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如何根据硬度和碱度的关系了解水质?  

天然水中的硬度主要是指Ca2+、Mg2+等金属离子，水中的碱度主要是指碳酸氢盐碱度HCO3-。而水中主要存在的离子有Ca2+、Mg2+、Na+、K+和HCO3-、SO42-、Cl-等。水中的硬度与硬度之间的关系分为三种情况。  

(1)碱度>硬度(以mol/L计)HCO3->(Ca2+、Mg2+水中的硬度(Ca2+、Mg2+)都变成为碳酸氢盐，并同时还有Na+、K+的碳酸氢盐，但没有非碳酸盐硬度在。此时，碱度减去硬度所得的差值等于Na+、K+的碳酸氢盐。这部分多出的Na+、K+的碳酸氢盐碱度即所谓过剩碱度亦称为负硬度。  

(2)碱度=硬度(以mol/L计)即HCO3-=(Ca2+、Mg2+)此时只有Ca2+、Mg2+的硬度及其碳酸氢盐碱度，既无非碳酸盐硬度，亦无Na+、K+的碳酸氢盐。  

(3)碱度<硬度(以mol/L计)即HCO3-<(ca2+、mg2+)。此时又有两种情况，一是ca2+>HCO3-的钙硬水，此时水中有非碳酸盐硬度CaSO4、MgSO4的存在，但没有镁的碳酸盐硬度Mg(HCO3)2。另一种情况是Mg2+>HCO3-的镁硬水，水中有镁的碳酸盐硬度Mg(HCO3)2的存在，但没有钙的非碳酸盐硬度存在，而有镁的非碳酸盐硬度MgSO4的存在。但上述两种情况，无论是哪种，水中都有非碳酸盐的硬度存在，而没有Na+、K+的碳酸氢盐存在。

水中各种碱度的相互关系如何?  

水中的碱度是用盐酸中和的方法来测定的。在滴定水的碱度时采用两种指示剂来指示滴定的终点。用酚酞作指示剂时，滴定的终点为pH8.2～8.4，称为酚酞碱度或P碱度。此时，水中的氢氧化物全部被中和，碳酸盐转化为碳酸氢盐，就是碳酸盐被中和了一半。即P碱度=CO32--全部OH-。  

用橙作指示剂时，滴定的终点pH为4.3～4.5，称为橙碱度或M碱度。此时，水中的氢氧化物、碳酸盐及碳酸氢盐全部被中和，所测得的水中各种弱酸盐类的总和，因此又称为总碱度。  

即M碱度=全部HCO3-全部CO32-全部OH-。如果水中单独存在OH-碱度，水的pH>11.0；水中同时存在OH-、CO32-时，pH9.4～11.0；如水中只有CO32-存在时，pH=9.4；当CO32-、HCO3-共同存在时，pH8.3～9.4；单一的HCO3-存在时，pH=8.3；但pH<8.3时，水中碱度也只有HCO3-存在，此时的pH值变化只与HCO3-和游离的CO2含量有关。  

硬度的单位是如何表示的？

硬度的常用单位是mmol/L或mg/L。过去常用的当量浓度N现已停用。换算时，1N=0.5mol/L。由于硬度并非是由单一的金属离子或盐类形成的，因此，为了有一个统一的比较标准，有必要换算为另一种盐类。  

通常用CaO或者是CaCO3的质量浓度来表示。当硬度为0.5mmol/L时，等于28mg/L的CaO，或等于50mg/L的CaCO3。此外，各国也有的用德国度、法国度来表示硬度。1德国度等于10mg/L的CaO，1法国度等于10mg/L的CaCO3。0.5mmol/L相当于2.8德国度、5.0法国度。