Água dura e descalcificação
A Matilde reparou que, em casa da avó, no barrocal algarvio, o sabão quase não faz espuma e a chaleira fica com uma crosta branca no fundo. Na casa dela, em Aveiro, nada disto acontece. Será que a água não é a mesma? O que é que a avó tem na água da torneira?
O que é a água dura
A água que bebemos nunca é só H₂O. Quando a água da chuva se infiltra e circula por rochas calcárias (como no Maciço Calcário Estremenho ou no barrocal algarvio), dissolve pequenas quantidades de sais. Ficam na água, sobretudo, iões cálcio ($\text{Ca}^{2+}$) e iões magnésio ($\text{Mg}^{2+}$).
A água destilada não tem sais dissolvidos, por isso é macia. A água de zonas de rochas calcárias costuma ser dura. A dureza varia de região para região: podes pesquisar o valor da água da tua zona no site da empresa que a distribui.
Como reconhecer a água dura: o ensaio com sabão
Como se sabe se uma água é dura? Faz-se um ensaio com sabão. Em tubos de ensaio, colocam-se volumes iguais das amostras de água, juntam-se o mesmo número de gotas de solução de sabão e agita-se da mesma maneira.
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Na água macia, forma-se espuma abundante.
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Na água dura, os iões $\text{Ca}^{2+}$ e $\text{Mg}^{2+}$ reagem com o sabão e formam um sólido esbranquiçado que não se dissolve. A espuma é pouca e a água fica turva.
Para a comparação ser justa, só pode mudar uma variável: o tipo de água. Tudo o resto (volume de água, número de gotas de sabão, agitação) tem de ser igual. Se não, não saberíamos se a diferença na espuma vem da água ou de outra coisa.
Para comparar duas amostras de água, um grupo de alunos do 8.º ano preparou os tubos de ensaio da figura: no tubo A colocou $10\ \text{mL}$ de água destilada e no tubo B…
Para comparar duas amostras de água, um grupo de alunos do 8.º ano preparou os tubos de ensaio da figura: no tubo A colocou $10\ \text{mL}$ de água destilada e no tubo B $10\ \text{mL}$ de água de um poço situado numa região de rochas calcárias. A cada tubo juntou 5 gotas da mesma solução de sabão e agitou os dois tubos da mesma maneira.
- a) Indica, justificando a partir da figura, qual das amostras é água dura.
- b) Indica os iões responsáveis pela dureza da água.
- c) Explica por que razão se usou o mesmo volume de água, o mesmo número de gotas de sabão e a mesma agitação nos dois tubos.
- d) Relaciona a origem da água do poço com o resultado observado no tubo B.
Consequências da água dura
Quando a água dura é aquecida ou evapora, os iões $\text{Ca}^{2+}$ e outros iões presentes (hidrogenocarbonato) dão origem ao sal pouco solúvel carbonato de cálcio, $\text{CaCO}_3$, o calcário. Este sólido deposita-se nas superfícies, tal como acontece nas estalactites das grutas.
Em casa, vês estes depósitos esbranquiçados:
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nas torneiras e chuveiros, que podem entupir;
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no fundo das chaleiras;
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nos esquentadores, nas caldeiras e nas resistências das máquinas de lavar.
O calcário é um mau condutor de calor. Uma resistência coberta por uma camada de calcário transfere mais dificilmente a energia para a água, por isso é preciso mais tempo e mais energia para aquecer a mesma quantidade de água. Os aparelhos gastam mais e avariam mais depressa. Nas indústrias, as tubagens das caldeiras podem mesmo ficar obstruídas.
Há ainda outra consequência: a roupa e a loiça lavadas com água dura precisam de mais detergente, porque parte dele é gasta a reagir com os iões.
Nas regiões de Portugal onde a água da rede pública é dura — por exemplo, em zonas de rochas calcárias como o Maciço Calcário Estremenho ou o barrocal algarvio — é comum…
Nas regiões de Portugal onde a água da rede pública é dura — por exemplo, em zonas de rochas calcárias como o Maciço Calcário Estremenho ou o barrocal algarvio — é comum encontrarem-se depósitos esbranquiçados de calcário nas torneiras, no interior das chaleiras e dos esquentadores e nas resistências elétricas das máquinas de lavar e das caldeiras.
- a) Indica o nome do sal que constitui principalmente estes depósitos e os iões que o formam.
- b) Explica por que razão uma resistência elétrica revestida por uma camada de calcário gasta mais energia para aquecer a mesma quantidade de água.
- c) Os produtos de limpeza «anticalcário» são ácidos. Explica por que razão um produto ácido é eficaz na remoção destes depósitos.
- d) Explica por que razão, nestas regiões, se gasta mais sabão na lavagem das mãos e da roupa.
Como tratar a água dura: o descalcificador
Para evitar estes problemas, muitas casas de zonas de água dura têm um descalcificador. Funciona por troca iónica: a água dura atravessa uma resina que, no início, tem iões sódio ($\text{Na}^{+}$) presos.
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Os iões $\text{Ca}^{2+}$ e $\text{Mg}^{2+}$ da água ficam retidos na resina.
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Em troca, a resina liberta iões $\text{Na}^{+}$ para a água.
À saída, a água já quase não tem cálcio nem magnésio: é água descalcificada.
Com o tempo, a resina fica «cheia» de cálcio e magnésio e é regenerada com uma solução concentrada de sal de cozinha (cloreto de sódio), que repõe os iões sódio.
Porque é que a água descalcificada faz mais espuma? Sem $\text{Ca}^{2+}$ e $\text{Mg}^{2+}$, o sabão já não forma o sólido e fica todo disponível para fazer espuma.
Muitas habitações de zonas de água dura têm instalado um descalcificador. A figura representa, de forma simplificada, o seu funcionamento: a água dura atravessa uma…
Muitas habitações de zonas de água dura têm instalado um descalcificador. A figura representa, de forma simplificada, o seu funcionamento: a água dura atravessa uma resina que, inicialmente, contém iões sódio.
- a) Explica o que acontece aos iões cálcio e aos iões magnésio quando a água atravessa a resina.
- b) Indica que iões passam para a água em troca, tornando-a descalcificada.
- c) Explica por que razão a água descalcificada faz mais espuma com o sabão do que a água dura.
- d) A água descalcificada não é água destilada. Justifica esta afirmação.
De volta ao início: a avó da Matilde vive numa zona calcária, com água dura, rica em iões cálcio e magnésio. Por isso o sabão faz pouca espuma e a chaleira fica com calcário. Em Aveiro, a água é mais macia.