化學學習——永久硬度

永久硬度（又稱非碳酸鹽硬度）
永久硬度是水硬度的重要分類，指水中鈣、鎂離子與硫酸根（SO?2?）、氯離子（Cl?）、硝酸根（NO??）等強酸陰離子結合，形成穩定鹽類（如硫酸鈣、氯化鎂等）所產生的硬度，其核心特征是加熱煮沸后無法通過沉淀去除，需借助化學或物理方法處理，因此得名 “永久硬度”。
由鈣、鎂的硫酸鹽（CaSO?、MgSO?）、氯化物（CaCl?、MgCl?）、硝酸鹽（Ca (NO?)?、Mg (NO?)?）等鹽類組成，這些鹽類化學性質穩定，不易受熱分解，始終以離子形式溶解在水中。
與暫時硬度（碳酸氫鹽構成，加熱可沉淀）不同，永久硬度對應的鹽類加熱后不會分解析出沉淀，無法通過簡單煮沸軟化水質；
水中總硬度 = 暫時硬度 + 永久硬度，因此永久硬度可通過總硬度減去暫時硬度得出（總硬度指水中鈣、鎂離子總濃度）；
在高溫高壓環境下（如工業鍋爐），會形成堅硬致密的水垢（如硫酸鈣垢），影響設備熱傳導效率、縮短設備壽命；家庭用水中含量過高，會降低肥皂洗滌效率，導致衣物難以洗凈。
需通過針對性工藝將鈣、鎂離子轉化為不溶性沉淀或分離去除，常用方法分為兩類：
化學沉淀法：工業中最常用，如雙堿除硬工藝中，加入純堿（碳酸鈉）與永久硬度中的鈣離子反應，生成碳酸鈣沉淀；若含鎂離子永久硬度，可搭配氫氧化鈉，生成氫氧化鎂沉淀徹底去除；
物理 / 離子交換法：通過離子交換樹脂（吸附鈣、鎂離子，釋放鈉離子）、反滲透膜過濾等方式，直接分離水中鈣、鎂離子，適用于飲用水軟化或高精度工業用水處理。