Σαν σήμερα στη ΧΗΜΕΊΑ : 05 Μαρτίου

Ο Αμερικανός εφευρέτης Έμετ Κούλιγκαν (Emmett Culligan) γεννήθηκε σαν σήμερα το 1893

Άλατα ασβεστίου σε σωλήνα PVC

Έφτιαξε το σύστημα αποσκλήρυνσης νερού Κούλιγκαν (Culligan), το οποίο έκανε την αποσκλήρυνση του νερού διαθέσιμη στους οικιακούς χρήστες. Το σύστημα αυτό χρησιμοποιεί ορυκτά που ονομάζονται ζεόλιθοι, τα οποία φιλτράρουν ασβέστιο (Ca), μαγνήσιο (Mg) και άλλα μεταλλικά κατιόντα από σκληρό νερό.

Ο Έμετ Κούλιγκαν (Emmett Culligan) ίδρυσε το 1936 την εταιρία "Ζεόλιθοι Κούλιγκαν" Culligan Zeolite Company, με 50 δολάρια στην τσέπη του. Την εταιρία χρηματοδότησαν επίσης ο αδελφός του, ο Δρ John M. Culligan και η αδελφή του Άννα Β. Κούλιγκαν, και συμμετείχαν οι  Δρ. John και Leo Culligan, ως εταίροι. Ξεκίνησαν τη νέα επιχείρηση στο Blacksmith Shop του Jack McLaughlin στο Northbrook, Illinois. 
Ο Emmett τρύπησε τον πάτο ενός δοχείου καφέ και χρησιμοποίησε άμμο (greensand) για να φτιάξει το δικό του φίλτρο νερού. Με το τρεχούμενο νερό μέσα από τη συσκευή του, ανακάλυψε ότι το φίλτρο συμπεριφέρθηκε επίσης ως αποσκληρυντικό νερού.

Η αποσκλήρυνση του νερού είναι η απομάκρυνση του ασβεστίου, μαγνησίου και ορισμένων άλλων μεταλλικών κατιόντων από το σκληρό νερό. Το προκύπτον μαλακό νερό απαιτεί λιγότερο σαπούνι για τον ίδιο καθαρισμό, καθώς το σαπούνι δεν σπαταλιέται, συλλέγοντας ιόντα ασβεστίου. Το μαλακό νερό επεκτείνει επίσης τη διάρκεια ζωής των υδραυλικών εγκαταστάσεων μειώνοντας ή εξαλείφοντας τη συσσώρευση της πέτρας (άλατα ασβεστίου) σε σωληνώσεις και εξαρτήματα. Η αποσκλήρυνση του νερού επιτυγχάνεται συνήθως με τη χρήση αποσκληρυντικών ασβέστου ή ρητινών ανταλλαγής ιόντων.

Η αποσκλήρυνση ασβεστίου (απασβέστωση) του νερού, επίσης γνωστή ως διαδικασία Clark είναι ένας τύπος επεξεργασίας του νερού που χρησιμοποιείται για την αποσκλήρυνση του νερού η οποία χρησιμοποιεί την προσθήκη ασβέστου (υδροξειδίου του ασβεστίου) προς απομάκρυνση της σκληρότητας του νερού (ιόντα ασβεστίου και μαγνησίου) με καθίζηση. Η διαδικασία είναι επίσης αποτελεσματική στην απομάκρυνση μιας ποικιλίας μικροοργανισμών και διαλυμένης οργανικής ύλης με κροκίδωση.

Η αποσκλήρυνση ασβεστίου χρησιμοποιήθηκε για πρώτη φορά το 1841 για να επεξεργαστεί το νερό του ποταμού Τάμεση. Η διαδικασία επεκτάθηκε κατά τη χρήση καθώς αποκαλύφθηκε το βακτηριοκτόνο αποτέλεσμα της διαδικασίας. Η αποσκλήρυνση ασβεστίου επεκτάθηκε σε μεγάλο βαθμό στις αρχές της δεκαετίας του 1900 καθώς επεκτάθηκε η βιομηχανική χρήση του νερού. Παρέχει μαλακό νερό που σε ορισμένες περιπτώσεις μπορεί να χρησιμοποιηθεί αποτελεσματικότερα για τη μεταφορά θερμότητας και για διάφορες άλλες βιομηχανικές χρήσεις.

Η Χημεία της διαδικασίας

Καθώς το ασβέστιο με τη μορφή ασβέστη προστίθεται στο ακατέργαστο νερό, το ρΗ αυξάνεται και η ισορροπία των ανθρακικών ιόντων στο νερό μετατοπίζεται. Το διαλυμένο διοξείδιο του άνθρακα (CO3) μετατρέπεται σε όξινο ανθρακικό ιόν (HCO3-) και στη συνέχεια σε ανθρακικό ιόν (CO3--). Η δράση αυτή προκαλεί την καθίζηση του ανθρακικού ασβεστίου λόγω της υπέρβασης του γινομένου διαλυτότητας. Επιπροσθέτως, το μαγνήσιο μπορεί να καθιζάνει ως υδροξείδιο του μαγνησίου με αντίδραση διπλής μετατόπισης.

Κατά τη διαδικασία καθιζάνουν τόσο το ασβέστιο (και κατά ένα βαθμό το μαγνήσιο) του σκληρού νερού όσο και το ασβέστιο που προστίθεται με τον ασβέστη. Αυτό είναι αντίθετο με την αποσκλήρυνση με ανταλλαγή ιόντων όπου το νάτριο αντικαθιστά τα ιόντα ασβεστίου και μαγνησίου. Στην αποσκλήρυνση με ασβέστη, υπάρχει σημαντική μείωση των ολικών διαλυμένων στερεών (TDS), ενώ στην αποσκλήρυνση ανταλλαγής ιόντων (που μερικές φορές αναφέρεται ως αποσκλήρυνση ζεόλιθου), δεν υπάρχει σημαντική αλλαγή στο επίπεδο του TDS.

Η αποσκλήρυνση ασβεστίου μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για την απομάκρυνση του σιδήρου, του μαγγανίου, του ραδίου και του αρσενικού από το νερό.

Από τη: Royal Society of Chemistry (RSC)
Εικόνα: By Josefus2003 - Own work, CC BY 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=2704972

Σαν σήμερα στη ΧΗΜΕΊΑ :  05 Μαρτίου

Η προηγούμενη μέρα                      Όλος ο Χειμώνας                     Η επόμενη μέρα