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La química de la cal

La cal es una sustancia que sin duda habrá visto alguna vez, ya sea obstruyendo algún conducto o en las superficies del lavabo. Pero, ¿cómo llega ahí? Y en segundo lugar, ¿cómo funcionan los productos utilizados para eliminar la cal?

3 march 2016

Para poder hablar sobre cómo se forma la cal, lo primero de lo que hablaremos será de la dureza del agua. El agua calcárea, o agua dura, es la que contiene una gran concentración de iones minerales, esencialmente sales de magnesio y calcio. Así mismo, también se puede distinguir entre distintos tipos de dureza, como la dureza temporal (o de carbonatos) y la dureza permanente (o de no-carbonatos).

La dureza temporal es generada por calcio disuelto y bicarbonatos de magnesio en el agua, y puede eliminarse por ebullición. En contraposición, la dureza permanente, la cual está causada principalmente por calcio disuelto y sulfatos de magnesio, no se puede eliminar mediante ebullición. A pesar de la acepción ‘permanente’ de su nombre, todavía hay formas de erradicar esta dureza.

La formación de cal es en parte la consecuencia de la presencia de bicarbonato soluble en el agua. Este compuesto puede descomponerse cuando se calienta hasta formar carbonato de calcio insoluble, el cual constituye la gran parte de la cal, y es lo que elimina la dureza temporal del agua. La ebullición no funciona con la dureza permanente porque el sulfato de calcio no se descompone de la misma manera cuando se calienta, por lo tanto los iones permanecen en la solución.

Los iones de calcio y magnesio en el agua también pueden reaccionar con compuestos encontrados en jabones para producir los restos de jabón que ensucian el lavabo. Esto es debido a la reacción de estos iones con los compuestos como los estearatos, produciendo sales de estearatos  insolubles.

¿Cómo se puede ‘ablandar’ el agua para prevenir la cal?

Hay varias formas de ablandar el agua. La primera, la columna intercambiadora de iones, es muy común, por ejemplo, en los lavavajillas para prevenir la formación de cal, ya que contiene lo que se conoce como la resina de intercambio iónico, formada en gránulos. Los gránulos tienen otros conectados a ellos, generalmente los iones de sodio, y ocasionalmente iones de hidrógeno. Cuando el agua pasa a través de la columna de intercambio iónico, los iones de calcio y magnesio presentes en el agua se cambian de lugar con los iones en la columna intercambiadora de iones, ayudando a eliminar la dureza.

Muchos detergentes también contienen agentes descalificadores de agua, a sea en forma de ácido cítrico, de sesquicarbonato de sodio o de otros compuestos. De nuevo, estos trabajan mediante gránulos, o a través de la quelación de los iones de calcio y magnesio del agua, previniendo que formen depósitos de cal.

¿Cómo se puede eliminar la cal?

Para eliminar la cal, generalmente se emplean ácidos, que reaccionan con la cal para producir sales solubles de metales que luego simplemente se pueden aclarar con agua. Para los inodoros, se utilizan ácidos fuertes como el ácido clorhídrico, mientras que para la cocina es más común utilizar hervidores de agua, ácido cítrico, ácido láctico o ácido fórmico.

Tags cal , quimica