Química de las manchas minerales de la taza del váter en la porcelana

Question

Vivo en Massachusetts, mi casa tiene 3 baños y vivo sola. Si no friego la taza del váter una vez a la semana, se acumulan manchas minerales de color marrón-amarillo. Éstas parecen ser independientes de si he utilizado la taza del váter desde la última limpieza (como vivo solo, algunos váteres se utilizan poco).

En la web hay muchos consejos de fuentes "populares" como "la rubia frugal" o "la madre profesional" sobre cómo limpiar los inodoros, normalmente con vinagre, Clorox, esponjas de goma, etc., y mucha grasa, guantes de goma, ventiladores de baño y tiempo. Uno de ellos utiliza WD-40. Pero al ser "folclórico" ninguno de ellos implica ninguna discusión sobre el química .

Pensé que si entendía la ciencia podría ahorrarme trabajo y tal vez incluso prevenir las manchas, pero no puedo encontrar NADA en la web sobre esto. ¿Cuáles son los minerales de mi agua y en qué forma están? ¿Están ionizados o sólo en una especie de suspensión? ¿Cuáles son las formas principales -supongo que compuestos de calcio, magnesio (y silicato?) - y en qué forma precipitan sobre la porcelana? ¿Qué es la porcelana (químicamente hablando) de todos modos, y qué es lo que hace que haya enlaces tan estrechos en la interfaz entre los minerales del agua y la superficie de la porcelana?

Si supiera las respuestas a estas preguntas, tal vez podría evitar que se formaran estos vínculos entre la porcelana y los minerales.

Answer 1

En muchos lugares hay agua con hierro y manganeso disueltos, que se precipitan como una mancha marrón o negra cuando se exponen al aire.

En Massachusetts hay zonas de podzol donde la fina arena del terreno glacial ha sido cubierta por bosques de pinos. Esto hace que el suelo sea ácido, que en condiciones anaeróbicas disuelve fácilmente el hierro en el ferroso forma, $\ce{Fe++}$ del suelo, que es de un color verde pálido, casi imperceptible. Si se excava en un podzol, exponiéndolo al aire, el suelo se vuelve parduzco o anaranjado en cuestión de minutos, ya que el hierro se oxida a su férrico , $\ce{Fe+++}$ forma. Eso es lo que está ocurriendo en sus accesorios de porcelana.

Es difícil disolver la mancha marrón de hierro férrico, pero hay dos maneras de hacerlo:

• Reducir el hierro (y el manganeso) al estado de menor valencia. Metabisulfito de sodio $\ce{Na2S2O5}$ se vende para este propósito bajo nombres como Red-B-Gone. Funciona bien en la ropa y en las manchas ligeras de la porcelana. Utilícelo con precaución, ya que puede generar vapores nocivos de dióxido de azufre si entra en contacto con un ácido.

• Disolver los óxidos en un ácido fuerte, como $\ce{HCl}$ ácido clorhídrico. Aunque es más peligroso que los agentes reductores, el 10%-30% $\ce{HCl}$ puede eliminar las capas más gruesas de la mancha. Utilícelo con mucha precaución, incluyendo protección para los ojos y guantes de goma. Aclarar inmediatamente con abundante agua si se mancha a sí mismo o a su ropa. $\ce{HCl}$ está disponible en las ferreterías y en las tiendas de suministros de fontanería.

También puedes tratar el agua para eliminar el hierro y el manganeso o para secuestrarlo con un aditivo de polifosfato.

No utilice limpiadores de drenaje alcalinos (por ejemplo $\ce{NaOH}$ y Drano®) en la porcelana vítrea, ya que graba el esmalte y permite que las manchas se impregnen en la porcelana, haciendo que las manchas sean difíciles o imposibles de eliminar.