Durezza dell'acqua
Da Wikipedia, l'enciclopedia libera.
Per durezza dell'acqua si intende un valore che esprime il contenuto di sali di calcio e magnesio oltre che di eventuali metalli pesanti presenti nell'acqua. Generalmente con questo termine si intende riferirsi alla durezza totale; la durezza permanente esprime invece la quantità di cationi rimasti in soluzione dopo ebollizione prolungata mentre la durezza temporanea, ottenuta per differenza tra le precedenti durezze, esprime sostanzialmente il quantitativo di bicarbonati.
I sali della durezza sono solitamente presenti nell'acqua come solfati, cloruri, nitrati, carbonati o bicarbonati e, generalmente sono solubili ma per riscaldamento o per evaporazione precipitano formando incrostazioni di calcare o di altro genere.
Oltre al suo impatto su applicazioni tecnologiche o agrarie, la durezza dell'acqua ha anche effetti sulla salute umana; l'uso di acque dure è sconsigliato, ad esempio, a chi soffre di disturbi renali. La durezza ha anche un effetto deprimente sull'azione schiumogena dei detersivi.
La durezza viene generalmente espressa in gradi francesi (°F), dove un grado rappresenta 10 mg di carbonato di calcio (CaCO3) per litro di acqua (1°F = 10 mg/l = 10 ppm - parti per milione). Alternativamente è possibile esprimere il risultato come milligrammi di carbonato di calcio per litro di acqua.
In genere, le acque vengono classificate in base alla loro durezza come segue
- fino a 4°F: molto dolci
- da 4°F a 8°F: dolci
- da 8°F a 12°F: mediamente dure
- da 12°F a 18°F: discretamente dure
- da 18°F a 30°F: dure
- oltre 30°F: molto dure
Altre unità di misura della durezza sono i gradi tedeschi (°T) con 1°T = quantità di sali equivalenti a 10 mg/l di ossido di calcio CaO (1°T = 1,79°F), i gradi inglesi °I dove 1°I = 1 g di carbonato di calcio in 70 litri di acqua (1°I = 1,43 °F), i gradi °USA dove 1°USA = 1 mg/l di carbonato di calcio (1°USA = 1,71°F), i meq/l e le ppm di carbonato o ossido di calcio.
La durezza di un'acqua può venire abbassata facendola passare su una resina a scambio ionico, che consiste di un polimero recante ioni sodio (Na+) che vengono scambiati al passaggio con gli ioni calcio e magnesio dell'acqua. Gli ioni calcio e magnesio risultano quindi trattenuti dalla resina, che viene poi successivamente rigenerata per trattamento con acqua salata concentrata.
La misura della durezza viene fatta titolando il campione di acqua con una soluzione di acido etilendiamminotetraacetico (EDTA) a concentrazione esattamente nota in presenza di nero eriocromo T (NET), un indicatore che forma un complesso di colore rosa con gli ioni di calcio e magnesio.
All'interno di un intervallo di valori di pH ben definito, l'EDTA forma con gli ioni calcio e magnesio un complesso molto stabile (più stabile di quello con il nero eriocromo T). Il pH viene portato ai valori ottimali per aggiunta di una soluzione tampone a base di ammoniaca e si inizia ad agguingere EDTA al campione. Quando tutti gli ioni di calcio e magnesio risultano complessati dall'EDTA, il nero eriocromo T vira da rosa a blu scuro.
Lo schema delle reazioni è il seguente
- Ca2+ + NET --> [Ca-NET]2+ (rosa)
- [Ca-NET]2+ + EDTA --> [Ca-EDTA]2+ + NET (blu scuro)
lo ione magnesio (Mg2+) si comporta allo stesso modo.
Dopo ebollizione si verifica la trasformazione dei bicarbonati Ca(HCO3)2 --> CaCO3(S) + CO2 + H2O e titolando adesso si ricaverà la durezza permanente.
È possibile discriminare la durezza calcica dalla durezza magnesiaca precipitando il magnesio a pH >12 e procedendo alla normale titolazione usando come indicatore la muresside. Sottraendo dalla durezza totale la durezza calcica, si ottiene la durezza magnesiaca.
