Innanzi tutto, in soluzione acquosa la specie predominante è lo ione idrogenocarbonato (o bicarbonato, secondo la vecchia nomenclatura; HCO3–) e si stabiliscono gli equilibri
1) HCO3– + H2O <—-> CO2 + H2O + OH–
2) HCO3– + OH– <—-> H2O + CO3—
1) HCO3– + H2O <—-> CO2 + H2O + OH–
2) HCO3– + OH– <—-> H2O + CO3—
Riscaldando l’acqua, portandola eventualmente all’ebollizione, si favorisce il desorbimento della CO2 spostando quindi a destra l’equilibrio (1) con produzione di ioni ossidrile; ciò comporta pure l’aumento di concentrazione dello ione carbonato, in forza dell’equilibrio (2), fino al raggiungimento del prodotto di solubità del carbonato di calcio, che precipita.
Il carbonato di calcio che si forma si presenta nelle due possibili forme allotropiche calcite e aragonite; quest’ultima presenta solitamente una morfologia aciculare e tende, per questioni di tensione superficiale, a rimanere sulla superficie dell’acqua; la calcite invece si ritrova quasi del tutto sul fondo del recipiente di bollitura.
L’uso della bollitura per la rimozione di Ca e Mg dipende dalla convenienza economica (notevole se applicato a grandi volumi d’acqua); potrebbe essere un buon metodo per produrre acqua da bere nel caso in cui l’elevata durezza costituisca un problema per la salute.
Si tenga ancora conto che la durezza dipende non tanto dalla presenza in soluzione dello ione carbonato, ma dalla presenza di ioni Ca e Mg; limitandosi a bollire l’acqua, si separa preferenzialmente carbonato di calcio, mentre il magnesio resta in soluzione (MgCO3 ha un prodotto di solubilità più alto di CaCO3). Un modo per precipitare anche il carbonato di magnesio consiste nell’aggiungere all’acqua un piccola quantità di bicarbonato di sodio, in modo da aumentare la concentrazione dello ione carbonato (equilibrio 2) e raggiungere il prodotto di solubilità di MgCO3.
L’uso della bollitura per la rimozione di Ca e Mg dipende dalla convenienza economica (notevole se applicato a grandi volumi d’acqua); potrebbe essere un buon metodo per produrre acqua da bere nel caso in cui l’elevata durezza costituisca un problema per la salute.
Si tenga ancora conto che la durezza dipende non tanto dalla presenza in soluzione dello ione carbonato, ma dalla presenza di ioni Ca e Mg; limitandosi a bollire l’acqua, si separa preferenzialmente carbonato di calcio, mentre il magnesio resta in soluzione (MgCO3 ha un prodotto di solubilità più alto di CaCO3). Un modo per precipitare anche il carbonato di magnesio consiste nell’aggiungere all’acqua un piccola quantità di bicarbonato di sodio, in modo da aumentare la concentrazione dello ione carbonato (equilibrio 2) e raggiungere il prodotto di solubilità di MgCO3.