en résumé

La solubilité de la chaux est basée sur un équilibre chimique entre le dioxyde de carbone et les ions calcium. Le dispositif anticalcaire catalytique frenaCal modifie cet équilibre de sorte que le calcaire cristallise spontanément dans l'eau sous une forme qui n'adhère pas, mais flotte dans l'eau sous forme de nanocristaux.

Qu'est-ce que l'eau dure ?

L'eau dure est définie comme du calcaire dissous dans l'eau. La chaux est insoluble dans l’eau pure. Si du dioxyde de carbone est ajouté à l’eau, de l’acide carbonique (bicarbonate d’hydrogène, HCO₃⁻) se forme et l’eau dissout le calcaire. Plus l'eau contient d'acide carbonique, plus elle peut dissoudre de calcaire, jusqu'à un maximum de 16,6 g par litre d'eau. La chaux est dissoute dans l’eau sous forme de bicarbonate de calcium Ca(HCO₃)₂.

La dureté totale de l’eau est composée d’ions calcium et d’ions magnésium, les ions calcium représentant 80 % de la dureté. Le magnésium se comporte chimiquement de manière similaire au calcium, le calcium est donc considéré comme représentatif de la dureté totale.

Comment le calcaire pénètre-t-il dans l’eau potable ?

Le dioxyde de carbone (CO₂) issu de la décomposition anaérobie de la matière organique du sol par des micro-organismes se dissout dans l'eau de pluie sous forme de bicarbonate d'hydrogène (HCO₃⁻) et forme de l'acide carbonique (H₂CO₃), qui filtre à travers la roche calcaire poreuse.

CO₂ H₂O ⇄ H₂CO₃

Le calcium dissous (bicarbonate de calcium Ca(HCO₃)₂) est formé par l'altération du calcaire (CaCO₃) sous l'action de l'eau d'infiltration riche en acide carbonique.

Comment le calcaire se dissout-il dans l’eau potable et comment se forment les dépôts calcaires ?

Le bicarbonate de calcium dissous Ca(HCO₃)₂ est en équilibre avec le dioxyde de carbone dissous (bicarbonate d'hydrogène HCO₃⁻). La quantité de bicarbonate d'hydrogène présente dans l'eau détermine si le calcaire reste dissous ou si des cristaux se forment. Si la quantité de bicarbonate d'hydrogène est réduite, des cristaux de calcaire se forment. Si l'on ajoute du bicarbonate d'hydrogène, les cristaux de chaux se dissolvent.

Le bicarbonate d'hydrogène HCO₃⁻ réagit comme une base faible avec l'eau pour former de l'hydroxyde et de l'acide carbonique instable. un équilibre chimique s'établit :

HCO₃⁻ H₂O ⇄ H₂CO₃ OH⁻

Pour maintenir le bicarbonate de calcium Ca(HCO₃)₂ en solution, une certaine concentration de ce que l'on appelle « acide carbonique associé » est nécessaire. Chimiquement, il n’est pas différent de tout autre acide carbonique ; l'important c'est leur proportion. Cet acide carbonique associé maintient, en équilibre de dissociation avec les ions bicarbonate d'hydrogène présents, le pH de l'eau juste assez bas pour que la proportion d'ions carbonate, dépendante de ce pH, ainsi que la concentration de calcium présente, ne dépasse pas le produit de solubilité du carbonate de calcium.

S'il y a plus d'acide carbonique libre que la quantité « associée » dans la solution, cette quantité supplémentaire est appelée « excès d'acide carbonique ». peut réagir avec plus de calcaire et le dissoudre. La proportion de cet acide carbonique qui dissout davantage de chaux et est convertie en bicarbonate de calcium supplémentaire est appelée « acide carbonique agressif pour la chaux ». Le reste de l’excès d’acide carbonique augmente la quantité d’acide carbonique associé à un nouveau niveau plus élevé.

CaCO₃ CO₂ H₂O ⇄ Ca²⁺ (aq) 2 HCO₃⁻

Par conséquent, le bicarbonate de calcium n'existe en solution aqueuse qu'en présence de quantités équivalentes d'ions calcium et bicarbonate d'hydrogène.

Quand se forment les dépôts calcaires ?

Les dépôts calcaires se forment lorsque le dioxyde de carbone s’échappe de l’eau. Cela se produit lorsque :

· l'eau s'évapore.

· l'eau chauffe.

· la pression de l’eau diminue.

En conséquence, l'équilibre de dissociation de l'acide carbonique se déplace vers les ions carbonate, c'est-à-dire vers la gauche dans l'équation de réaction :

CaCO₃ CO₂ H₂O ⇄ Ca²⁺ (aq) 2 HCO₃⁻

Cela entraîne un dépassement du produit de solubilité du carbonate de calcium, ce qui forme du calcaire insoluble, par exemple, sur les parois de douche, les conduites d'eau, les chaudières et les pommes de douche. Cet effet peut être observé à la maison :

· L’eau s’évapore sur les parois de la douche, formant des taches de calcaire.

· L'eau est chauffée dans le chauffe-eau, ce qui provoque une accumulation de calcaire.

· L'eau sort par la pomme de douche, où la pression diminue, provoquant une calcification.

Pourquoi certaines taches de calcaire dans la douche ou le lavabo sont-elles si difficiles à éliminer ?

Les dépôts calcaires qui se forment au contact du savon ne sont pas chimiquement du carbonate de calcium (CaCO₃), mais des savons de calcium. Ces savons de calcium se forment lorsque l'eau dure réagit avec le savon et sont des sels de calcium des acides gras présents dans le savon, tels que l'oléate de calcium (C₃₆H₆₆CaO₄), le sel de calcium de l'acide oléique, ou le stéarate de calcium (C₃₆H₇₀CaO₄), le sel de calcium de l'acide stéarique. Ils sont insolubles dans l'eau et ne se dissolvent qu'avec des acides forts, leur nettoyage est donc difficile et les agents détartrants normaux sont à peine efficaces.

Faut-il éliminer complètement le calcaire de l’eau potable ?

Ce n’est pas une bonne idée d’éliminer complètement le calcaire de l’eau potable. Le calcium et le magnésium sont des minéraux essentiels pour le corps humain ; De plus, l’eau sans calcaire est agressive pour les canalisations et peut provoquer de la corrosion.

Les stations d'épuration fournissent de l'« eau standardisée » en ajustant la teneur en acide carbonique au niveau de chaux dans l'eau potable de sorte que l'équilibre de dissociation de l'acide carbonique se déplace légèrement vers les ions carbonate, c'est-à-dire vers la gauche dans l'équation de réaction :

CaCO₃ CO₂ H₂O ⇄ Ca²⁺ (aq) 2 HCO₃⁻

Cela permet de former une fine couche de calcaire sur les tuyaux, ce qui empêche la corrosion. Pour éviter une réduction excessive du diamètre intérieur des tuyaux, la teneur en acide carbonique doit être constamment ajustée.

Comment la protection anticalcaire frenaCal empêche-t-elle la formation de dépôts ?

La protection anticalcaire repose sur le principe selon lequel lorsque la pression diminue, du dioxyde de carbone est libéré et de petits cristaux d'aragonite se forment, flottant dans l'eau.

Dans le système de protection anticalcaire, l'eau circule à travers un catalyseur en spirale et tourbillonne. Des zones de basse pression se créent dans l’eau tourbillonnante. Dans ces zones, du dioxyde de carbone est libéré et des nanocristaux de calcaire se forment dans l’eau.

La chaux peut cristalliser sous différentes formes aux propriétés distinctes : calcite et aragonite. Lorsque la cristallisation est lente (dans le chauffe-eau, la pomme de douche ou les parois de la douche), de la calcite se forme, qui adhère fermement. Cependant, lorsque la cristallisation est rapide au sein du système de protection anticalcaire, de l'aragonite se forme.

L'aragonite produit de petites aiguilles cristallines qui n'adhèrent pas, mais flottent dans l'eau et s'éliminent avec le drainage.

Comment la protection anticalcaire FrenaCal élimine-t-elle les dépôts existants ?

Le dioxyde de carbone qui était auparavant « associé » et libéré dans le dispositif catalytique est transformé en dioxyde de carbone « en excès », modifiant l’équilibre chimique. dissolvant ainsi les dépôts existants :

CaCO₃ CO₂ H₂O ⇄ Ca²⁺ (aq) 2 HCO₃⁻