אבנית

אבנית היא שכבה מוצקה בצבע לבן-אפור המצויה בקומקומים חשמליים, בגופי חימום מים אחרים ובמערכות בהן זורמים מים חמים. האבנית נוצרת כשיונים המומסים במים שוקעים בעקבות תהליך החימום. מקורו של המשקע הוא בסלע גיר שהומס על ידי הגשמים ועשה דרכו למי התהום ומשם למי השתייה.

הסרת האבנית מתבצעת בדרך כלל באמצעות יצירת סביבה חומצית, שממיסה מחדש את הגיר שנוצר על גוף החימום. במכשירים ביתיים ניתן לעשות זאת באמצעות המסת חומצת לימון (מלח לימון) או חומץ ביתי.

מים בהם עשויה להיווצר אבנית נקראים "מים קשים", והם מכילים לרוב יוני סידן, מגנזיום, ויון מימן פחמתי (ביקרבונט).

התהליך הכימי

המלח העיקרי המרכיב את סלע הגיר, סידן פחמתי שנוסחתו CaCO₃, אינו מסיס במים מזוקקים, אולם הוא מתמוסס במים חומציים. מי הגשמים חומציים מעט בשל התמוססות פחמן דו-חמצני מהאוויר, היוצר במים חומצה פחמתית, H₂CO₃. זו ממיסה את סלע הגיר, לפי התגובה הכוללת הבאה:

$\ CaCO_{3(s)}+CO_{2(g)}+H_{2}O_{(l)}\rightarrow Ca_{(aq)}^{+2}+2HCO_{3(aq)}^{-}$

תוצר התגובה, סידן מימן פחמתי, Ca(HCO₃)₂ הוא מלח מסיס הנמצא במים קשים בכמות גדולה.

גם התגובה ההפוכה מתרחשת כל הזמן, ולמעשה מדובר בתהליך הנמצא בשיווי משקל (Ca²⁺ + 2HCO₃^- ⇋ Ca²⁺ + CO₃^2- + CO₂ + H₂O). בעת חימום תגרום התגובה ההפוכה לשיקוע: מסיסותו של הפחמן הדו-חמצני, הנוצר מפירוק הסידן המימן פחמתי במים, קטנה מאוד עם עליית הטמפרטורה, והוא משתחרר לאוויר; על פי עקרון לה-שטלייה, התגובה ההפוכה תתגבר, וייווצר משקע של סידן פחמתי בכלי המחומם. על כן, רוב האבנית בגופי חימום עשויה גיר או מגנזיום פחמתי, ששוקע בתהליך דומה.

יונים של סידן עשויים להקשר גם לסבון. סבון מכיל אניונים (יון טעון שלילית) שמקורם בחומצות שומן נייטרליות או תרכובות כימיות דומות. מלחי הסידן של אניונים אלה אינם מתמוססים היטב במים. השילוב יוצר קרום שמתקשה כשכבה דקה על משטחים באמבטיה, בכיור, על אריחי חרסינה או בצינורות ניקוז.

מניעת שקיעת האבנית נעשית בתהליכים הנקראים ריכוך מים ועיקרם הקטנת ריכוז היונים הבלתי מסיסים.

אבנית כפי שנראית במיקרוסקופ אלקטרונים סורק. שדה ראייה - 64x90 מיקרון אבנית במחם אבנית בקומקום חשמלי

היבטים בריאותיים

בקרב הציבור ישנם חששות מהשלכות בריאותיות של שתיית אבנית, ובפרט אמונה כי שתיית אבנית גורמת לאבנים בכליות. על פי הידוע, אין לחששות אלו ביסוס. ארגון הבריאות העולמי דיווח כי לא ידועה עדות להשפעה שלילית של מים קשים על בני אדם.

על פי מועצת המחקר הלאומי של ארצות הברית, "מים קשים יכולים לספק חלק מצריכת הסידן והמגנזיום הדרושה לתזונה היומית."

אבן שן

על השיניים יכולה להיווצר אבן שן , כתוצאה ממינרליזציה והתקשות של הרובד החיידקי . תהליך זה קורה בעקבות תגובת שיקוע של מינרלים מהרוק והמזון ברובד החיידקי. אבן שן יכולה לגרום לפגיעה בבריאות השן והחניכיים. בין השאר, המשקע מהווה מצע נוח לחיידקים, ואלה עלולים לגרום לדלקת חניכיים. ניתן להסיר אבן שן מהשיניים באופן מכני, בדרך כלל על ידי שיננית.

בשפת היום-יום אבן השן מכונה לעיתים קרובות "אבנית", אבל הרכבה הכימי שונה מזה של האבנית שמקורה במי השתייה. אבן שן מכילה תערובת של חומרים אורגנים ואי-אורגניים, בעיקר צורות שונות של סידן-פוספט .

קישורים חיצוניים

• ד"ר אבי סאייג, האם מגנט יכול למנוע היווצרות אבנית?, באתר מכון דוידסון לחינוך מדעי, ‏מאי 2010
• מאיר ברק, כיצד אבנית נוצרת?, באתר מכון דוידסון לחינוך מדעי, ‏2 בספטמבר 2009