水硬度計算機
將鈣與鎂濃度換算為以碳酸鈣計的總硬度。
鈣鎂硬度
輸入以毫克每公升表示的溶解鈣與鎂濃度,計算標準硬度單位數值。
關於水硬度
水硬度描述水中溶解的多價礦物離子濃度,主要為鈣離子與鎂離子。水流經土壤與岩石,尤其是石灰岩、白雲岩及石膏時,會溶入這些礦物質。硬水通常不構成健康危害,其中的鈣與鎂也可補充膳食攝取。不過,硬度會影響肥皂效能、水垢、口感、工業製程,以及加熱器、鍋爐、膜與管線設備的運作。
實驗室常以毫克每公升分別報告鈣與鎂濃度。要合併為可比較的硬度值,需將各濃度換算為碳酸鈣的等效質量。依離子莫耳質量及電荷當量,鈣與鎂的標準係數分別約為 2.497 與 4.118。以碳酸鈣計的總硬度(毫克每公升)等於鈣濃度乘以 2.497,加上鎂濃度乘以 4.118。計算機也將結果換算為每美制加侖格令,換算關係為每加侖每格令相當於以碳酸鈣計的 17.118 毫克每公升。
顯示的分級採用美國地質調查局常見範圍:低於 60 mg/L 為軟水,60 至未滿 120 為中度硬水,120 至未滿 180 為硬水,180 mg/L 或以上為極硬水。這些分類屬於描述性標籤,不是通用法規限值。自來水單位、家電製造商、實驗室或水處理業者可能使用略有不同的分類。決定處理方式時,除了總硬度,還應考量實際用途、鹼度、pH、溫度、二氧化矽、鐵、錳及其他水質指標。
這種以離子為基礎的計算,假設分析結果代表同一水樣中的溶解鈣與鎂,且單位與標示一致。它不直接使用導電度或總溶解固體,因為這些數值包含許多對硬度貢獻不同的離子。若滴定結果直接以 mg/L 碳酸鈣報告,不應將它當作鈣濃度輸入。報告若已有總硬度,請使用該結果。涉及飲用水法規、鍋爐處理、水族箱、游泳池或醫療需求時,請遵循相關專業指引,並使用經認證實驗室在適當採樣與品質管制下取得的資料。
水硬度範例
以下範例將測得的離子濃度換算為碳酸鈣當量硬度。
| 鈣與鎂 | 總硬度 | 分級 |
|---|---|---|
| 鈣 40 mg/L,鎂 10 mg/L | 141.06 mg/L(以 CaCO₃ 計) | 硬水。 |
| 鈣 20 mg/L,鎂 5 mg/L | 70.53 mg/L(以 CaCO₃ 計) | 中度硬水。 |
| 鈣 60 mg/L,鎂 20 mg/L | 232.18 mg/L(以 CaCO₃ 計) | 極硬水。 |
| 鈣 10 mg/L,鎂 2 mg/L | 33.21 mg/L(以 CaCO₃ 計) | 軟水。 |
如何計算水硬度
- 取得同一水樣的鈣與鎂濃度。
- 確認兩項實驗室結果均以毫克每公升表示。
- 分別輸入濃度;若可靠測量確認某離子不存在,可輸入零。
- 計算總硬度,並查看分級及每加侖格令換算結果。
常見問題
以 CaCO₃ 計的 mg/L 是什麼意思?
它將不同的致硬離子統一表示為碳酸鈣當量,讓鈣與鎂的硬度貢獻可以直接相加,也更容易比較。
硬水喝起來不安全嗎?
在一般飲用水濃度下,硬度本身通常不被視為健康風險,主要影響感官品質與設備運作。不過,完整水質評估仍需要許多其他檢測。
鈣與鎂如何換算?
鈣濃度乘以 2.497,鎂濃度乘以 4.118。這些係數考量各離子相對於碳酸鈣的分子質量與二價電荷。
硬度等於總溶解固體嗎?
不等於。總溶解固體包含所選方法測得的所有溶解性離子與非離子物質;硬度則主要著重於鈣與鎂的當量。
每加侖格令是什麼?
這是傳統水硬度單位,常用於選定家用軟水器規格。每美制加侖一格令約等於以碳酸鈣計的 17.118 mg/L。