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发表于 2007-10-27 10:44 | 只看该作者

［翻译＋原创］水的硬度

翻译, 硬度, 原创

作者：larry/creative.net (Larry Frank)
日期：Tue, 16 Dec 1997

译者：七夕整理：影子

娴聚水族论坛

转贴请注明出处

阅读了所有的关于硬度与碱度（alkalinity）的回复之后，我试图通过我手头的水族文献发现一些东西，并提出一些不同意义的定义，也尝试了解如何影响二氧化碳的添加。下面的文章是我写的。我要感谢Dave (eworobe-at-cc.UManitoba.CA)，他帮助我理解了碱度（alkalinity），任何错误都是我的，而不是他的。

水的硬度
所有淡水中都含有不同数量的钙和镁。这些阳离子都包含一个2＋的电荷。它们形成带负电荷的阴离子。其中最重要的是重碳酸盐（HCO3-）、碳酸盐（CO32-）和硫酸盐（SO42-）

总硬度（GH）是钙和镁阳离子（带正电荷）

碳酸盐硬度（KH）仅仅是指重碳酸盐和碳酸盐阴离子（负电荷）。它不能测试硫酸盐和其它阴离子。

碳酸盐硬度是混淆的述语，因为它还指硬度，但是相当于以碳酸盐和重碳酸盐得到的碱度（alkalinity）（也可以说是添加酸使pH缓冲变化的能力）。其它阴离子（如氢氧化物、硼酸盐、硅酸盐和磷酸盐）有助于增加碱度（alkalinity）。千真万确的是，你千万不要用述语’KH’。然而，它经常被水族文献提到。在水草缸和水族缸中它被注释为提供大部分碱度（alkalinity）的碳酸盐／重碳酸盐缓冲系统。

KH和GH通常是相互依存，但GH相同的水样中，KH值可以依靠阳离子和阴离子来升高和降低。例如：大量的碳酸氢钠（NaHCO3）会升高KH而不会影响GH。大量的硫酸镁可以升高GH而不改变KH。

通常，在淡水中大部分阳离子是钙与镁（3：1比例）和大量的阴离子是碳酸盐。这个水平GH和KH往往是相似。

单位

测试剂表示总硬度（GH）
一般是离子／升或摩尔浓度，但它不常用。在文献中通常总硬度的等级是以CaCO3的德国度或ppm Ca来表示。碳酸盐硬度（KH）是一组缺乏真实性的硬度，相当于碳酸盐与重碳酸盐的总量并且影响碱度（alklinity）或酸的缓冲能力。从碳酸钙（CaCO3）来算KH等于ppm CO3

换算从dGH和dKH到ppm CaCO3是17.86的倍数。

如何得到GH的转换因数？

定义：1dGH = 10 mg/liter CaO
原子量 Ca=40,O=16,CaO=56
因此10 mg/liter的 CaO 包含 40/56 *10 = 7.143 mg/liter的Ca
定义钙的ppm浓度不是以钙元素浓度表示，而是以CaCO3 的ppm 浓度来表示
原子量CaCO3 = 100
因此7.143 mg/liter 的钙元素能够表达为100/40 * 7.143 = 17.8575 mg/liter(ppm)CaCO3.
1dGH = 17.86 ppm CaCO3 and 7.143 ppm Ca2+

（KH）

1dGH被定义为10mg/L CaO可以从上面的公式转换为CaCO3的ppm浓度。dKH的定义是在17.86ppm CaCO3的碳酸盐数量，而与CaO定义的GH毫无关系。历史的术语上GH起初以CaO定义的；第二才是以ppm浓度的CaCO3表示硬度，难度KH是第三吗？

1dKH = 17.86 ppm CaCO3

从上面可以得到1dKH = 17.8575 mg/liter CaCO3。有7.143 mg/liter 的Ca，推出(17.8575-7.143)= 10.7145mg/liter CO3

1dKH = 10.7145 ppm CO3

至于重碳酸盐：

在pH小于10.25的水中CaCO3会生成Ca(HCO3)2(每个碳酸离子生成两个重碳酸盐)

CaCO3 + H20 + CO2 ---> Ca(HCO3)2

CO3 mw = 60
HCO3 mw = 61

因此碳酸钙有10.7145mg/liter CO3 （每个CO3阴离子生成两个HCO3阴离子）61/60*2 *10.7=21.8 mg/liter HCO3

其它方式的计算，这里用摩尔浓度：

1dKH = 17.86 mg/liter CaCO3
mw CaCO3 = 100
17.86 mg/liter CaCO3 = .179 m Mole CaCO3
将生成 2* .179 m Mole = .358 m Mole

多倍的摩尔数×原子量得到毫克：
0.358*61(mwHCO3) = 21.8 mg/liter HCO3

1dKH = 21.8 ppm HCO3

如何用这些转换因数：

如果你以ppm表示或以17.86 ppm硬度表示的碱度（alkalinity）得到一个级别。

如果你想以1dKH碳酸钙升高碱度（alkalinity）：用17.86 毫克的 CaCO3

如果你想以1dKH碳酸氢钠升高碱度（alkalinity）

mw Na = 23
mw HCO3= 61
mw NaHCO3= 84

1dKH= 21.8 ppm HCO3
21.8 *84/61=30 mg/liter 的 NaHCO3

用摩尔浓度表示：
0.358 mMoles * 84(mwNaHCO3) = 30 mg/liter of NaHCO3

未完待续。。

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