CO2 e carbonati - Elementi di chimica

Scritto da Paky il . Postato in Chimica dell'acquario

I sali dell'acido carbonico

Innanzitutto...

... cos'è un sale?

Pur essendo una parola di uso comune, non è facile darne una definizione.

Wikipedia ci dà la seguente:

un sale è un composto chimico elettricamente neutro costituito dall'insieme di più ioni.

L'esempio più immediato è quello del comune sale da cucina, ovvero il cloruro di sodio (NaCl), costituito da uno ione Na+ e uno ione Cl-.

Gli ioni che compongono un sale sono legati debolmente tra loro (si parla appunto di legame ionico).

Quando il sale viene disciolto, gli ioni vengono separati dalle molecole d'acqua grazie alla dipolarità di queste ultime.

 

Uno ione Na+ circondato da molecole d'acqua.Uno ione Na+ circondato da molecole d'acqua.

In quali sali troviamo gli ioni bicarbonato e carbonato?

Nell'acqua di rubinetto troviamo lo ione bicarbonato in compagnia del calcio e del magnesio; essi formano i famosi sali bicarbonato di calcio (Ca(HCO3)2) e di magnesio (Mg(HCO3)2).
Troviamo lo ione bicarbonato anche con il sodio: insieme formano il bicarbonato di sodio (NaHCO3). E lo troviamo anche con il potassio (KHCO3).

Come potete immaginare, anche lo ione carbonato forma dei sali con il calcio (il carbonato di calcio, CaCO3), il magnesio (il carbonato di magnesio, MgCO3), il sodio (il carbonato di sodio, Na2CO3) e con il potassio (K2CO3).

Sia il carbonato di calcio che il carbonato di magnesio sono composti poco solubili in acqua: tendono a precipitare, dando le famose incrostazioni di calcare.

I bicarbonati di calcio e di magnesio, invece, esistono solo in soluzione acquosa.
Se prendiamo una soluzione di bicarbonato di calcio e facciamo evaporare l'acqua, il bicarbonato si trasforma in carbonato, secondo la reazione:

Ca(HCO3)2 → CaCO3 + H2CO3 → CaCO3 + CO2 + H2O

producendo, di nuovo, incrostazioni di calcare.

A sinistra: Amore e Psiche, del Canova, marmo di Carrara, ovvero carbonato di calcio (foto in Public Domain); a destra: una ginnasta che usa carbonato di magnesio (foto di TwoWings - Opera propria, CC BY-SA 3.0)

I bicarbonati di sodio e di potassio, invece, esistono anche in fase solida.
Quello di sodio lo troviamo facilmente in vendita al supermercato, mentre quello di potassio lo si trova spesso come integratore alimentare, pur avendo anche mille altri usi.

Riscaldandolo oltre i 100 °C, i bicarbonati di sodio e potassio si trasformano in carbonato:

2NaHCO3 → Na2CO3 + CO+ H2O

2KHCO3 → K2CO3 + CO+ H2O

Ma perché ci interessano tutti questi sali?

Come abbiamo detto, sono presenti nell'acqua di rubinetto, e la loro concentrazione determina la durezza dell'acqua.

Vediamo di cosa si tratta.