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324 9 Trattamenti delle acque grezze La presenza di questi tre ioni è al centro del concetto di durezza delle acque. Infatti, in determinate condizioni durante l impiego dell acqua i bicarbonati possono facilmente riformare i carbonati che, legandosi nuovamente agli ioni calcio e magnesio, formano incrostazioni insolubili molto compatte sulle superfici con cui vengono a contatto. Anche altri ioni, come alluminio, stronzio, ferro, bario, manganese e zinco, possono depositare incrostazioni. Tuttavia la loro concentrazione nelle acque naturali è normalmente trascurabile rispetto a quella degli ioni Ca2+ e Mg2+. La durezza rappresenta la capacità dell acqua di depositare incrostazioni che, per quanto detto prima, fa riferimento esclusivamente alla quantità di ioni Ca2+ e Mg2+ presenti nell acqua. La misura quantitativa della durezza si esprime in mg/L di CaCO3 equivalente agli ioni calcio e magnesio o in °F (gradi francesi), dove 1°F corrisponde a 10 mg/L di CaCO3 equivalente. esempio 9.1 Determinare la durezza di un campione di acqua sapendo che dall analisi di un campione di 100 mL risulta la presenza di 15 mg di calcio e 5 mg di magnesio. I valori delle masse molari sono: Massa molare Ca2+ = 40,078 g/mol; Massa molare Mg2+ = 24,3050 g/mol; Massa molare CaCO3 = 100,09 g/mol. Calcolo delle mmoli di ioni 15 10 3 g nCa2 + = = 0,37 10 - 3 mol = 0,37 mmol 40,078 g/mol nMg 2 + = 5 10 3 g = 0,21 10 - 3 mol = 0,21 mmol 24,3050 g/mol Calcolo della massa di CaCO3 equivalente Considerando che ogni mole di ioni Ca2+ e Mg2+ equivale ad una mole di CaCO3, e ricordando che l unità di misura g/mol equivale a mg/mmol, si ottiene: moli in 100 mL nCaCO3 = 0,37 mmol + 0,21 mmol = 0,58 mmol massa in 100 mL mCaCO3 = 0,58 mmol 100,09 mg/mmol = 58,5 mg Ricordando che 1°F corrisponde a 10 mg/L di CaCO3 e quindi 1 mg ogni 100 mL di acqua, la durezza sarà di 58,5°F o di 585 mg/L di CaCO3. Come abbiamo visto, nelle acque naturali gli ioni Ca2+ e Mg2+ sono presenti insieme all anione HCO 3. Questo assume particolare importanza in virtù dell equilibrio: 2HCO-3 CO23 + CO2(aq) + H2O (9.4) L anidride carbonica presente nei prodotti in soluzione acquosa può facilmente allontanarsi dalla fase liquida per semplice riscaldamento. Infatti, un aumento di temperatura da 20°C a 75°C diminuisce la solubilità della CO2 di circa 3 volte. 09a CAPITOLO_313-362.indd 324 27/04/12 11.55

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