Par Rosann Kozlowski Mis à jour le 24 mars 2022
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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, voire aucun.
L'eau accumule des solides dissous lorsqu'elle se déplace à travers les roches et autres substrats, comme le calcaire, le gypse ou la dolomite. 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 une eau dure. .
Aux États-Unis, les régions de la côte Est ont généralement de l’eau douce, tandis que celles du sud-ouest ont de l’eau dure. L'eau de pluie, puisqu'elle n'a pas percolé 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 présents 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 estimer la dureté de l'eau :
– 120 mg/L* Dur :121 – 180 mg/L
Les contributeurs courants à la dureté de l’eau sont le calcium, le Ca et le magnésium, le Mg. Les deux éléments sont des métaux alcalino-terreux présents 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 le calcaire, un type de roche sédimentaire et la dolomite, CaMg(CO3)2, également une roche sédimentaire. Le carbonate de calcium se trouve également dans les coquilles d'organismes marins et dans les œufs.
Lorsque l’eau de pluie contenant du dioxyde de carbone dissous, CO2, filtre à travers le carbonate de calcium, les ions calcium se dissolvent dans l’eau. L'équation chimique suivante décrit ce processus :
CaCO3(s) + H20(l) + CO2(aq) → Ca2+(aq) + 2HCO3-
Où le carbonate de calcium, CaCO3, forme du Ca2+ et du bicarbonate, HCO3-, en présence d'eau et de dioxyde de carbone.
Les propriétés de l'eau dure sont décrites comme temporaires et permanentes . L’eau dure temporairement contient du bicarbonate, HCO3-. L'eau dure permanente contient des ions bicarbonate avec d'autres ions comme le sulfate, SO42-. L'ébullition ne précipite pas les espèces durcissantes permanentes et il faudrait ajouter du carbonate de sodium, Na2CO3.
Lorsque l’eau dure est chauffée, elle laisse souvent une couche sur les pots ou les récipients. Notez que l'équation de ce précipité est l'inverse pour les ions Ca2+ se dissolvant en solution aqueuse :
Ca2+(aq) + 2HCO3- (aq) → CaCO3(s) + H20 (l) + CO2(aq)
Le précipité de carbonate de calcium, CaCO3, est appelé tartre. Bien qu'il soit frustrant de nettoyer, ce n'est pas un problème de santé.
Le précipité peut s’accumuler avec le temps; cependant, cela peut affecter la durée de vie des appareils tels que les lave-vaisselle, les machines à laver et 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 d'entretien ménager.
Les ions Ca2+ et Mg2+ interfèrent avec les qualités tensioactives du **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 présents dans l'eau dure se combinent également avec le savon pour former un film collant ou trouble 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 ou des cheveux secs ou irrités, ternes et ingérables.
L’eau dure présente des avantages supplémentaires pour la santé. Le calcium et le magnésium sont des minéraux importants dont le corps a besoin pour la croissance et le fonctionnement 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 électroménagers et les canalisations 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 passe à travers un échangeur d'ions, elle s'écoule par couches de billes de polymère (plastique) liées de manière covalente à des groupes anioniques, tels que :
Lorsque l'eau passe devant ces billes, les ions calcium et magnésium déplacent les ions sodium ou potassium.
Les avantages des adoucisseurs d’eau sont un linge 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 lavabos, 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 rapportent souvent que les cheveux et la peau sont moins secs et squameux.
Les inconvénients des adoucisseurs d’eau incluent le coût élevé et les efforts nécessaires à l’entretien d’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 haute teneur en sodium, n'est pas recommandée pour l'arrosage des plantes, des pelouses ou des jardins.
Du point de vue de la santé, l'eau adoucie contient plus de sodium que l’eau dure, ce qui peut être problématique pour les personnes qui doivent limiter leur consommation de sel alimentaire. Parce qu'une grande partie du calcium et du magnésium a été éliminée, l'eau douce ne constitue pas une source de ces minéraux dans l'alimentation.