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durezza totale (GH)

Con GH si definisce la somma della durezza temporanea e quella permanente. Per come è definito il GH non può mai essere inferiore al KH, essendo la durezza carbonatica un sottoinseime di esso. tuttavia il KH che intendiamo noi acquariofili è diverso da quello scientificamente inteso (vedi alcalinità (KH)). per tanto essendo l'alcalinità (contenuto degli ioni HCO₃^-) non contemplata dalla durezza totale, in acquariologio il KH puù essere maggiore del GH.
Se l'alcalinità ha principalmente una funzione chimica, ovvero quello di tamponare il pH, il GH ha essenzialmente una funzione biologica. Infatti è uno degli indicatori principali che ci dice se l'ambiente che stiamo riproducendo in vasca è il più simile possibile a quello naturale (occorre quindi informarsi prima sui valori del GH che le specie in vasca tollerano). la durezza esprime principalmente la concentrazione di calcio e magnesio in acqua, due importanti nutrienti per le piante.
Inoltre la durezza è stata collegata anche alla presenza di altri elementi, quali ione bicarbonato, cloro, potassio, magnesio e zolfo. è stato notato che acque dure hanno sempre alti livelli degli elementi appena citati. Invece non è assolutamente collegata a fosforo, ferro e manganese. Questo è principalmente valido per le acque naturali. Purtoppo, ma non sempre, le acque della rete idrica sono trattate con l'aggiunta di bicarbonati per evitare danni di tipo corrosivo alle tubature. Quindi potrebbe essere che alcune acque abbiamo pH elevati, alcalinità elevata e GH piuttosto basso.

Le acque oltre ad essere distinte in acide o alcaline, si dividono in tenere o dure. l'elenco sottostante riporta una divisione delle acque in base alla durezza:

• tenere 1-8 °dGH
• leggermente dure 8-12 °dGH
• dure 20-30 °dGH
• molto dure >30 °dGH

In acquario sono generalmente consigliate acque leggermente dure (8-15°dGH). Acque tenere sono troppo impoverite di elementi nutritivi fondamentali per le piante, quindi sono sconsigliati in acquari ben piantumati.
Non esistono valori corretti di GH in cui un acquario deve stare. ogni specie faunistica o floristica ha bisogno di un determinato GH (cosi come di conducibilità) essendosi sviluppata in un ambiente con precise caratteristiche chimico-fisiche. In natura la durezza è influenzata da ciò che l'acqua incontra nel suo scorrerre. Per esempio se l'acqua scorre in un ruscello con un elevata presenza di rocce calcaree il contenuto di Calcio in acqua sarà più elevato, quindi presumibilmente quell'acqua avrà un GH elevato.
Comunque, anche se non si opta per un biotopo, in linea di massima valori tra i 4 (per specie particolarmente sensibili) e i 15 °dGH sono accettabili per la maggior parte delle specie. in ogni caso sempre meglio informarsi sulle specie che andremo ad inserire in vasca.
la misura del GH avviene attraverso i normali reagenti a goccia e confronto con la relativa scala cromatica.

succede a volte di dover intervenire sul GH, magari perchè è troppo alto o troppo basso. oppure perchè la nostra acqua di rete ha dei valori troppo diversi dall'acqua del nostro acquario, e quindi occorre intervenire sull'acqua del cambio.
il metodo più comune per abbassare il GH è quello di miscelare l'acqua di cui si vuole abbassare la durezza con acqua d'osmosi (infatti questa essendo priva di sali ridurrà la concentrazione dell'acqua in questione). è consigliabile utilizzare questo metodo non direttamente in acquario ma attraverso il cambio settimanale d'acqua, quindi inserendo acqua con già tutti i valori adatti al nostro acquario. ricordiamoci che cosi facendo porteremo anche ad un abbassamento del KH e quindi ad una variazione del pH verso valori acidi. teniamo quindi sott'occhio il KH e cerchiamo di trovare un giusto compromesso tra i due valori.
se invece abbiamo urgente bisogno di abbassare il GH in vasca, allora piccoli cambi successivi d'acqua d'osmosi rappresenta una valida soluzione. esistono comunque delle resine cationiche in grado di trattenere ioni calcio Ca²⁺ e magnesio Mg²⁺, i principali elementi contemplati dal GH.

molto più spesso occorre invece alzare il GH. ci sono essenzialmente due modi:
utilizzare l'acqua di rete (se essa ha un GH superiore al nostro acquario) è la prima alternativa. tuttavia questo potrebbe causare delle variazioni negli altri valori o nelle concentrazioni dei micronutrienti. resta comunque un ottimo metodo per reintegrare molte sostanze (purtoppo molte altre sostanze sono agenti chimici nocivi per il nostro acquario).
la seconda alternativa (la più precisa, poichè ci consente di sapere quanto e cosa stiamo inserendo in vasca) è quella di usare sali di calcio e di magnesio. poichè il GH esprime essenzialmente la concentrazione di questi due ioni, variando la concentrazione di essi varia anche il GH.
i sali che andremo ad utilizzare sono nel nostro caso: solfuro di magnesio (MgSO₄) reperibile in farmacia sotto il nome di sale inglese o sale di ermes, e cloruro di calcio (CaCl₂) reperibile in negozio.

prima di procedere con la preparazione delle due soluzioni dobbiamo considerare le equivalenze tra i gradi dGh e la quantità espressa in mg/L degli ioni calcio e magnesio, nella fattispecie (le costanti sono state prelevate dal web):

1 °dGH = 7.1 mg/L di Ca²⁺
1 °dGH = 4.3 mg/L di Mg²⁺



l'esempio precedente è di fondamentale importanza per comprendere come preparare delle soluzioni adeguate e sapere in anticipo a quanti ml corrisponde una variazione di 1°dGH.



le quantità su cui in genere si lavora ovviamente non sono affatto cosi piccole (anche perchè una comune bilancia se la sogna una precisione del genere).
una domanda che dobbiamo ora porci è la seguente: avendo 10 litri d'acqua pura, che soluzione devo preparare per far si che inserendone 5mL la concentrazione di sodio disciolto in acqua sia di 1mg/L? in altre parole dobbiamo far si che in 5mL vi sia disciolto sufficiente sale da far aumentare la concentrazione di sodio di 1mg/L in 10 litri d'acqua. dobbiamo considerare prima il volume di soluzione che vogliamo preparare, supponiamo 1 litro.

sapendo che 0.00256g di NaCl portano la concentrazione di 1 litro d'acqua ad 1mg/L di Na⁺, per far si che 10 litri abbiano la stessa concentrazione, abbiamo bisogno di una quantità di sale 10 volte maggiore, pertanto:

0.00256[g] * 10 = 0.0256 grammi

ora vogliamo che ogni 5mL della nostra soluzione da 1 litro contenga esattamente 0.0256 grammi di sale, pertanto dobbiamo moltiplicare questo peso per un fattore dato dal rapporto:

volume totale/volume che voglio prelevare = 1000[mL]/5[mL] = 200

in altre parole in 1 litro abbiamo 200 piccoli volumi da 5mL ognuno dei quali deve contenere 0.0256 grammi di sale. dobbiamo pertanto inserire una quantità 200 volte superiore, svolgendo i calcoli otteniamo una quantità pari a:

0.0256 * 200 = 5.12 g di NaCl

pertanto sciogliendo 5.12 grammi di NaCl in 1 litro d'acqua d'osmosi, prelevandone 5mL e inserendo tale quantità in 10 litri d'acqua otteniamo una concentrazione di sodio esattamente pari a 1mg/L.

se invece vogliamo che 5mL alzino la concentrazione di sodio di 10 litri d'acqua a 20mg/L, dobbiamo ragionare nel seguente modo:
0.00256 g di NaCl portano la concentrazione di 1 litro d'acqua ad 1mg/L, per avere una concentrazione di 20mg/L necessitiamo di una quantità 20 volte maggiore, pertanto:

m = 0.00256[g] * 20 = 0.0512 grammi

ripetendo quindi gli stessi calcoli, otteniamo una quantità di sale necessaria di:

m = 0.0512 * 10 * 200 = 102.4 grammi di NaCl.



ora abbiamo tutti i concetti per poter preparare in modo corretto e nel modo più libero possibile le soluzioni da aggiungere alla nostra acqua.

solfato di magnesio MgSO₄

il solfato di magnesio reperibile in farmacia anche se generalmente non è riportato sulla confezione consiste in solfato di magnesio eptaidrato.
supponiamo di voler preparare una soluzione da 500mL a base di solfato di magnesio MgSO₄ che oltre ad integrare il preziosissimo magnesio innalza con 5mL il GH di 10 litri d'acqua di 5°dGH.

calcoliamo il peso molecolare del solfato di magnesio:

MM = 24.31 + 32.06 + 4 * 16 = 120.37 g/mol

ricordiamoci che il sale è eptaidrato. dalle nomenclature IUPAC sappiamo di dover aggiungere il peso molecolare di 7 molecole d'acqua, pertanto il peso molecolare del solfato di magnesio eptaidrarto diventa:

MM = 120.37 + 7 * 16 = 232.37 g/mol

ricaviamo quindi quanto magnesio contiene 1 grammo di solfato di magnesio eptaidrato, per prima cosa ricaviamo a quante moli di MgSO₄ eptaidrato corrisponde 1 grammo dello stesso:

n = m(g)/MM = 1[g]/232.37[g/mol] = 0.0043 mol

poichè il solfato di magnesio in acqua si dissocia in:

MgSO₄ → Mg²⁺ + SO₄^2-

le moli di magnesio che si vengono a formare sono uguali alle moli di solfato di magnesio utilizzate. quindi moltiplicando il numero di moli per la massa atomica del magnesio ricaviamo che in 1 grammo di MgSO₄

0.0043[mol] * 24.31[g/mol] = 0.1 g sono di Mg²⁺.

ora calcoliamo i grammi di solfato di magnesio eptaidrato necessari per avere in 1 litro d'acqua una concentrazione pari a 1mg/L:

1 * 10^-3[g]/0.1 = 0.01 g di MgSO₄ eptaidrato.

vogliamo innalzare il GH di 5°dGH, di conseguenza vogliamo una concentrazione in mg/L di magnesio pari a: 5 * 4.3[mg/L] = 21.5 mg/L
in conclusione per preparare la nostra soluzione ci servono:

0.01 * 21.5 * 100 * 10 = 215 grammi di MgSO₄ eptaidrato

essendo la solubilità a 20°C del magnesio eptaidrato pari a 710 g/L una tale quantità si solubilizzerà tranquillamente (355 g/500mL).