明礬,化學(xué)式為KAl(SO4)2·12H2O,是一種常用的凈水劑,其凈水原理既包含化學(xué)變化也包含物理變化。
明礬溶于水后,會(huì)電離出鋁離子(Al3+)。這些鋁離子隨后與水中的氫氧根離子(OH-)結(jié)合,形成難電離的氫氧化鋁(Al(OH)3)。這個(gè)反應(yīng)是一個(gè)可逆反應(yīng),即鋁離子和水不斷生成氫氧化鋁,同時(shí)氫氧化鋁也不斷分解回鋁離子和水。但重要的是,這個(gè)過程中生成的氫氧化鋁在水中形成了膠體。
氫氧化鋁膠體具有很強(qiáng)的吸附能力,尤其是對水中的懸浮雜質(zhì)。這些懸浮雜質(zhì)往往帶有負(fù)電荷,而氫氧化鋁膠體粒子帶有正電荷。因此,當(dāng)它們相遇時(shí),電荷會(huì)中和,導(dǎo)致雜質(zhì)顆粒迅速聚集,形成更大的顆粒。這些顆粒由于重力作用,會(huì)逐漸沉降到水底。
除了電荷中和導(dǎo)致的聚集外,氫氧化鋁膠體的吸附能力還來自于其巨大的表面積。膠體粒子非常小,但數(shù)量眾多,因此它們提供了大量的表面積來吸附雜質(zhì)。這種吸附作用進(jìn)一步增強(qiáng)了明礬的凈水效果。
值得注意的是,雖然明礬的凈水過程中涉及了化學(xué)反應(yīng)(鋁離子與氫氧根離子的結(jié)合),但最終的凈水效果主要是通過物理過程(雜質(zhì)顆粒的聚集和沉降)實(shí)現(xiàn)的。因此,明礬凈水主要被視為一種物理變化過程。
總的來說,明礬的凈水原理是利用其溶于水后生成的氫氧化鋁膠體對雜質(zhì)的吸附作用,使雜質(zhì)沉降到水底,從而達(dá)到凈水的目的。這種方法在過去是民間常用的凈水手段,至今仍在某些場合得到應(yīng)用。然而,隨著現(xiàn)代水處理技術(shù)的發(fā)展,更先進(jìn)、更高效的凈水方法已經(jīng)逐漸取代了傳統(tǒng)的明礬凈水法。