L'acqua di Walter Peris

Premessa
Mi sono reso improvvisamente conto che in tutti gli articoli precedenti ho sempre parlato di acqua, acqua deionizzata, demineralizzata, osmotica ecc. senza dire mai esattamente se tra tutte queste acque ci sia, oppure no, effettivamente una differenza. Con questo articolo tento di colmare una lacuna che, a mio avviso, potrebbe risultare veramente grande.

L'acqua
Come ebbi modo di dire nel mio primo articolo, l'acqua è un composto formato da due elementi, l'idrogeno e l'ossigeno. E fin qui, nulla di nuovo sotto il sole. Quello che di nuovo vorrei dire, o almeno spero che sia nuovo per alcuni di voi, così giustifico il mio lavoro, è che l'acqua non è mai, almeno nella vita reale di tutti i giorni, un composto puro; in essa vi sono sempre sostanze che la rendono, per certi versi, unica. L'angolo formato dai legami tra l'ossigeno ed i due atomi di idrogeno è di circa 105° e fu solo nel 1783 che A. Lavoisier riuscì a determinare l'esatta composizione della molecola. Oggi, in realtà, sappiamo ben di più sull'acqua; ad esempio in essa vi sono anche molecole che contengono i vari isotopi di idrogeno ed ossigeno. Il composto più noto fra questi è la cosiddetta "acqua pesante", formata da un atomo di ossigeno e da due atomi di deuterio, isotopo di massa 2 dell'idrogeno, divenuta famosa durante la seconda guerra mondiale perché utilizzata dagli scienziati tedeschi come moderatore nella fissione dell'uranio per la preparazione della bomba atomica.

Le soluzioni
Anche il concetto di soluzione acquosa è già stato affrontato in precedenza; vediamo ora più in dettaglio il significato di soluzione e che conseguenze può avere. Si ha una soluzione quando un soluto viene sciolto in un solvente. Detta in questi termini sembra una cosa banale, ma non è affatto così. Innanzitutto, cosa è un soluto? Un soluto è una qualunque sostanza che, posta in solvente, passa in soluzione. Il soluto può semplicemente sciogliersi, cioè la sue molecole si separano tra loro, pur mantenendo la loro natura chimica, come capita allo zucchero, oppure può dissociarsi, cioè separarsi negli ioni che lo compongono, come il sale da cucina, ed in tal caso viene detto elettrolita, dato che queste soluzioni sono in grado di condurre la corrente elettrica. Questa capacità di scindere gli elettroliti in ioni è tipica dell'acqua, dato che altri solventi, come l'alcol etilico, la benzina, il cloroformio ecc. hanno una capacità di dissociare le sostanze in ioni da bassa a nulla.

Cosa c'è nell'acqua
Questa è una bella domanda, alla quale tutti sarebbero felici di rispondere. In realtà, cosa ci sia di preciso nell'acqua, così come ci appare tutti i giorni, non è possibile dirlo a priori; è necessario, innanzitutto, definire di quale acqua si stia parlando. Se intendiamo l'acqua che comunemente esce dai nostri rubinetti, la cosa è già maledettamente complessa. Infatti, la composizione dell'acqua potabile è immensamente varia ed incostante, anche se fornita dallo stesso acquedotto, ma in giorni diversi. In generale possiamo dire che nell'acqua potabile sono presenti sali e sostanze organiche di varia natura (anche se queste ultime sono, quasi sempre, nocive e si vorrebbe che fossero sempre assenti). Le sostanze organiche presenti derivano, per la gran parte, dagli inquinamenti delle falde acquifere derivanti dall'uso, e dallo smaltimento, improprio dei prodotti in commercio in ogni campo: dai pesticidi usati in agricoltura per salvaguardare i raccolti, agli oli lubrificanti derivanti dall'industria automobilistica, che non vengono smaltiti secondo la legge ma semplicemente gettati nei tombini, ai detersivi immessi nelle lavatrici in quantità bibliche, con la falsa speranza che "più ne metto, più verrà pulito il bucato". Tolti questi, ed altri, inquinanti, quello che resta, come dicevamo, sono i sali inorganici più comuni: carbonati, solfati, nitrati, cloruri, fosfati ed altri, accompagnati dai relativi cationi: ferro, calcio, magnesio, rame eccetera. A tutto ciò vanno aggiunti i disinfettanti che vengono usati per rendere l'acqua batteriologicamente sicura per l'uso umano.
Ma quest'acqua è adatta all'uso nei nostri acquari?

L'acqua per gli acquari
In generale la risposta è positiva, ma bisogna distinguere alcuni casi. Innanzitutto, l'acqua potabile ha sempre una certa durezza, che può essere più o meno alta a seconda delle pozze o delle sorgenti da cui è prelevata. Quindi, se i nostri pesci sono abituati a vivere in un'acqua di media durezza, possiamo usare la nostra acqua di rubinetto, ma solo dopo averla trattata convenientemente per allontanare il cloro o gli eventuali altri disinfettanti. Un errore abbastanza frequente è quello di voler allevare dei pesci in un'acqua che sia il più possibile simile a quella in cui vivono in natura, senza tenere conte che in realtà questi pesci ormai vivono da generazioni in acque che nulla hanno più a che vedere con quelle del loro biotopo originale. E' sempre meglio garantire ai nostri pesci un'acqua dai parametri chimico-fisici costanti, anche se differenti da quelli del loro biotopo, che stressarli con continue variazioni di pH, durezza ed altro nel convincimento di far loro del bene, portandoli a vivere in un'acqua di cui non hanno più nemmeno il ricordo. E' altrettanto evidente che se abbiamo la sfortuna di abitare in una zona in cui l'acqua potabile che esce dai rubinetti di casa ha valori chimico-fisici inadeguati, dovremo ricorrere ai potenti mezzi della tecnologia per migliorarne la qualità.

L'acqua distillata e deionizzata
Spesso i termini deionizzata e distillata (o bidistillata) vengono usati in alternativa l'uno all'altro. In realtà essi descrivono due trattamenti completamente diversi dell'acqua. L'acqua distillata viene, come dice la parola stessa, ottenuta, previo trattamento con carbone attivo per eliminare gli inquinanti organici, per distillazione (riscaldamento e condensazione dei vapori). L'acqua che si ottiene è più pura di quella da cui si è partiti, ma per ottenere acqua veramente purificata da tutti i sali, spesso, è necessario ripetere il trattamento; si parla, allora, di acqua bidistillata. Questa acqua contiene quantità di ioni inorganici a livelli inferiori alle parti per milione (ppm o mg/L); il suo pH è sempre piuttosto acido, talvolta anche minore di 6, e la sua conduttività molto bassa (inferiore a 1 mS). Dato il basso contenuto di sali, KH e GH devono essere sempre nulli; ne consegue che un'acqua di questo tipo ha un potere tamponante nullo e mostra una marcata instabilità del pH. Può essere necessario aggiungere tamponi artificiali, come carbonati di calcio, per renderla più idonea all'uso in acquariofilia. Dato il tipo di trattamento, questa acqua ha un costo che la rende sconsigliabile per l'uso acquariofilo.

Attenzione: prima di acquistare acqua distillata si deve essere assolutamente sicuri del suo effettivo trattamento; spesso viene venduta come distillata acqua che è solo demineralizzata (e che costa molto di meno).

L'acqua deionizzata (o demineralizzata), invece, proviene da impianti di deionizzazione che la purificano per scambio ionico. Durante questa purificazione l'acqua, anche in questo caso preventivamente trattata con carbone attivo per eliminare gli inquinanti organici, viene fatta passare in una o più colonne di resine sintetiche che trattengono cationi e anioni; in cambio vengono ceduti ioni sodio e ioni cloro. In ogni caso l'acqua che si ottiene è stata privata di ioni indesiderati, che sono però stati sostituiti da altri. Non si ottiene mai dell'acqua pura ma sempre acqua contenente sali in quantità più o meno variabile. In alcuni impianti, più sofisticati e costosi, gli ioni ceduti sono H⁺ e OH^-, che ovviamente danno acqua; questo trattamento è sicuramente preferibile al precedente in quanto non si ha produzione di acqua salina. Purtroppo, non sempre le case che commercializzano gli impianti di demineralizzazione danno informazioni sul tipo di deionizzazione effettuata; in questo caso è sempre meglio, per precauzione, supporre che la deionizzazione avvenga per scambio Na⁺/Cl^-. Il pH di quest'acqua è sempre molto acido (spesso anche inferiore a 5.0), dovuto al tipo di trattamento che le resine subiscono per essere rigenerate.

Ora vorrei spendere due parole sul tipo di acqua che si può ottenere con uno scambio Na⁺/Cl^-; supponiamo che l'acqua che esce dai nostri rubinetti abbia un GH di 10 (tralasciamo il KH, essendo il suo valore già compreso nel GH, in quanto con KH viene considerata la parte anionica del GH; un'eccezione potrebbe essere un'acqua con un KH superiore al GH che incrementerebbe ulteriormente la quantità di NaCl, anche se di poco). Un GH pari a 10 corrisponde a 178 mg/L di CaCO₃ (consideriamo solo gli ioni Ca²⁺ e CO₃^2- in quanto ioni differenti non cambiano la sostanza del discorso), pari a 1.78x10^-3 mol/L. Per ogni ione Ca²⁺ vengono rilasciati due ioni Na⁺, pari a 3.56x10^-3 mol/L (ovviamente per ogni ione CO₃^2- vengono contemporaneamente liberati 2 ioni Cl^-). Questo significa avere un'acqua contenente 0.208 g/L di NaCl (pari a 20.8 g di NaCl, o 0.02% di NaCl, per ogni 100 L di acqua trattata).

L'acqua da osmosi inversa (RO)
Questa acqua viene ottenuta attraverso un procedimento che si basa sul principio dell'osmosi; quando due soluzioni a concentrazione diversa sono separate da un mezzo semipermeabile, il solvente, in questo caso l'acqua, passa dalla soluzione più diluita a quella più concentrata fino a quando le due soluzioni raggiungono la stessa concentrazione. Per purificare l'acqua potabile si sfrutta questo processo con una differenza sostanziale: per convincere l'acqua a passare da una soluzione più concentrata (l'acqua potabile) a quella più diluita (l'acqua purificata) si sfrutta la pressione che è presente nelle canne che portano l'acqua al rubinetto. In tal modo l'acqua viene spinta attraverso la membrana secondo un flusso che è opposto a quello che si avrebbe in assenza di pressione. E' da notare che l'acqua, anche in questo caso trattata preventivamente con carbone ed, in alcuni casi, con resine a scambio ionico, non è comunque pura al 100%, ma contiene ancora alcune tracce di sali (dall'1 al 5% dei sali iniziali) e di composti organici (meno dell'1%). Questa è comunque l'acqua che più si avvicina a quella bidistillata. Una buona acqua da osmosi inversa deve avere valori nulli di KH e GH, un basso valore di conduttività (minore di 5 mS) ed un pH acido, generalmente intorno a 6.5.

Conclusione
Come abbiamo visto l'acqua non è quella sostanza così semplice come spesso si crede e racchiude dentro di sé, in alcuni casi, misteri e problemi che possono causare guai seri a noi acquariofili.

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