合放入水壺中煮一煮，然后將水垢擦拭干凈，并用清水清洗即可。

滴加的物質(zhì)食醋鹽酸現(xiàn)象有細(xì)密的小氣泡持續(xù)冒出，固體物質(zhì)逐漸減少劇烈反應(yīng)，發(fā)出滋滋的聲音，有大量氣泡冒出，固體物質(zhì)很快消失