Hanfod meddalu calch yw lleihau caledwch dŵr trwy ychwanegu calch, sy'n adweithio'n gemegol â'r caledwch dros dro a pharhaol yn y dŵr i ffurfio calsiwm carbonad anhydawdd a gwaddod magnesiwm hydrocsid.
Mae'r prif adweithiau cemegol yn sail i'r amcangyfrif:
1. Tynnu caledwch carbonad (adwaith â CO₂ a Ca(HCO₃)₂):
CO₂ + Ca(OH)₂ → CaCO₃↓ + H₂O
Ca(HCO₃)₂ + Ca(OH)₂ → 2CaCO₃↓ + 2H₂O
2. Tynnu caledwch magnesiwm (adwaith â Mg(HCO₃)₂ a Mg²⁺):
Mg(HCO₃)₂ + 2Ca(OH)₂ → 2CaCO₃↓ + Mg(OH)₂↓ + 2H₂O
Mg²⁺ + Ca(OH)₂ → Mg(OH)₂↓ + Ca²⁺ (Mae'r adwaith hwn yn cyflwyno swm hafal o ïonau calsiwm)
3. Ychwanegiad gormodol: Mae angen calch ychwanegol i ddarparu OH⁻, sy'n adweithio â HCO₃⁻ i gynhyrchu CO₃²⁻, ac i gynnal y pH uwchlaw 10.3 i sicrhau dyddodiad cyflawn o Mg(OH)₂.
O ystyried caledwch llwyr (TH), caledwch calsiwm (Ca-H), caledwch magnesiwm (Mg-H), a chyfanswm sylfaenoldeb (TA), gellir dadansoddi faint o galch sydd i'w ychwanegu (yn seiliedig ar CaO pur 100%) i'r rhannau canlynol:
1. Mae angen calch i niwtraleiddio CO₂ (L₁) am ddim:
Cymhareb stoichiometrig: 1 môl CO₂ : 1 môl CaO
L₁=[CO₂] (Mae unedau'n gyson; os mynegir pob un fel CaCO₃ mg/L, mae'r gwerthoedd yn gyfartal.)
2. Mae angen calch i gael gwared â chaledwch carbonad (L₂):
Mae'r rhan hon yn mynd i'r afael â chaledwch sy'n cyfateb i sylfaenoldeb. Cymhareb stoichiometrig: 2 môl HCO₃⁻ (hy, 1 môl Ca(HCO₃)₂): 1 môl CaO
L₂=[TA] (Gan fod y ddau yn cael eu cyfrifo fel CaCO₃, mae màs y molar yn rhifiadol yn hafal ar ôl trosi.)
Calch{0}}Dyfais Dosio Carbon Wedi'i Ysgogi i Feddalu Sodiwm Carbonad* - Diogelu'r Amgylchedd Ar-lein
3. Faint o galch (L₃) sydd ei angen i gael gwared â chaledwch magnesiwm:
Mae angen dwy ran o OH⁻ ar gyfer dyddodiad magnesiwm, ac mae swm cyfatebol o ïonau calsiwm yn mynd i mewn i'r dŵr ar ôl yr adwaith. Cymhareb stoichiometrig: 1 môl Mg²⁺ : 2 môl CaO
L₃=2 × [Mg - H] (Gan dybio CaCO₃, y cyfernod cymhareb màs yw (56/100) × 2 ≈ 1.12, ond mae'n cael ei gyfrifo yn fwy cyffredin yn uniongyrchol gan ddefnyddio perthnasoedd molar, hy, dyblu'r gwerth. Yma, mae [Mg - H]) yn cyfeirio at galedwch y magnesiwm, hy mae angen i'r caledwch gael ei dynnu i'r magnesiwm gwreiddiol. llai'r targed caledwch magnesiwm gweddilliol a ganiateir.
4. Dos calch gormodol (L₄):
Er mwyn sicrhau adwaith cyflawn, yn enwedig dyddodiad magnesiwm, fel arfer mae angen cynnal pH o 10-11, sy'n gofyn am ychwanegu calch dros ben. Mae'r gwerth gormodol fel arfer yn cael ei amcangyfrif yn empirig tua 25 ~ 50 mg/L (fel CaCO₃). Ar gyfer meddalu mwy datblygedig, gall y gwerth gormodol fod yn fwy.
5. Dos calch damcaniaethol (yn seiliedig ar 100%) (Yn seiliedig ar CaO):
L_theoretical=L₁ + L₂ + L₃ + L₄=[CO₂] + [TA] + 2 × [Mg-H i'w ddileu] + Gwerth gormodol
Nid yw calch masnachol (calch cyflym neu galch tawdd) yn 100% pur. Dos gwirioneddol (kg/m³ neu g/L)=L_damcaniaethol / Purdeb calch masnachol (%)
Er enghraifft, os yw L_theoretical yn 200 mg/L CaO, a bod calch cyflym masnachol gyda phurdeb o 85% yn cael ei ddefnyddio, yna'r dos gwirioneddol=200/0.85 ≈ 235 mg/L.