Суштина омекшавања креча је смањење тврдоће воде додавањем креча, који хемијски реагује са привременом и трајном тврдоћом у води формирајући нерастворљиве талоге калцијум карбоната и магнезијум хидроксида.
Главне хемијске реакције чине основу за процену:
1. Уклањање карбонатне тврдоће (реакција са ЦО₂ и Ца(ХЦО₃)₂):
ЦО₂ + Ца(ОХ)₂ → ЦаЦО₃↓ + Х2О
Ца(ХЦО₃)₂ + Ца(ОХ)₂ → 2ЦаЦО₃↓ + 2Х₂О
2. Уклањање тврдоће магнезијума (реакција са Мг(ХЦО₃)₂ и Мг²⁺):
Мг(ХЦО₃)₂ + 2Ца(ОХ)₂ → 2ЦаЦО₃↓ + Мг(ОХ)₂↓ + 2Х₂О
Мг²⁺ + Ца(ОХ)₂ → Мг(ОХ)₂↓ + Ца²⁺ (ова реакција уводи еквимоларну количину јона калцијума)
3. Прекомерно додавање: Додатни креч је потребан да би се обезбедио ОХ⁻, који реагује са ХЦО₃⁻ да би произвео ЦО₃²⁻, и за одржавање пХ изнад 10,3 да би се обезбедило потпуно таложење Мг(ОХ)₂.
Узимајући у обзир укупну тврдоћу (ТХ), тврдоћу калцијума (Ца-Х), тврдоћу магнезијума (Мг-Х) и укупну базичност (ТА), количина креча која се додаје (на основу 100% чистог ЦаО) може се поделити на следеће делове:
1. Креч потребан за неутрализацију слободног ЦО₂ (Л₁):
Стехиометријски однос: 1 мол ЦО₂ : 1 мол ЦаО
Л₁=[ЦО₂] (Јединице су конзистентне; ако су све изражене као ЦаЦО₃ мг/Л, вредности су једнаке.)
2. Креч потребан за уклањање карбонатне тврдоће (Л₂):
Овај део се бави тврдоћом која одговара базичности. Стехиометријски однос: 2 мол ХЦО₃⁻ (тј. 1 мол Ца(ХЦО₃)₂) : 1 мол ЦаО
Л₂=[ТА] (Пошто су оба израчуната као ЦаЦО₃, моларна маса је нумерички једнака након конверзије.)
Креч-Уређај за дозирање активног угља за омекшавање натријум карбоната* - Заштита животне средине онлајн
3. Количина креча (Л₃) потребна за уклањање тврдоће магнезијума:
Преципитација магнезијума захтева два дела ОХ⁻, а еквивалентна количина јона калцијума улази у воду након реакције. Стехиометријски однос: 1 мол Мг²⁺ : 2 мол ЦаО
Л₃=2 × [Мг - Х] (Под претпоставком да ЦаЦО₃, коефицијент масеног односа је (56/100) × 2 ≈ 1,12, али се чешће израчунава директно коришћењем моларних односа, тј. удвостручавањем вредности. Овде, [Мг -} је уклоњени део тврдоће и Х] првобитна тврдоћа воденог магнезијума минус циљна дозвољена заостала тврдоћа магнезијума.
4. Вишак дозе лимете (Л₄):
Да би се обезбедила потпуна реакција, посебно преципитација магнезијума, обично је потребно одржавати пХ од 10-11, што захтева додавање вишка креча. Вишак вредности се обично емпиријски процењује на приближно 25~50 мг/Л (као ЦаЦО₃). За напредније омекшавање, вишак вредности може бити већи.
5. Теоријска доза креча (на бази 100%) (на бази ЦаО):
Л_теоретски=Л₁ + Л₂ + Л₃ + Л₄=[ЦО₂] + [ТА] + 2 × [Мг-Х који треба уклонити] + Вишак вредности
Комерцијални креч (живи креч или гашени креч) није 100% чист. Стварна доза (кг/м³ или г/Л)=Л_теоретска / чистоћа комерцијалног креча (%)
На пример, ако је Л_тхеоретицал 200 мг/Л ЦаО, а користи се комерцијални живи креч са 85% чистоће, онда је стварна доза=200/0,85 ≈ 235 мг/Л.