A 'água dura' contém altas concentrações de íons Ca²⁺ e Mg²⁺. Quando o sabão comum (um sal de ácido graxo, como o estearato de sódio) é usado com água dura, ele forma um precipitado sólido e perde sua capacidade de limpeza. Isso ocorre porque:
Os íons Mg²⁺ catalisam a decomposição do sabão em água e CO₂.
A alta concentração de sais aumenta a tensão superficial da água.
A água dura é muito ácida e neutraliza a basicidade do sabão.
Os íons Ca²⁺ reagem com o sabão para formar um sal de cálcio insolúvel.
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O sabão, como o estearato de sódio (NaC₁₈H₃₅O₂), é solúvel em água. No entanto, na presença de íons como Ca²⁺ e Mg²⁺, ocorre uma reação de dupla troca onde o íon sódio é substituído pelo cálcio, formando estearato de cálcio (Ca(C₁₈H₃₅O₂)₂), que é um composto iônico insolúvel e se manifesta como um precipitado, popularmente chamado de 'nata'.
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