CO2 e carbonati - Elementi di chimica

Scritto da Paky il . Postato in Chimica dell'acquario

La durezza dell'acqua

La durezza dell'acqua è un argomento che appassiona molto gli acquariofili; ne abbiamo già data la definizione in altri articoli.

Rivediamo l'argomento da un altra prospettiva.

 

La durezza totale

La durezza dell'acqua non interessa solo gli acquariofili... una volta interessava molto anche le lavandaie!

Già, perché la definizione di durezza dell'acqua ha molto a che vedere con il sapone.

Il sapone, chimicamente parlando, è un sale di acidi carbossilici e di sodio o potassio.

In presenza di calcio e magnesio, il sapone reagisce con questi ioni formando dei composti non solubili, e che quindi precipitano e generano un residuo solido.

Questi composti, infine, non solo non hanno nessun potere detergente, ma infeltriscono pure la biancheria!

Ecco perché sulle confezioni di sapone per lavatrice sono consigliate dosi diverse a seconda della durezza dell'acqua di rubinetto. E capirete anche la preferenza delle lavandaie di una volta per le acque tenere.

A Milano si andava a lavare i panni sui navigli, proprio perché l'acqua in questi canali era particolarmente tenera.

Lavandaie al lavoro alla roggia Boniforte, 1940Lavandaie al lavoro alla roggia Boniforte, 1940

Definiamo quindi la durezza dell'acqua (o meglio la «durezza totale») come la concentrazione di calcio e magnesio.

Come spiegato in altri articoli, la durezza totale si può misurare con i gradi francesi o con i gradi tedeschi.
Il grado francese (°f) viene usato nelle analisi chimiche mentre gli acquariofili usano il grado tedesco, il famoso dGH (GesamtHärte = durezza totale; «d» sta per degree, cioè grado in inglese).

Un grado francese corrisponde alla durezza di un litro d'acqua in cui sono stati sciolti 10 milligrammi di carbonato di calcio; per i gradi tedeschi, invece, si usano 10 milligrammi di ossido di calcio.
Per passare da gradi francesi a tedeschi basta ricordarsi che 10 mg di ossido di calcio hanno la stessa quantità di calcio di 17,848 mg di carbonato di calcio.
Un dGH corrisponde, cioè, a 1,78 °f.

 

La durezza temporanea

La durezza temporanea non riguarda le lavandaie, bensì... gli idraulici!

Se prendiamo dell'acqua e la mettiamo a bollire, vedremo che il recipiente si ricopre di una patina di calcare.

Al di sopra degli 80 gradi, infatti, i bicarbonati di calcio e di magnesio si trasformano in carbonati. I quali, come abbiamo visto, sono poco solubili e precipitano.
Cosa che regolarmente succede nei nostri scaldabagni, che devono essere quindi detartati dall'idraulico...

Serpentina scaldabagno con incrostazioni di calcareSerpentina scaldabagno con incrostazioni di calcare

Da qui la definizione di durezza temporanea (perché può essere eliminata con la bollitura), ovvero la concentrazione di carbonati e bicarbonati di calcio e magnesio.

Provate anche voi questo semplice esperimento: prendete dell'acqua di rubinetto, misuratene il GH (ovvero la durezza totale), e poi fatela bollire 5 minuti in una pentola con il coperchio.
Dopodiché, misurate di nuovo il GH: vedrete che si è abbassato notevolmente! Questo perché buona parte del calcio e magnesio sono precipitati sotto forma di calcare.

 

La durezza permanente, la durezza totale e la durezza carbonatica

Infine abbiamo la durezza permanente, che consiste in tutti gli altri sali di calcio e magnesio (come solfati, fosfati, cloruri, nitrati etc.), e che non viene eliminata con la bollitura.

La somma della durezza temporanea e la durezza permanente corrisponde alla durezza totale:

Durezza temporanea + Durezza permanente = Durezza totale

Con durezza carbonatica, infine, si intende la concentrazione di ioni bicarbonato e ioni carbonato.

Per la precisione:

Durezza Carbonatica = [HCO3-] + [CO32-]

In acquariofilia questa durezza viene chiamata KH (KarbonatHärte = durezza carbonatica); anch'essa misurata con i gradi tedeschi, come il GH.
Anche in questo caso, un dKH corrisponde ad una soluzione in cui sono stati disciolti 10 milligrammi di ossido di calcio (o 17,848 milligrammi di carbonato di calcio) per litro.

Anche se viene chiamata durezza, la durezza carbonatica non è veramente una durezza perché non è una misura del calcio e del magnesio. Infatti, contrariamente alla durezza totale, la durezza carbonatica include tutti i carbonati e bicarbonati, quindi anche quelli di sodio e potassio.

Se alla nostra acqua aggiungiamo del bicarbonato di sodio o di potassio, il KH aumenterà mentre il GH rimarrà uguale.
Ecco perché, come spiega Rox in questo articolo, quando vediamo un'acqua con KH maggiore del GH abbiamo probabilmente una sensibile presenza di sodio.