¿Qué es la dureza del agua? – Definición y Medida
¿Por qué el agua dura es una preocupación?
Probablemente todos hemos oído hablar de que el agua es dura, pero ¿qué significa eso? Es difícil, está bien, pero ¿difícil en qué?
El agua dura no es dura para su cuerpo, pero es dura para su sistema de plomería. Los calentadores de agua, las calderas y las líneas de agua caliente sufren de agua dura. Piense en ese residuo blanco en el fondo de su pava eléctrica (hervidor de agua). Ese residuo blanco, o cal, acorta la vida útil de los calentadores de agua y puede ser un gran problema para las tuberías de agua caliente. La cal puede obstruir las tuberías tanto que se agrietan y luego gotean. ¡Es como un adulto tratando de deslizarse por un tobogán de agua cerrado que fue construido para niños pequeños! Las tuberías están hechas para manejar una carga particular, pero cuando están obstruidas, la presión aumenta.
¿Qué hace que el agua sea dura?
Cuando los minerales disueltos específicos están en una alta concentración, el agua se considera dura. Los minerales que contribuyen principalmente a la dureza son el carbonato de calcio y magnesio. Son de origen natural y entran al agua cuando está en contacto con ciertas formaciones rocosas y del suelo, como la piedra caliza o la creta. Estos minerales están disueltos a temperatura ambiente, pero cuando el agua se calienta, se agrupan y pegan entre sí y se vuelven más pesados que el agua. En ese momento se asientan fuera del agua como cal.
¿Cuáles son las unidades de medida de la dureza?
La dureza del agua se cuantifica por la concentración de iones de calcio y magnesio en el agua. Los minerales consisten en átomos, o moléculas, que están unidos entre sí porque tienen cargas eléctricas opuestas. Los átomos, o moléculas que están cargadas, se llaman iones. Un mineral consiste en un ion positivo, unido a un ion negativo.
Cuando mide la dureza, generalmente desea averiguar cuántos iones de calcio y magnesio hay en un determinado volumen de agua. Dado que este suele ser un número enorme, en lugar de medir la cantidad de iones, medimos cuántos moles (o mol) existen de ese ion. 1 mol tiene aproximadamente 6.023 x 10^23 iones. Es como contar personas, en lugar de contar el número de células en cada persona.
Una vez que sepas el número de moles, puedes calcular la concentración molar. Este es el número de moles por litro de líquido. Entonces, una forma de medir la dureza es en mol/L o mmol/L. Otras unidades comunes son miligramos por litro (mg/L), granos por galón (gpg) o partes por millón (ppm). Partes por millón simplemente significa cuántos iones de calcio o magnesio hay en un millón de moléculas de agua.
¿Cómo se mide la dureza del agua?
Existen diferentes métodos para medir la dureza que puede hacer usted mismo, aunque enviar una muestra al laboratorio siempre es una opción. Las tiras reactivas o tabletas y la titulación involucran reacciones químicas que cambian el color de su muestra. Las tiras reactivas y las tabletas requieren comparar su muestra con una tabla de colores. La titulación implica hacer que su muestra se vuelva rosa, agregando un polvo particular y luego agregando su titulante en gotas y esperando hasta que se vuelva azul.
Un colorímetro es otro aparato que puedes usar. Es una unidad portátil que pasa un haz de luz blanca a través de su muestra y luego mide la calidad del haz de luz que sale. La luz blanca es un haz de ondas de luz en diferentes longitudes de onda. Las diferentes longitudes de onda pueden ser absorbidas por su muestra y terminar por no salir por el otro lado. El colorímetro puede calcular la concentración de iones de dureza en la muestra simplemente analizando el tipo de luz que salió y qué longitudes de onda fueron absorbidas.
El objetivo de las tres pruebas es hacer que sea lo más fácil posible calcular la concentración molar y, por lo tanto, saber qué tan dura es el agua.
Resumen de la lección
Así que aprendió que la dureza del agua no es un problema de salud sino un problema que puede dañar sus tuberías. También aprendiste que la dureza del agua es causada por el carbonato de calcio y magnesio en el agua y que la dureza del agua se mide calculando la cantidad de iones de calcio y magnesio en un volumen particular de agua. Si está interesado en medir la dureza del agua en casa, siempre puede usar tiras reactivas, tabletas de prueba, unidades de titulación o colorímetros.