Di Rosann Kozlowski Aggiornato il 24 marzo 2022
pinkomelet/iStock/GettyImages
Talvolta l'acqua può essere descritta come acqua dura e acqua dolce. La distinzione si basa sulla quantità di minerali disciolti nell'acqua. L'acqua dura contiene un'elevata quantità di minerali, mentre l'acqua dolce ne contiene poco o niente.
L'acqua accumula solidi disciolti mentre si muove attraverso rocce e altri substrati, come calcare, gesso o dolomite. Il calcio e il magnesio sono particolarmente solubili in acqua e, se questi minerali naturali si trovano all'interno dell'area geografica, i residenti che circondano la fonte d'acqua avranno acqua dura .
Negli Stati Uniti, le aree della costa orientale generalmente hanno acqua dolce, mentre quelle del sud-ovest hanno acqua dura. L'acqua piovana, poiché non è filtrata attraverso le sostanze del suolo come avviene nelle acque sotterranee, è considerata dolce.
Le caratteristiche dell'acqua dura e dell'acqua dolce sono determinate dalla quantità di minerali presenti nell'acqua, misurati in milligrammi per litro o in grani per gallone. La durezza dipende anche dal pH e dalla temperatura dell'acqua.
Gli standard nazionali americani definiscono l'acqua dolce come contenente meno di 17,1 mg/L; tuttavia, è possibile utilizzare i seguenti livelli per approssimare la durezza dell'acqua:
– 120 mg/L* Duro:121 – 180 mg/L
I contributori comuni alla durezza dell'acqua sono calcio, Ca e magnesio, Mg. Entrambi gli elementi sono metalli alcalino terrosi che si trovano nel Gruppo 2 della tavola periodica. Gli elementi nella colonna del Gruppo 2 hanno una carica 2+ e perdono due elettroni per formare cationi, come Ca2+ e Mg2+. Questi cationi si dissolvono facilmente in acqua.
Carbonato di calcio , CaCO3 è una sostanza comune nella formazione rocciosa, in particolare del calcare, un tipo di roccia sedimentaria e della dolomite, CaMg(CO3)2, anch'essa una roccia sedimentaria. Il carbonato di calcio si trova anche nei gusci degli organismi marini e nelle uova.
Quando l'acqua piovana con anidride carbonica disciolta, CO2, filtra attraverso il carbonato di calcio, gli ioni calcio si dissolvono nell'acqua. La seguente equazione chimica descrive questo processo:
CaCO3(s) + H20(l) + CO2(aq) → Ca2+(aq) + 2HCO3-
Dove il carbonato di calcio, CaCO3, forma Ca2+ e bicarbonato, HCO3-, in presenza di acqua e anidride carbonica.
Le proprietà dell'acqua dura sono descritte come temporanee e permanenti . L'acqua dura temporanea contiene bicarbonato, HCO3-. L'acqua dura permanente contiene ioni bicarbonato con altri ioni come solfato, SO42-. L'ebollizione non fa precipitare le specie indurenti permanenti e sarebbe necessario aggiungere carbonato di sodio, Na2CO3.
Quando l'acqua dura viene riscaldata, spesso lascia un rivestimento su pentole o contenitori. Si noti che l'equazione per questo precipitato è l'inverso per gli ioni Ca2+ che si dissolvono in soluzione acquosa:
Ca2+(aq) + 2HCO3- (aq) → CaCO3(s) + H20 (l) + CO2(aq)
Il precipitato di carbonato di calcio, CaCO3, è chiamato incrostazione. Pur essendo frustrante da pulire, non è un problema per la salute.
Il precipitato può accumularsi nel tempo; tuttavia, ciò potrebbe compromettere la durata di elettrodomestici come lavastoviglie, lavatrici e eventuali tubi idraulici. L'accumulo restringe lo spazio in cui l'acqua può fluire e sarebbe necessario sostituire elettrodomestici e tubi.
Come accennato in precedenza, l’acqua dura contiene minerali disciolti che possono causare problemi ai consumatori lasciando depositi negli impianti idraulici e negli elettrodomestici. L'acqua dura inoltre interferisce con l'efficacia di molti prodotti per la pulizia della casa.
Gli ioni Ca2+ e Mg2+ interferiscono con le qualità tensioattive del **sapone. ** Un tensioattivo abbassa la tensione superficiale dell'acqua permettendole di mantenere il contatto con una superficie solida, come i vestiti o il lavandino del bagno. Gli ioni interferiscono con il processo del tensioattivo e questo spesso richiede ulteriore detersivo o detergente per completare un'attività.
I minerali presenti nell'acqua dura si combinano anche con il sapone per formare una pellicola appiccicosa o opaca sulle stoviglie, nelle vasche da bagno, nelle docce e nei lavandini. Questa pellicola può anche ricoprire vestiti, pelle e capelli, rendendo gli indumenti sporchi e provocando pelle o capelli secchi o irritati che risultano opachi e ingestibili.
L’acqua dura ha un ulteriore beneficio per la salute. Il calcio e il magnesio sono minerali importanti di cui il corpo ha bisogno per la crescita e il funzionamento delle ossa e dei muscoli. Questi minerali regolano anche la pressione sanguigna e le azioni degli enzimi. Il consumo di acqua dura può essere una fonte di questi minerali.
L'acqua dolce non ha gli effetti negativi dei depositi minerali sugli elettrodomestici e sui tubi idraulici. Non ha il sapore minerale dell'acqua dura e non lascia residui su pelle, stoviglie o altre superfici.
Un addolcitore domestico funziona tramite scambio ionico. Quando l'acqua dura viene fatta passare attraverso uno scambiatore di ioni, scorre attraverso strati di sfere di polimero (plastica) legate covalentemente a gruppi anionici, come:
Mentre l'acqua passa accanto a queste sfere, gli ioni calcio e magnesio sostituiscono gli ioni sodio o potassio.
I vantaggi degli addolcitori sono un bucato più pulito, elettrodomestici che durano più a lungo e nessun accumulo di sapone appiccicoso. I consumatori utilizzano meno detersivi per bucato e altri tipi di detersivi e detersivi. L'abbigliamento è più luminoso e lavandini, vasche e docce richiedono meno pulizia.
Gli apparecchi idrici come caldaie, scaldabagni e lavastoviglie in genere funzionano in modo più efficiente e necessitano di meno manutenzione poiché l'acqua dolce non causa l'accumulo di calcare nei tubi e negli impianti idraulici. Chi utilizza acqua dolce spesso riferisce che i capelli e la pelle risultano meno secchi e desquamati.
Gli svantaggi degli addolcitori d’acqua includono i costi elevati e gli sforzi necessari per mantenere un sistema di addolcimento dell’acqua. Un addolcitore d'acqua e la sua installazione possono costare migliaia di dollari USA e il sale per l'addolcitore deve essere aggiunto regolarmente.
Gli addolcitori d'acqua utilizzano molta acqua nel processo di rigenerazione, utilizzando fino a 25 litri d'acqua al giorno. Il lavaggio degli addolcitori con una soluzione salina può avere effetti negativi sull'ambiente. Quest'acqua, con il suo alto contenuto di sodio, non è consigliata per annaffiare piante, prati o giardini.
Dal punto di vista salutare, l'acqua addolcita contiene più sodio rispetto all’acqua dura, e questo può essere problematico per le persone che devono limitare l’assunzione di sale nella dieta. Poiché gran parte del calcio e del magnesio sono stati rimossi, l'acqua dolce non fornisce una fonte di questi minerali nella dieta.
