Aguas duras y blandas

Hoy en día conocemos la existencia de muchos y distintos tipos de aguas, que suelen estar clasificadas según sus usos y propiedades, la cantidad de minerales que contengan, su origen, etc. Pero una de las clasificaciones más utilizadas es la que distingue las aguas según su dureza.

En química, se conoce como agua dura a aquellas que poseen una dureza superior a 120 mg de CaCO3 por litro, o lo que es lo mismo, que contiene una gran cantidad de minerales, particularmente sales de magnesio y calcio. A esta agua también se las conoce con el nombre de calcáreas.

Este tipo de aguas dificulta la limpieza, debido precisamente a la presencia de sales de calcio, magnesio e incluso de hierro, por lo que el grado de dureza del agua es directamente proporcional a la concentración de las ya mencionadas, sales metálicas.

El agua dura es fácilmente reconocible, ya que no producen espuma en los jabones, formando incluso un residuo gris con el uso del jabón, que en muchas ocasiones puede llegar a alterar los colores de ropas, calderos, grifos, y a la hora de beber, también puede detectarse un cierto sabor desagradable.

El problema de estas aguas radica entre otras cosas, en el mayor gasto de jabón en la limpieza. Su estudio, así como su modo de eliminación, es importante, no solamente para poder lavarnos y limpiar mejor y más económicamente, sino también para evitar incrustaciones y por lo tanto deterioro de aparatos domésticos e industriales, como puedan ser lavadoras, lavavajillas, cafeteras, o cualquier maquinaria que utilice agua para su funcionamiento.

Los jabones también son sales, pero de ácidos grasos, ácidos orgánicos con moléculas de grandes cadenas de átomos de carbono. Un jabón típico es el conocidos como estereato de sodio, que se disuelve para liberar un anión estereato, como indica la siguiente reacción:

NaC18 H35 O2 (s) → Na^+ + C18 H35 O2 ^-

Estos iones estereato C18 H35 O2^-, son los responsables de la fuerza limpiadora del los jabones, pero éstos, pueden ser precipitados por diversos cationes, entre ellos el Ca^2+, Mg^2+ y el Fe^2+, produciendo el conocido jabón insoluble.

Este jabón no sólo es ineficaz, sino que al reaccionar con los cationes, forma una especie de nata en el agua jabonosa.

Muchos manantiales de agua, son duros, generalmente en las regiones donde de existen depósitos de caliza. Por el CO2 de la atmosfera, el agua de lluvia se puede considerar con una disolución diluida de ácido carbónico:

Co2 (g) + H2O → H2CO3

H2CO3 → H^+ + HCO3^-

Dicha disolución, va poco a poco disolviendo la roca caliza:

H^+ + CaCO3(s) → HCO3^- + Ca^2+

Como consecuencia, aumenta el contenido de calcio en el agua, produciendo la llamada agua dura. Este tipo de dureza, se la conoce como, dureza temporal, ya que debido a que el Ca^2+ es indeseable, se puede eliminar del agua fácilmente mediante ebullición de ésta.

El carbonato cálcico CaCO3 (s), va formando un depósito que se agranda lentamente lo que provoca una disminución de la eficacia del calor dentro del agua, cuando ocurre algo así, por ejemplo dentro de una caldera o una plancha, dicho depósito se le conoce con el nombre de incrustación, provocando un sobrecalentamiento localizado en el metal del aparato, produciendo la rotura de éste.

Cuando un anión que se encuentra presente en el agua dura, no se trata de bicarbonato HCO3^-, sino que son sulfatos, nitratos, etc., entonces a dicha dureza no se la conoce como temporal, sino que es llamada, dureza permanente. En este caso los iones de calcio, magnesio o de hierro, no se pueden remover por el efecto del calentamiento o ebullición del agua con en el caso de la dureza temporal.

Para la limpieza con aguas duras, es más recomendable utilizar detergente que jabones, ya que, un detergente tiene una composición química más complicada que un jabón, y poseen además varios componentes añadidos, como los agentes tensioactivos o surfactantes, que son los encargados de eliminar la suciedad; agentes coadyuvantes o builders, que son sustancias que ayudan a los tensioactivos a cumplir su misión, ablandando el agua o evitando la redeposición de la suciedad; y agentes auxiliares o fillers, que aunque no son agentes limpiadores, tienen distintas funciones que completan la limpieza, como son acción blanqueadora, suavizante, perfumante, germicida, etc.

En conclusión, es mejor el uso del detergente frente a las aguas duras, debido a que un jabón está formado por sales sódicas de ácidos orgánicos y al disolverse en agua, éstas se asocian a los iones sodio e iones negativos, que son los que harán de puentes entre las grasas y la suciedad, junto con las moléculas de agua, pero si el agua contiene iones sodio, el jabón no podrá disolverse y por lo tanto, no realizará su función de limpieza.

El jabón forma compuestos insolubles con los cationes de calcio, magnesio y hierro, no pudiendo realizar la limpieza hasta que dichos iones sean eliminados del agua, por lo que hará falta mas y más cantidad de jabón, acartonando la ropa y dando un color amarillento o grisáceo, a parte de la acumulación metálica en las lavadoras u otras maquinarias.

Sin embargo, en los detergentes, los surfactantes forman compuestos que son solubles con los mencionados iones “problemáticos”, solucionando el problema de la limpieza con el agua dura.

El agua dura es muy importante en la preparación del agua potable para embotellado, en cervecerías, o en la fabricación de sodas.

También existe un tipo de agua conocida como “agua pesada”, que no hay que confundir con dura, ya que en éste caso, los átomos de H del agua, han sido sustituidos por átomo de de deuterio, un isótopo pesado del H, formulándose como D2O, en vez de H2O. Existe también un agua semipesada, cuando se sustituyen los átomos de H por el otro isótopo de éste, el tritio, T2O.

El agua blanda:

En contraposición con el agua dura, las aguas blandas, o también conocidas como suaves, son aquellas que poseen mínimas cantidades de sales disueltas en el agua.

Su principal ventaja es que fomenta y potencia la acción de los jabones y detergentes y otros químicos usados en limpieza.

El agua dulce se puede definir como un agua con menos de 0.5 partes por mil de sal en disolución. Suele encontrarse en ríos, lagos, glaciares, y algunas aguas subterráneas.

Se caracteriza por tener una concentración mínima de cloruro sódico, e iones de calcio y magnesio. En todo caso, son aguas de carácter potable.

Si en el agua no se encuentra ningún tipo de sal diluida, entonces se la conoce como “ agua destilada”.