Τα ανθρακικά άλατα "σκληραίνουν" το νερό

Το νερό που περιέχει διαλυμένα άλατα κυρίως μαγνησίου (Mg), ασβεστίου (Ca) ή σιδήρου (Fe) σε αρκετή ποσότητα λέγεται "σκληρό νερό". Ξέρουμε βέβαια ότι τα άλατα διίστανται στο νερό. Από την αλληλεπίδραση αυτού του νερού με το σαπούνι προκύπτει ένας "βρώμικος" αφρός και λέμε ότι το σαπούνι "δεν πιάνει". Έτσι, το σκληρό νερό ουσιαστικά περιέχει κατιόντα μαγνησίου (Mg2+), ασβεστίου (Ca2+) ή σιδήρου (Fe2+). Τα ανιόντα που περιέχονται συνήθως στο σκληρό νερό είναι τα θειικά (SO42-), τα χλωριούχα (Cl-) και τα όξινα ανθρακικά (HCO3-). Στο"μαλακό νερό" τα παραπάνω κατιόντα υπάρχουν σε πολύ μικρές ποσότητες ή δεν υπάρχουν καθόλου. Το σκληρό νερό στο οποίο το κύριο ανιόν είναι το όξινο ανθρακικό ονομάζεται "προσωρινά σκληρό νερό". Αντίθετα αν τα βασικά ανιόντα είναι οποιαδήποτα άλλα, το νερό ονομάζεται "μόνιμα σκληρό νερό". Όταν το προσωρινά σκληρό νερό θερμαίνεται κοντά στι σημείο βρασμού του (κοντά στους 100οC), όπως στους θερμοσίφωνες και τους σωλήνες θερμού νερού, το όξινο ανθρακικό ανιόν διασπάται σε ανθρακικό ανιόν, διοξείδιο του άνθρακα και νερό: 2HCO3- (aq) CO32-(aq) + CO2(g) + H2O(l) Το ανθρακικό ανιόν σχηματίζει με κατιόντα όπως για παράδειγμα το κατιόν ασβεστίου (Ca2+) δυσδιάλυτα στερεά άλατα : CO32-(aq) + Ca2+(aq) CaCO3(s) Τα άλατα αυτά επικάθονται στα τοιχώματα των συσκευών όπου κυκλοφορεί το θερμό νερό και προκαλούν βλάβες και φράξιμο των σωλήνων όπως φαίνεται στην παραπάνω φωτογραφία. Η αποσκλήρυνση του νερού, δηλαδή η απομάκρυνση των παραπάνω κατιόντων επιτυγχάνεται με χημική επεξεργασία ή φιλτράρισμά του με φίλτρα που περιέχουν ειδικά πορώδη τεχνητά ή φυσικά υλικά, όπως οι ζεόλιθοι.