DEFINIZIONE
Per durezza dell'acqua si intende un valore che
esprime il contenuto di ioni di Ca2+ e Mg2 +, e 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
un’ebollizione prolungata; mentre la durezza
temporanea, ottenuta per differenza tra le
precedenti durezze, esprime sostanzialmente il
quantitativo di idrogenocarbonati.
SVANTAGGI
• DEPOSITI DI CALCARE
Gli ioni Ca2+ e Mg2+ formano
incrostazioni (il calcare) che provocano
problemi rilevanti in molti
elettrodomestici e impianti di
riscaldamento dove l’acqua riscaldata
produce la seguente reazione:
Ca(HCO3)2 → CaCO3 + CO2 + H2O
• LAVAGGIO DEI TESSUTI
Gli ioni di Ca2+ e Mg2+ si uniscono
alle molecole di sapone impedendone
l’azione, per cui con acque molto
dure si dovrà impiegare più sapone
per poter pulire.
• PORI DELLA PELLE
Le particelle presenti nell’acqua
possono ostruire i pori della cute
determinando l’occlusione dei dotti
delle ghiandole provocando reazioni
flogistiche delle stesse.
L’ADDOLCIMENTO DELL’ACQUA
L'addolcimento dell'acqua è una tecnica
che favorisce la rimozione degli ioni
che inducono l'acqua ad essere dura,
nella maggior parte dei casi ioni Ca2+ e Mg 2+.
Durante l'addolcimento si possono anche
rimuovere ioni di ferro.
L'addolcimento dell'acqua è un processo
importante, perché si riduce la durezza
dell'acqua anche negli impianti domestici e
nelle aziende.
COME ADDOLCIRE L’ACQUA
Per addolcire l'acqua si utilizzano gli
addolcitori a scambio ionico.
Questi strumenti sostituisco gli ioni Ca2+ e
Mg 2+, che sono la causa della durezza
dell'acqua, con altri ioni,
per esempio Na+ e K+.
VANTAGGI DELL’ACQUA ADDOLCITA
• L’acqua addolcita scioglie meglio il sapone ed i
detersivi, diminuendone
il quantitativo necessario.
Da qui deriva il risparmio e la salvaguardia
dell'ambiente per un minor scarico
di sostanze inquinanti, tra i quali i fosfati,
che danno luogo all'eutrofia.
L'eutrofia e’ quel fenomeno che provoca
incontrollabili crescite di alghe
nei laghi e nei mari.
Elimina la necessità di aggiungere
ammorbidenti nella lavatrice
per evitare l'infiltramento dei
tessuti, causato dal calcare.
Oltre al risparmio specifico,
si evita di utilizzare prodotti
chimici che provocherebbero
dei danni alla pelle.
Evita di dover usare dei brillantanti nelle
lavastoviglie.
Le macchioline biancastre sui bicchieri
non esisteranno piu’,
non essendoci il calcare che le provoca.
Con l'acqua addolcita inoltre si elimina
l'inconveniente di quel velo biancastro
all'interno delle pentole.
Anche qui si risparmia e si evita
di ingerire delle sostanze,
in un certo senso, chimiche.
Rappresenta un'ottima
"cura di bellezza" perche’ preserva
la morbidezza della pelle
(avendo eliminato il calcare
che ne ostruiva i pori),
rende i capelli piu’ morbidi e lucenti,
e permette così di risparmiare
sull'uso di saponi e shampoo,
realizzando un miglior comfort.
Migliora il gusto ed il sapore
dei cibi e delle bevande.
Come mai il caffe’ fatto in casa
non e’ cosi’ buono come quello di un bar?
Semplice: tutte le macchine espresso dei
bar sono corredate di un addolcitore;
si preserva nel tempo il buon
funzionamento della macchina
e si migliora il gusto.
Inoltre si risparmia e si esalta
il sapore di tutti i cibi.
I chimici identificano la presenza di una sostanza
aggiungendone un’altra che reagendo produce un
composto colorato o un precipitato (sostanza
insolubile) che renderà torbida la soluzione.
Per essere sicuri, però, che tale reazione sia causata
effettivamente dalla presenza della sostanza e non da
altri fattori, si effettuano, prima, prove con una
soluzione di riferimento (contenente sicuramente la
sostanza) e acqua distillata (che sicuramente ne è
priva).
Confrontando i risultati di tali soluzioni con il campione
da esaminare si potrà stabilire la presenza o meno della
sostanza.
• OBIETTIVO:
Osservare la presenza di ioni Ca2+
nell’acqua di rubinetto.
• MATERIALE E STRUMENTAZIONE:
1) Provette con porta-provette;
2) 2ml di soluzione contenente ioni Ca2+
3) 3 gocce di acido acetico CH3COOH
4) 5 gocce di ossalato di
sodio Na2C2O4
• PROCEDIMENTO:
1) Si prendono tre provette pulite e si
segna la prima con R (riferimento), la
seconda con A (H2O distillata) e la
terza con C (campione) e si
inseriscono sul porta-provette;
2) Si versa nella prima provetta 2 ml di
soluzione di riferimento contenente gli
ioni Ca2+;
•PROCEDIMENTO (parte 2):
3) Si aggiungono 3 gocce di CH3COOH
diluito;
4) Si aggiungono ancora 5 gocce di Na2C2O4
- si nota un precipitato biancastro;
5) Analogo procedimento usando H2O
distillata – non si nota alcun
precipitato;
6) Analogo procedimento usando H2O di
rubinetto – la reazione è la seguente:
Na2C2O4 + Ca(NO3)2 → NaNO3 + CaC2O4
- si nota che l’H2O diventa leggermente
torbida.
• CONCLUSIONE:
Nell’H2O di rubinetto sono presenti
piccole quantità di ioni Ca2+.
Per determinare la concentrazione incognita della
soluzione espressa in gradi francesi (°F) si usa una
soluzione a concentrazione nota contenente una
sostanza (EDTA 0,01 M) che ha la capacità di legarsi si
agli ioni Ca2+ e Mg2+ che ad un indicatore
(Nero Eriocromo T).
L’EDTA che si aggiunge, finché trova in soluzione gli
ioni, si lega ad essi, ma quando avrà legato tutti gli ioni,
si unirà all’indicatore determinando una variazione di
colore.
Quindi, quando si ottiene una variazione di colore
(viraggio dell’indicatore) si raggiunge il punto di
equivalenza nel quale si ha:
Numero di moli di Ca2+ e Mg2+ = Numero di moli di EDTA
• OBIETTIVO:
Determinare la concentrazione di
ioni Ca2+ espressa in gradi francesi
che esprimono la durezza.
• MATERIALE E STRUMENTAZIONE:
1) Beuta;
2) 100 ml di H2O di rubinetto
3) 5 ml di soluzione tampone
4) indicatore Nero Eriocromo T
5) Buretta contenente la soluzione di
EDTA
• PROCEDIMENTO:
1) Si versano in una beuta 50 ml di H2O
di rubinetto;
2) Si aggiungono a tale campione 5 ml di
una soluzione tampone;
3) Si aggiunge qualche granello di
indicatore Nero Eriocromo T;
4) Il livello iniziale delle
soluzione di EDTA nella
buretta graduata è 13.6 ml;
•PROCEDIMENTO (parte 2):
5) Far cadere goccia a goccia la soluzione di
EDTA nella beuta fino al viraggio
dell’indicatore;
6) Agitare con la mano la beuta,
successivamente chiudere il rubinetto;
7) Il livello della soluzione di EDTA nella
buretta graduata dopo il viraggio
dell’indicatore è di 8ml;
8) Il volume della soluzione consumata è di 5,6
ml;
9) Il numero di moli di Ca2+ e Mg2+ risulta
essere uguale al numero di moli di EDTA
consumati che equivale ai millilitri di
soluzione di EDTA x 0.01 mol/l x 0.001 l/ml
•PROCEDIMENTO (parte 3):
10) I milligrammi di CaCO3 in 50 ml di soluzione
risultano essere uguali alle moli di Ca2+ e
Mg2+ x 100 (peso molecolare di CaCO3) x 1000
che equivalgono alla durezza dell’acqua in gradi
francesi.
11) 5.6 ml = 0.0056 l
0.0056 l x 0.01 mol/l = 0.000056 mol
0.000056 mol x 100 g = 0.0056 g
0.0056 g = 5.6 mg
5.6 mg : 50 ml = x : 100 ml
x = 11,2 °F
• CONCLUSIONE:
La concentrazione di ioni Ca2+, che
esprime la durezza dell’acqua, è nel
nostro esperimento 11.2 °F
