4.4 Întrebuinţările apei

Apa se utilizează în laboratoare, în industrie în diferite procese ca apă de reacţie, apă de spălare, agent termic, în agricultură la irigaţii etc. Apa este şi un mediu biologic propice existenţei vieţii. În multe ramuri de activitate se utilizează apa pură care se obţine prin distilare sau prin demineralizare.

4.4.1. Duritatea apei

Proprietăţile conferite apei de prezenţa ionilor de Ca²⁺, Mg²⁺ şi Fe²⁺ poartă numele de duritate.

În funcţie de natura anionilor care neutralizează ionii de Ca²⁺, Mg²⁺ şi Fe²⁺ duritatea apei poate fi temporară sau duritate permanentă. Suma dintre duritatea temporară, D_t, şi duritatea permanentă, D_p, este numită duritate totală, D_T.

D_t + D_p = D_T                                                                                                         (4.2)

Pentru a exprima duritatea apei, compuşii de calciu, magneziu şi fier divalent se echivalează în oxid de calciu sau în carbonat de calciu. Uzual, în funcţie de ţară, duritatea apei se exprimă în grade de duritate germane, franceze, engleze sau în milivali.

O apă are duritatea egală cu un grad german, 1^oG, dacă conţinutul de compuşi ai Ca²⁺, Mg²⁺ şi Fe²⁺din 100 de ml de apă dură este echivalent cu 1mg CaO.

Pentru exprimarea durităţii apei în grade franceze sau în grade engleze, conţinutul de compuşi care imprimă duritate se echivalează în CaCO₃.

Dacă conţinutul de compuşi de Ca²⁺, Mg²⁺ şi Fe²⁺ din 100 de ml de apă dură este echivalent cu 2,8mg CaO, apa are un milival de duritate.

Între diferitele moduri de exprimare a durităţii există relaţia:

1^oG º 0,357 milivali º 1,785 ^o franceze º 1,2522 ^o engleze                           (4.3)

În ţara noastră duritatea apei se exprimă în grade germane.

În Tabelul 4.2 sunt prezentate câteva săruri care conferă duritate apei.

Tabel 4.2  Săruri care conferă apei duritate

În funcţie de valoarea durităţii lor totale, apele se clasifică în:

D_t:          0……………4…………8………….12………………18………30……   [ ^oG]

Ape:       foarte moi      moi           slab dure      mediu dure        dure         foarte dure

Apa dură nu face spumă cu săpunul ci formează cu acesta precipitate, nu fierbe legumele şi prin şedere sau fierbere depune cruste de calcar pe pereţii vaselor:

Ca(HCO₃)₂  CaCO₃  + CO₂ + H₂O

Dacă apa este utilizată ca agent termic, crustele depuse împiedică transmiterea căldurii, mărind consumul de combustibil necesar vaporizării. Un strat de “piatră de cazan” de 3mm grosime, conduce la un consum de combustibil cu circa 20% mai mare. Prin formarea crustei, încălzirea şi dilatarea pereţilor cazanelor nu mai este uniformă, se pot produce supraîncălziri în anumite zone, care pot provoca fisuri sau chiar explozii ale acestora. Îndepărtarea mecanică a crustei dăunează cazanelor, operaţia fiind imposibilă pentru conducte. Pentru a evita aceste  fenomene apa se purifică prin dedurizare şi / sau demineralizare.