El agua que contiene una concentración elevada de iones calcio (Ca2+), magnesio (Mg2+) y otros cationes divalentes es conocida como agua dura.
La dureza se puede percibir por el sabor del agua.
La dureza se puede percibir por el sabor del agua.
La presencia de estos iones no produce perjuicio para la salud, bueno, más bien peligro para la salud, aunque puede hacerla inadecuada para usos domésticos e industriales.
Esto es debido a que estos iones reaccionan con sustancias como los jabones para formar una "nata de jabón" insoluble.
Los jabones no son efectivos para limpieza en agua dura, pues sus iones precipitan en forma de sales insolubles (esa nata o costra de la que antes os hablaba). Los detergentes, sin embargo, sí son efectivos incluso en aguas duras.
Al calentar agua que contenga iones calcio o iones bicarbonato, parte del dióxido de carbono escapa, tornando a la disolución más básica (menos ácida) y formándose carbonato de calcio insoluble que precipita o se deposita.
Éstos son los depósitos de cal (carbonato de calcio sólido) que recubre las superficies y reduce la eficacia del calentamiento. las incrustaciones o sarro disminuyen la eficiencia de la transmisión de calor y reducen el flujo de agua por las tuberías.
La dureza del agua puede ser de dos tipos:
El proceso de cal-carbonato se utiliza en el ablandamiento de aguas municipales a gran escala. El agua se trata con cal (CaO) o cal hidratada (Ca(OH)2) y carbonato sódico (Na2CO3). Estas sustancias consiguen precipitar el calcio (Ca+2) en forma de carbonato de calcio y el magnesio en forma de hidróxido de magnesio (Mg(OH)2).
El intercambio de iones es otro método para ablandar el agua. El agua se hace pasar a través de un lecho de resina intercambiadora de iones.
Estas resinas son unas perlas de plástico con grupos aniónicos (cargados negativamente X-) que unen iones catiónicos (cargados positivamente +) como el catión sodio Na+.
Al atravesar los iones calcio y otros iones del agua dura la columna de resina, son atraídos por los aniones X- y desplazan a los iones sodio Na+, que tienen menor agua y se disuelven en el agua.
El agua ablandada de esta manera tiene una concentración mayor de iones sodio. Ésto no supone ningún problema como los que originan los cationes del agua dura, pero las personas preocupadas por la ingesta de sodio (como las que padecen hipertensión arterial) deben evitar beber agua ablandada de esta forma.
Cuando la resina intercambiadora ha perdido todos los cationes sodio (Na+) por desplazamiento, se vuelve a regenerar lavándola con una disolución concentrada de cloruro sódico o sal común, NaCl.
Un método casero válido para disolver los depósitos de carbonatos en aparatos o conducciones domésticas consiste en aplicar un ácido débil, cítrico o acético (limón o vinagre) en los depósitos.
Esto es debido a que estos iones reaccionan con sustancias como los jabones para formar una "nata de jabón" insoluble.
| Partícula de jabón rodeada de moléculas de agua |
Los jabones no son efectivos para limpieza en agua dura, pues sus iones precipitan en forma de sales insolubles (esa nata o costra de la que antes os hablaba). Los detergentes, sin embargo, sí son efectivos incluso en aguas duras.
Al calentar agua que contenga iones calcio o iones bicarbonato, parte del dióxido de carbono escapa, tornando a la disolución más básica (menos ácida) y formándose carbonato de calcio insoluble que precipita o se deposita.
Éstos son los depósitos de cal (carbonato de calcio sólido) que recubre las superficies y reduce la eficacia del calentamiento. las incrustaciones o sarro disminuyen la eficiencia de la transmisión de calor y reducen el flujo de agua por las tuberías.
- Temporal: producida por carbonatos. Puede eliminarse al hervir el agua o al añadir cal (óxido de calcio CaO).
- Permanente: producido por sulfato de calcio, de magnesio o por cloruros. Al ser más solubles en agua caliente no se pueden eliminar con la cocción del agua).
La dureza temporal se elimina al hervir el agua o por adición de hidróxido de calcio. así conseguimos convertir el carbonato en bicarbonato, que sí es soluble.
CaCO3 (s)
+ H2O (l) + CO2
(g) → Ca(HCO3)2 (aq)
El ablandamiento del agua es la eliminación de los iones que la endurecen. No todos los municipios requieren ablandar el agua. En aquéllos que sí es necesario, se suele tomar el agua de las fuentes subterráneas donde ha tenido contacto considerable con la piedra caliza (carbonato de calcio) y otros minerales que contengan iones calcio, magnesio y hierro.
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| Suelos de cal, yeso y dolomita son el lecho de las aguas duras |
El proceso de cal-carbonato se utiliza en el ablandamiento de aguas municipales a gran escala. El agua se trata con cal (CaO) o cal hidratada (Ca(OH)2) y carbonato sódico (Na2CO3). Estas sustancias consiguen precipitar el calcio (Ca+2) en forma de carbonato de calcio y el magnesio en forma de hidróxido de magnesio (Mg(OH)2).
| Resina de intercambio iónico |
Estas resinas son unas perlas de plástico con grupos aniónicos (cargados negativamente X-) que unen iones catiónicos (cargados positivamente +) como el catión sodio Na+.
Al atravesar los iones calcio y otros iones del agua dura la columna de resina, son atraídos por los aniones X- y desplazan a los iones sodio Na+, que tienen menor agua y se disuelven en el agua.
El agua ablandada de esta manera tiene una concentración mayor de iones sodio. Ésto no supone ningún problema como los que originan los cationes del agua dura, pero las personas preocupadas por la ingesta de sodio (como las que padecen hipertensión arterial) deben evitar beber agua ablandada de esta forma.
Cuando la resina intercambiadora ha perdido todos los cationes sodio (Na+) por desplazamiento, se vuelve a regenerar lavándola con una disolución concentrada de cloruro sódico o sal común, NaCl.
Un método casero válido para disolver los depósitos de carbonatos en aparatos o conducciones domésticas consiste en aplicar un ácido débil, cítrico o acético (limón o vinagre) en los depósitos.
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