【水垢的化学成分】水垢是水在加热或蒸发过程中，溶解于水中的矿物质在容器内壁沉积形成的硬质物质。它主要由钙、镁等金属离子与碳酸根、硫酸根、磷酸根等阴离子结合而成。不同地区的水质差异较大，因此水垢的化学成分也会有所不同。了解水垢的化学组成有助于更好地预防和清除水垢。
一、水垢的主要化学成分
1. 碳酸钙（CaCO₃）
最常见的水垢成分，尤其是在硬度较高的水中，碳酸钙容易在加热时析出形成白色沉淀。
2. 硫酸钙（CaSO₄）
硫酸钙在高温下不易溶解，形成较坚硬的水垢，常见于锅炉和热水管道中。
3. 氢氧化镁（Mg(OH)₂）
在碱性条件下，镁离子易与氢氧根结合生成氢氧化镁，常出现在软化水系统中。
4. 磷酸钙（Ca₃(PO₄)₂）
水中若含有较多磷元素，可能与钙结合形成磷酸钙水垢，多见于工业用水系统。
5. 硅酸盐
某些水源中含有可溶性硅酸盐，在高温下会形成硅酸盐水垢，这类水垢较为坚硬且难以清除。
6. 铁氧化物（如Fe₂O₃）
若水中含有铁离子，可能在高温或氧化条件下形成铁锈状水垢。
二、水垢的分类及成分对比表
| 成分名称 | 化学式 | 物理性质 | 常见来源 |
| 碳酸钙 | CaCO₃ | 白色粉末状，难溶 | 硬度高的自来水 |
| 硫酸钙 | CaSO₄ | 白色晶体，微溶 | 工业用水、锅炉用水 |
| 氢氧化镁 | Mg(OH)₂ | 白色胶状物 | 软化水系统 |
| 磷酸钙 | Ca₃(PO₄)₂ | 白色固体，难溶 | 含磷的水源 |
| 硅酸盐 | SiO₃²⁻ | 颗粒状，坚硬 | 地下水、含硅水源 |
| 铁氧化物 | Fe₂O₃ | 红褐色颗粒 | 含铁的地下水或管道腐蚀 |
三、水垢的形成原因
水垢的形成主要是由于水中溶解的矿物质在受热或蒸发过程中浓度升高，超过其溶解度后析出并附着在容器或管道表面。这种现象在热水器、锅炉、饮水机等设备中尤为明显。
四、水垢的危害
1. 影响热效率：水垢导热性差，会导致设备能耗增加。
2. 堵塞管道：长期积累可能导致水流不畅甚至堵塞。
3. 缩短设备寿命：水垢侵蚀设备内部，降低使用寿命。
4. 影响水质：部分水垢可能释放有害物质，影响饮用水安全。
五、水垢的防治方法
- 软化处理：通过离子交换树脂去除水中的钙、镁离子。
- 添加阻垢剂：抑制矿物质的结晶和沉积。
- 定期清洗：使用醋酸、柠檬酸等酸性溶液进行除垢。
- 控制水温：避免水温过高导致矿物质快速析出。
通过了解水垢的化学成分及其形成机制，可以更有效地采取措施预防和治理水垢问题，提高设备运行效率和水质安全性。
