Approfondimento sulle caratteristiche dell'acqua

Approfondimento sulle caratteristiche dell'acqua

L'acqua è un composto chimico di formula H2O. anche se ci appare il più comune dei composti, essa ha una grande importanza per lo sviluppo della vita, grazie alle sue proprietà fisico - chimiche.

Nel 1781 Cavendish provò che l'acqua era costituita da idrogeno e ossigeno e dimostrò la formazione dell'acqua quando l'idrogeno bruciava combinandosi con l'ossigeno dell'atmosfera. Il fatto che l'acqua sia formata da molecole costituite ciascuna da da due atomi di idrogeno e da uno di ossigeno, venne poi definitivamente accertato solo nei primi decenni del secolo scorso.

Dal punto di vista chimico è un composto molto stabile che solo a temperature superiori ai 1500 °C comincia a decomporsi sensibilmente in idrogeno e ossigeno; la dissociazione diviene praticamente completa solo a temperature molto più elevate, oltre i 3000 °C.

Ha una struttura dipolare e, di conseguenza, l'atomo di ossigeno di una molecola di acqua può attrarre un atomo di idrogeno di un'altra molecola, costituendo quello che  si definisce legame idrogeno e che si traduce in una forza attrattiva che tende a mantenere unite tra loro le molecole dell'acqua.

Nel vapore acqueo ciascuna molecola si muove invece liberamente nello spazio e l'evaporazione dell'acqua corrisponde quindi alla rottura dei legami di idrogeno presenti nell'acqua liquida, essa presenta perciò una tendenza minore, rispetto ad altri composti di struttura analoga, a passare allo stato di vapore e quindi un punto di ebollizione relativamente elevato.

La struttura dipolare dell'acqua favorisce la dissociazione e la solubilità dei sali.

Quando l'acqua liquida è perfettamente pura, presenta una conducibilità elettrica molto bassa. Partendo dalla temperatura di

0 °C, la densità aumenta con l'aumentare della temperatura e raggiunge un massimo a una temperatura prossima ai 4 °C.

le molecole dell'acqua sono polari, si dividono in una zona positiva e in una negativa. Nelle zone polari l'acqua è ricca di ossigeno.

L'acqua è batteriologicamente pura quando è priva di microrganismi che trasmettono malattie, quindi è potabile.

Le acque destinate all'uso alimentare debbono rispondere a determinati requisiti fisici, chimici e batteriologici. Dal punto di vista fisico l'acqua dev'essere incolore, inodore, insapore (anche se riscaldata), limpida, aerata e fresca: questi requisiti devono mantenersi costanti nelle varie stagioni per testimoniare la provenienza dell'acqua da falde profonde al riparo da inquinamenti superficiali. L'aerazione e la temperatura (non superiore a 12 °C) sono qualità che la rendono gradevole al palato. Chimicamente non deve contenere ammoniaca, nitriti, grandi quantità di nitrati (sostanze di per sé non dannose, ma proveniente in genere da putrefazione di sostanze organiche), fosfati, cloruri e metalli pericolosi per la salute (piombo, mercurio, e altri). Dal punto di vista batteriologico essa non deve contenere molti germi.

Non sempre sono disponibili in natura acque che rispondano ai requisiti descritti e che quindi possano essere immesse nelle reti idriche senza dover subire un processo di potabilizzazione. Le acque più sicure sono quelle delle sorgenti montane e delle falde sotterranee profonde. Spesso però si deve ricorrere ad acque di lago, di fiume, di mare: in questi casi si ricorre a procedimenti di potabilizzazione quali la filtrazione, l'ozonizzazione e la dissalazione.

Le acque potabili che contengono un'eccessiva quantità di sali di calcio e di magnesio (oltre 0.5 g/l) sono chiamate acque dure. Questi sali rendono l'acqua poco digeribile e sono dannosi per gli impianti domestici ed industriali, in quanto i carbonati di calcio e magnesio sono insolubili e quindi intaccano le tubature; impediscono, inoltre, anche ai saponi di formare la schiuma. Esistono tre tipi di durezza delle acque: la durezza totale, la durezza temporanea e la durezza permanente. La durezza totale consiste nel trattare il campione con un particolare indicatore e con una soluzione tampone. Riguarda soprattutto il contenuto di sali di calcio e magnesio presente nel campione, qualunque sia la forma in cui si trovano disciolti.

La durezza temporanea consiste nell'eliminare tutti i sali che possono essere eliminati per riscaldamento del campione in esame. E' dovuta alla quantità di bicarbonati di calcio e magnesio che per riscaldamento precipitano sotto forma di carbonati insolubili.

La durezza permanente riguarda soltanto la quantità di sali di calcio e magnesio rimasti in soluzione anche dopo l'ebollizione.

La durezza totale è data dalla differenza tra la durezza permanente e quella temporanea. La durezza viene espressa in gradi francesi.