Aigua dura

Acumulació de successives costres calcáreas concèntriques en una canonada deguda a l'aigua dura.

En química, el aigua calcárea o aigua dura —per contraposició al aigua blana— és aquella que conté un alt nivell de minerals, en particular sales de magnesi i calcio.^[1] A voltes es dona com a llímit per a denominar a un aigua com dura una durea superior a 120 mg/L CaCO₃.^[2]

La durea de l'aigua s'expressa normalment com a cantitat equivalent de carbonat de calcio (encara que pròpiament esta sal no es trobe en l'aigua) i es calcula, genèricament, a partir de la suma de les concentracions de calcio i magnesi existents (miligrams) per cada litro d'aigua; que pot expressar-se en concentració de CaCO₃. És dir:

Durea (mg/l de CaCO₃) = 2,50 [Ca⁺⁺] + 4,116 [Mg⁺⁺]. A on:

[Ca⁺⁺]: Concentració d'ió Ca⁺⁺ expressat en mg/l.
[Mg⁺⁺]: Concentració d'ió Mg⁺⁺ expressat en mg/l.

Els coeficients s'obtenen de les proporcions entre la massa molecular del CaCO₃ i les masses atòmiques respectives: 100/40 (per al Ca⁺⁺); i 100/24,3 (per al Mg⁺⁺).

Tipos de durea

En la durea total de l'aigua es pot fer una distinció entre durea temporal (o de carbonat) i durea permanent (o de no-carbonat) generalment de sulfat i clorur.

Durea temporal

La durea temporal es produïx a partir de la dissolució de carbonats en forma de hidrógenocarbonatos i pot ser eliminada en hervir l'aigua o per l'adició del hidròxit de calcio (Ca(OH)₂).

$C a C O_{3}_{(s)} + H_{2} O_{(l)} + C O_{2}_{(g)} ⇌ C a (H C O_{3})_{2}_{(a q)}$

El carbonat de calcio és menys soluble en aigua calenta que en aigua freda,^[3] aixina que hervir (que contribuïx a la formació de carbonat) es precipitarà el bicarbonat de calcio fòra de la solució, deixant l'aigua menys dura.

Els carbonat poden precipitar quan la concentració d'àcit carbónico s'altera, en lo que la durea temporal disminuïx, i si l'àcit carbónico aumenta pot aumentar la solubilidad de fonts de carbonat, com a pedres calcàrees, en lo que la durea temporal aumenta. Tot açò està en relació en el pH d'equilibri de la calcita i en l'alcalinidad dels carbonat. Este procés de dissolució i precipitació és el que provoca les formacions d'estalagmitas i estalactitas.

Durea permanent

Esta durea no pot ser eliminada en hervir l'aigua, la causa més corrent és la presència de sulfats i/o clorurs de calcio i de magnesi en l'aigua, ixes que són més solubles segons puja la temperatura, fins a certa temperatura, després la solubilidad disminuïx conforme aumenta la temperatura.

Mides de la durea de l'aigua

Les mides de durea o grau hidrotimétrico (GH) de l'aigua són:

mg/l CaCO₃ o ppm de CaCO₃: Miligrams de carbonat càlcic (CaCO₃) en un litro d'aigua; açò és equivalent a ppm de CaCO₃.
Grau alemà (Deutsche Härte, °dH): Equival a 17,8 mg/l CaCO₃.
Grau americà: Equival a 17,2 mg/l CaCO₃.
Grau francés (°fH): Equival a 10,0 mg/l CaCO₃.
Grau anglés (°eh) o grau Clark: Equival a 14,3 mg/l CaCO₃.

La forma més comuna de mida de la durea de les aigües és per titulació en EDTA. Este agent quelante permet valorar conjuntament el Ca i el Mg (a pH=10) o solament el Ca (a pH=12), pels complexos que forma en dits cationes.

Classificació de la durea de l'aigua

La classificació de l'aigua segons la durea, segons la OMS^[4] és la següent:

Tipos d'aigua	mg/l	°fH
Aigua blana	≤60	≤6,0
Aigua moderadament dura	60-120	6,0-12,0
Aigua dura	120-180	12,0-18,0
Aigua molt dura	>180	>18,0

La classificació de l'aigua segons la durea, segons l'escala de Merk,^[5] és la següent:

De 0 a 79 mgCaCO₃/l, es considera aigua molt blana
De 80 a 149 mgCaCO₃/l, es considera aigua blana
De 150 a 329 mgCaCO₃/l, es considera aigua semi dura
De 330 a 549 mgCaCO₃/l, es considera aigua dura
Més de 550 mgCaCO₃/l, es considera aigua molt dura

Referències

↑ Morcillo, Jesús (1989). Temes bàsics de química, 2ª edició, Alhambra Universitat, p. 368. ISBN 9788420507828.
↑ Aigua. Escrit per Darner Mora Alvarado, p. 20, en Google Libros
↑ Henry, J. G. i Heinke, G. W. (1996) Environmental science and engineering. Prentice Hall. [Versió en espanyol: Ingenieria ambiental (2.ª ed.). Mèxic: Prentice Hall Hispanoamericana. 800 págs. 1999 ISBN 970-17-0266-2 (Vore pág. 151)]
↑ «Hardness in Drinking-water».
↑ Durea de l'aigua [1] archivat en Wayback Machine.. Aigües de Mataró

Este artícul conté una traducció derivada de «Agua dura» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.

[1] Morcillo, Jesús (1989). Temes bàsics de química, 2ª edició, Alhambra Universitat, p. 368. ISBN 9788420507828.

[2] Aigua. Escrit per Darner Mora Alvarado, p. 20, en Google Libros

[3] Henry, J. G. i Heinke, G. W. (1996) Environmental science and engineering. Prentice Hall. [Versió en espanyol: Ingenieria ambiental (2.ª ed.). Mèxic: Prentice Hall Hispanoamericana. 800 págs. 1999 ISBN 970-17-0266-2 (Vore pág. 151)]

[4] «Hardness in Drinking-water».

[5] Durea de l'aigua [1] archivat en Wayback Machine.. Aigües de Mataró

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]