Come il carbone attivo purifica l’acqua?

Per coloro che non hanno visto il carbone lavorare la sua magia, provate questo: Per prima cosa, riempite due barattoli con acqua. In entrambi i barattoli, aggiungere il colorante alimentare e mescolare bene le miscele. Poi, aggiungere 2-3 cucchiai (o più a seconda delle dimensioni del barattolo) di carbone in polvere in un barattolo. Lasciate riposare i barattoli per almeno due giorni.

Il risultato? Dopo 2-3 giorni, troverete che il barattolo alimentato con il carbone è quasi trasparente come lo era dopo il primo passo. Sembrerebbe che il carbone abbia assorbito il colorante alimentare, “purificando” così l’acqua. Tuttavia, come fa il carbone a raggiungere questo risultato?

Carbonio attivo

In primo luogo, il carbone non assorbe, ma adsorbe le impurità. C’è una differenza cruciale. Mentre l’assorbimento è il processo in cui le sostanze si dissolvono o vengono aspirate nel volume di un assorbente, l’adsorbimento è il processo in cui le sostanze aderiscono semplicemente alla superficie di un adsorbente. Non penetrano all’interno, ma sono invece bloccate e limitate alla superficie dell’adsorbente. Le spugne assorbono, il carbone e il gel adsorbono.

La capacità del carbone di purificare le sostanze è stata segnalata già diversi millenni fa, quando gli egiziani lo usavano per eliminare alcuni elementi indesiderati nel processo di fabbricazione del bronzo.

La ragione per cui il carbone è un adsorbente così notevole è che ha una superficie incredibilmente porosa. I suoi miliardi di atomi di carbonio sono separati da milioni di pori. Fondamentalmente, vanta una grande superficie per catturare e conservare le impurità. La sua porosità può essere resa ancora più impressionante e la superficie estremamente grande trattandola con ossigeno. Il carbone risultante è noto come carbone attivo, che è ciò che il tuo depuratore d’acqua utilizza per purificare l’acqua.

I depuratori consistono in un letto di carbone attivo che l’acqua contaminata attraversa per essere purificata dai suoi contaminanti. Secondo Wikipedia, un grammo di carbone attivo del letto ha una superficie superiore a 32.000 piedi quadrati. Per la prospettiva, si stima che un cucchiaio di carbone attivo equivalga alla superficie di un campo da calcio! Tuttavia, indipendentemente dalle sue impressionanti capacità, la quantità di purificazione varia con la velocità con cui il carbone è esposto all’acqua. Più lento è il passaggio dell’acqua attraverso il letto, più lungo è il tempo di esposizione ai contaminanti.

Assorbimento e attrazione chimica

Il carbone attivo elimina le impurità, che non sono necessariamente contaminanti pericolosi, ma possono anche essere sostanze odorose o colorate, da gas o liquidi, sia per assorbimento chimico che per attrazione chimica. No, le due cose non sono la stessa cosa.

Una sostanza viene adsorbita chimicamente quando, mentre passa sulla superficie del carbone, vi si attacca dopo essere stata intrappolata in uno dei suoi milioni di pori. Le sostanze che sono più inclini ad essere intrappolate in questo modo sono composti organici o a base di carbonio. D’altra parte, una sostanza è attratta chimicamente quando i suoi ioni negativi sono attirati dagli ioni positivi del carbone attivo. Le sostanze più inclini ad essere attratte in questo modo sono i composti inorganici, in particolare quelli a base di cloro.

Sarebbe un errore credere che i depuratori d’acqua siano invincibili e che il carbone attivo che ospitano possa assorbire tutto ciò che gli si butta addosso. Ci sono alcuni composti che sono indifferenti all’attrazione; passano attraverso il letto completamente non assorbiti. Questi includono minerali, nitrati, sodio e certi altri composti inorganici disciolti.

Infine, il carbone attivo non è utilizzato solo dai depuratori d’acqua, ma anche dalle macchine per il caffè, dagli impianti chimici, dalle creme per il viso, dagli acquari e persino dalle cicche. È ciò che fa funzionare una maschera antigas. Tuttavia, è imperativo ricordare che il carbone di legna diventa inutile dopo un po’ di tempo. Dopo che tutti i suoi pori sono occupati da contaminanti, purifica liquidi e gas con la stessa efficacia di un sasso. A questo punto, il carbone occupato deve essere sostituito con un nuovo carbone non occupato.