Quelle est la différence entre eau dure et eau douce ?

L'eau peut parfois être décrite comme étant de l'eau dure et de l'eau douce. La distinction repose sur la quantité de minéraux dissous dans l'eau. L'eau dure contient une grande quantité de minéraux et l'eau douce en contient peu ou pas du tout.

L'eau accumule les solides dissous lorsqu'elle se déplace à travers les roches et autres substrats, comme le calcaire, le gypse ou la dolomie. Le calcium et le magnésium sont particulièrement solubles dans l'eau, et si ces minéraux naturels se trouvent dans la zone géographique, les résidents entourant la source d'eau auront eau dure.

Aux États-Unis, les régions de la côte est ont généralement de l'eau douce et celles du sud-ouest ont de l'eau dure. L'eau de pluie, puisqu'elle n'a pas filtré à travers les substances du sol comme les eaux souterraines, est considérée comme douce.

Les caractéristiques de l'eau dure et de l'eau douce sont déterminées par la quantité de minéraux dans l'eau, mesurée en milligrammes par litre ou en grains par gallon. La dureté dépend également du pH et de la température de l'eau.

Les normes nationales américaines définissent l'eau douce comme contenant moins de 17,1 mg/L; cependant, les niveaux suivants peuvent être utilisés pour évaluer la dureté de l'eau:

• Doux: 0 – 60 mg/L

• Modérément difficile: 61

  – 120 mg/L* Dur: 121

  – 180 mg/L * Très dur: 181 mg/L et plus

Les principaux contributeurs à la dureté de l'eau sont le calcium, Ca, et le magnésium, Mg. Les deux éléments sont des métaux alcalino-terreux trouvés dans le groupe 2 du tableau périodique. Les éléments de la colonne du groupe 2 ont une charge 2+ et perdent deux électrons pour former des cations, tels que Ca²⁺ et mg²⁺. Ces cations se dissolvent facilement dans l'eau.

Carbonate de calcium, CaCO₃ est une substance courante dans la formation rocheuse, en particulier de calcaire, un type de roche sédimentaire et de dolomie, CaMg (CO₃)₂, également une roche sédimentaire. Le carbonate de calcium se trouve également dans les coquilles des organismes marins et des œufs.

Lorsque l'eau de pluie avec du dioxyde de carbone dissous, le CO₂, filtre à travers le carbonate de calcium, les ions calcium se dissolvent dans l'eau. L'équation chimique suivante décrit ce processus:

CaCO_3(s) + H₂0_(l) + CO_2(aq) → Ca²⁺_(aq) + 2HCO₃^-

Où le carbonate de calcium, CaCO₃, forme Ca²⁺ et bicarbonate, HCO₃^-, en présence d'eau et de dioxyde de carbone.

Les propriétés de l'eau dure sont décrites comme temporaire et permanent. L'eau dure temporaire contient du bicarbonate, du HCO₃^-. L'eau dure permanente contient des ions bicarbonate avec d'autres ions comme le sulfate, SO₄^2-. L'ébullition ne précipite pas les espèces de durcissement permanent, et le carbonate de sodium, Na₂CO₃, devrait être ajouté.

Lorsque l'eau dure est chauffée, elle laisse souvent un revêtement sur les pots ou les récipients. Notez que l'équation de ce précipité est l'inverse pour le Ca²⁺ ions se dissolvant en solution aqueuse:

Californie²⁺_(aq) + 2HCO₃^-_(aq) → CaCO_3(s) + H₂0 _(l) + CO_2(aq)

Le précipité de carbonate de calcium, CaCO₃, est appelé échelle. Tout en étant frustrant à nettoyer, ce n'est pas un problème de santé.

Le précipité peut s'accumuler avec le temps; cependant, et cela peut affecter la durée de vie des appareils comme les lave-vaisselle et les machines à laver et tous les tuyaux de plomberie. L'accumulation restreint l'espace où l'eau peut s'écouler, et les appareils et les tuyaux devraient être remplacés.

Comme mentionné ci-dessus, l'eau dure contient des minéraux dissous qui peuvent causer des problèmes aux consommateurs en laissant des dépôts dans la plomberie et les appareils électroménagers. L'eau dure interfère également avec l'efficacité de nombreux produits de nettoyage ménagers.

La CA²⁺ et mg²⁺ ions interfèrent avec les qualités tensioactives de savon. Un tensioactif abaisse la tension superficielle de l'eau lui permettant de maintenir le contact avec une surface solide, comme des vêtements ou un lavabo de salle de bain. Les ions interfèrent avec le processus du tensioactif, ce qui nécessite souvent une lessive ou un agent de nettoyage supplémentaire pour accomplir une tâche.

Les minéraux de l'eau dure se combinent également avec du savon pour former un film collant ou brumeux sur la vaisselle et dans les baignoires, les douches et les éviers. Ce film peut également recouvrir les vêtements, la peau et les cheveux, rendant les vêtements ternes, provoquant une peau sèche ou irritée ou des cheveux ternes et ingérables.

L'eau dure a un avantage supplémentaire pour la santé. Le calcium et le magnésium sont des minéraux importants dont le corps a besoin pour la croissance et la fonction des os et des muscles. Ces minéraux régulent également la pression artérielle et les actions enzymatiques. La consommation d'eau dure peut être une source de ces minéraux.

L'eau douce n'a pas les effets négatifs des dépôts minéraux sur les appareils ménagers et les tuyaux de plomberie. Il n'a pas le goût minéral de l'eau dure et ne laisse pas de résidus sur la peau, la vaisselle ou d'autres surfaces.

Un adoucisseur d'eau domestique fonctionne par échange d'ions. Lorsque l'eau dure traverse un échangeur d'ions, elle s'écoule par des couches de billes de polymère (plastique) liées de manière covalente à des groupes anioniques, tels que:

• -ROUCOULER^-
  
• sodium
  
• N / A⁺
  
• ou potasse
  
• K⁺ cations

Lorsque l'eau passe par ces billes, les ions calcium et magnésium déplacent les ions sodium ou potassium.

Les avantages des adoucisseurs d'eau sont une lessive plus propre, des appareils plus durables et aucune accumulation de savon collant. Les consommateurs utilisent moins de détergent à lessive et d'autres types de nettoyants et de détergents. Les vêtements sont plus clairs et les éviers, baignoires et douches nécessitent moins de nettoyage.

Les appareils à eau tels que les chaudières, les chauffe-eau et les lave-vaisselle fonctionnent généralement plus efficacement et nécessitent moins d'entretien, car l'eau douce ne provoque pas d'accumulation de tartre dans les tuyaux et les appareils de plomberie. Les utilisateurs d'eau douce signalent souvent que les cheveux et la peau sont moins secs et squameux.

Les inconvénients des adoucisseurs d'eau comprennent le coût élevé et les efforts nécessaires pour maintenir un système d'adoucissement de l'eau. Un adoucisseur d'eau et son installation peuvent coûter des milliers de dollars américains, et du sel pour adoucisseur d'eau doit être ajouté régulièrement.

Les adoucisseurs d'eau consomment beaucoup d'eau dans le processus de régénération, utilisant jusqu'à 25 gallons d'eau par jour. Le rinçage des adoucisseurs d'eau avec une solution saline peut avoir des impacts négatifs sur l'environnement. Cette eau, à forte teneur en sodium, est déconseillée pour l'arrosage des plantes, pelouses ou jardins.

Pour la santé, l'eau adoucie contient plus de sodium que l'eau dure, et cela peut être problématique pour les personnes qui doivent limiter leur consommation de sel alimentaire. Parce qu'une grande partie du calcium et du magnésium ont été éliminés, l'eau douce ne fournit pas une source pour ces minéraux dans l'alimentation.