是谁弄“脏”了水壶？
水壶底部的水垢
“咕噜咕噜——”，厨房里传来了水烧开沸腾的声音，妈妈连忙跑进厨房。天气冷了，小华想喝杯热水，于是也跟了过去。
小华看着开水冒着热气涌入玻璃杯，翻腾着很快又平静了下来，但他却突然发现水里好像掉入什么东西——白色的小碎片看起来就像是墙面上脱落的油漆。
“妈妈，水杯里怎么有脏东西？” 小华赶忙叫妈妈来看看。妈妈看到杯子里的异物也觉得奇怪。
“可能是杯子没洗干净吧，昨天是你爸爸洗的碗吧！”妈妈故意放大嗓门。
客厅里的爸爸听到了，马上过来为自己解释：“你们可别冤枉我啊，我洗得可认真了。”
爸爸一边说着，一边看了看杯子，好像明白了些什么，然后打开了烧水壶。
“你们过来看看吧，‘元凶’在这呢。”爸爸指了指水壶。
妈妈和小华凑过去看了看，水壶底部竟然都是白色的沉淀物！
“哎呀，水壶里竟然这么脏，这些都是什么呀？”小华吃惊地问道。
“别担心，这些并不是从外面掉进去的脏东西，它其实就是从水里来的。”爸爸解释道。
“爸爸骗人，我们才学过水是由水分子构成的，冻成雪以后才是白色的固体，开水温度怎么高，怎么能变成白色的固体。”
“你学得没错，不过咱们用的可不是实验室里的纯水。自来水其实是种混合物，除了水分子，里面还溶解有各种各样的杂质，比如带正电荷的钙离子、镁离子，还有带负电荷的碳酸根离子、硫酸根离子和氯离子等等。离子是一种带电荷的微粒，某些带正电荷的离子会和另一些带负电荷的离子相互吸引、结合形成新的物质，比如碳酸根离子可以和钙离子结合形成碳酸钙，硫酸根离子和镁离子结合形成硫酸镁，类似这样组合，自来水里还可能产生碳酸镁、硫酸钙、氯化钙、氯化镁等等。它们和你吃的食盐，也就是氯化钠一样，都属于盐类化合物，但可不是用来调味的，而是一类金属离子（如钙离子、镁离子）或铵根离子与非金属离子（如氯离子）或酸根离子（如碳酸根离子、硫酸根离子）结合形成的化合物。”
“所以这些白色的东西就是它们了？那为什么平常在自来水里都看不到它们，烧水以后才出现呢？”
“没错，就是它们形成的沉淀物，俗称水垢。只不过这些盐类化合物平常是以分散的离子状态溶解在自来水里的，再加上含量很低，所以你是看不到的。但如果温度升高，水对它们的溶解能力，也就是溶解度还会下降，所以像碳酸钙、硫酸镁这些物质就会析出，沉淀在水壶底部。一开始沉淀的量其实是很少的，所以我们都注意不到，但每烧一次水底部都会积累一点，慢慢就会出现这样厚厚的白色沉淀了。你还记得咱们去过的溶洞吗？那些钟乳石其实也是由水中析出的碳酸钙日积月累形成的。”
“钟乳石是很美，可是我们还要用自来水烧水做饭，有这些杂质在里面，真的不会让我们生病吗？”
“这一点你可以放心，我们在生活中使用的自来水都是经过层层过滤、消毒杀菌处理的，要达到国家水质要求，才能供应给我们。像前面提到的氯离子很多就来自于给自来水消毒时使用的氯气，氯气和水发生化学反应会产生氯离子。在天然矿泉水中也含有钙、镁这类天然矿物质。而且它们的量其实是很少的，我们的身体也需要微量的矿物元素。就算是不小心把少量水垢喝下去了，我们的胃酸也能分解它，不能分解的一般也会被身体排出去。”
“就算爸爸你这么说，我还是不想喝有水垢的水。”小华已经打算再烧一壶水了，可是水壶里还积着水垢。
“哈哈，我可没让你喝有水垢的水，这种含有比较多的钙、镁矿物质的水叫做硬水，我们可以用净水器来吸附它们，使水软化。现在这个水壶已经积累了这么多水垢，会影响水壶的导热性，烧开水就更费时、费电，还是得清理一下。”说完，爸爸就拿起了一瓶醋，倒了不少在水壶里，然后又加了些水进行稀释。
“碳酸钙、硫酸镁这些物质虽然难溶于水，但是可以被食醋分解，食醋的主要成分是酸性的醋酸，把它加到水壶里，再倒些水烧开，加快它们的反应，水壶就能很快焕然一新了。”说着，爸爸已经开始烧水了。
没过多久，厨房里就弥漫着食醋的呛鼻气味，水烧开了，小华迫不及待地检查水壶底部，水垢真的消失了！
“怎么样？你爸爸我厉害吧？”
“这次算老爸厉害，不过我会加把劲学化学，然后超过老爸的！”
“哈哈，不愧是老爸的儿子。”
参考资料：
https://www.wisegeek.com/what-is-hard-water-scale.htm
https://en.wikipedia.org/wiki/Limescale
作者：Mirror
审稿：吉鹏举,清华大学基础分子科学中心助理研究员
