Le acque minerali naturali contengono una gran quantità di ioni, risultato del passaggio in soluzione dei composti lisciviabili che costituiscono la roccia serbatoio dell’acquifero che origina l’acqua minerale stessa. Per questa ragione, il contenuto in ioni carichi positivamente deve eguagliare, a livello elettrochimico, quello in ioni carichi negativamente.
L’equivalenza, come è ovvio, deve realizzarsi a livello di quantità che reagiscono tra di loro, cioè deve essere verificata considerando non il valore assoluto delle sostanze disciolte, ma il loro equivalente chimico.
Tale importantissima grandezza chimica è determinata dalla seguente formula:
[1] eq = Ar / V
Ar = massa atomica
V = valenza
Ad esempio, lo ione calcio ha massa atomica pari a 40,08 ed è caratterizzato da 2 cariche positive, ha cioè valenza pari a 2. Il suo equivalente chimico da considerare nel computo dell’equilibrio chimico delle acque minerali è pertanto pari a 20,04 come riportato nella formula [2]
[2] eq (Ca) = 40,08 / 2 = 20,04
Nella tabella 1 sono riportati i dati relativi a massa atomica, valenza ed equivalente chimico dei principali ioni, con relativo segno della carica, presenti nelle acque minerali italiane.
Tabella 1 - Massa atomica, valenza ed equivalente chimico dei principali ioni disciolti nelle acque minerali
|
Ioni |
Ca++ |
K + |
Mg + |
Na + |
Cl- |
CO3- - |
HCO3- |
SO4- - |
|
Massa atomica |
40,08 |
39,10 |
24,32 |
23,00 |
35,46 |
60,02 |
61,02 |
96,06 |
|
Valenza ionica |
2 |
1 |
2 |
1 |
1 |
2 |
1 |
2 |
|
Equivalente chimico |
20,04 |
39,10 |
12,16 |
23,00 |
35,46 |
30,01 |
61,02 |
48,03 |
Per verificare se il risultato di una analisi chimica di un’acqua minerale è corretto occorre innanzitutto trasformare il contenuto in milligrammi per litro dei vari ioni in milliequivalenti per litro secondo la seguente relazione:
[3] r = C / eq
r = concentrazione in meq/l = quantità in reazione (reacting value)
C = concentrazione ione in mg/l
eq = equivalente chimico
Perché una analisi sia corretta, il bilancio ionico, a pH prossimo a 7, deve risultare neutro e questa condizione si verifica allorquando la differenza tra le quantità di reazione tra anioni (ioni negativi) e cationi (ioni positivi) non supera il 2% della somma delle quantità di reazione degli ioni di uno stesso segno. In considerazione della loro predominanza, di norma questo controllo viene eseguito sugli ioni principali che sono calcio, magnesio, potassio e sodio (ioni positivi) e bicarbonato, cloruro, solfato e nitrato (ioni negativi).
Qualora l’analisi non soddisfi le condizioni di neutralità, prima di asserire che è errata risulta opportuno verificare se l’errore non sia dovuto ad altri ioni non considerati nel calcolo e presenti in quantità significative: solo dopo questa ulteriore verifica l’analisi andrà scartata.
Il campione per il quale risulta verificato l’equilibrio ionico e sul quale verterà il presente lavoro ammonta a 95 acque minerali.
