Dureza Del Agua

CUESTIONARIO PRÁCTICA N°6

1. ¿Qué es dureza del agua y en que unidades se puede expresar?

La dureza del agua se define como la concentración de todos los cationes metálicos no alcalinos presentes (iones de calcio, bario, estroncio y magnesio en forma de carbonatos o bicarbonatos) y se expresa en equivalentes de carbonato de calcio y constituye un parámetro muy significativo en la calidad del agua. Estos minerales tienen su origen en las formaciones rocosas calcáreas, y pueden ser encontrados, en mayor o menor grado, en la mayoría de las aguas naturales. Esta cantidad de sales afecta la capacidad de formación de espuma de detergentes en contacto con agua y representa una serie de problemas de incrustación en equipo industrial y doméstico, además de resultar nociva para consumo humano.

2. Tipos de dureza.

La dureza del agua se clasifica en:

• Dureza temporaria: es la que desaparece por calentamiento, es debida a los bicarbonatos de Ca y Mg

Ca(CO3H)2(aq) CaCO3(s) + H2O(l) + CO2(g)

• Dureza permanente: no es eliminada por el calentamiento, es debida a otras sales solubles de Ca y Mg (cloruros, sulfatos etc.) Las incrustaciones debidas a la dureza permanente son originadas principalmente por el sulfato de calcio, ya que las otras sales: CaCl2, Mg Cl2 y MgSO4 son muy solubles en agua. El sulfato de calcio, es medianamente soluble, 2g/l a 20 °C, pero 1,6 g/l a 100 °C. Por eso, cuando el agua de una caldera se calienta y parte se convierte en vapor, se deposita CaSO4 en forma compacta, de modo que redisolución con agua es prácticamente imposible.

3. ¿Qué tipo de valoración se emplea en la práctica?

Se empleara la valoración complexométrica con EDTA. La valoración complexométrica o valoración de complejación es toda valoración basada en una reacción de formación de un complejo. Los ligandos EDTA, DCTA, DTPA y EGTA forman complejos fuertes de estequiometria 1:1 con todos los iones metálicos independientemente de la carga del catión, excepto con los monovalentes como Li+, Na+ y K+. Los agentes quelantes son los valorantes empleados en valoraciones complexométricas ya que la reacción de complejación ocurre en una única etapa y no de forma gradual, como con los ligandos monodentados.

4. ¿Cuáles son las sales causantes de la dureza del agua?

La forma de dureza más común y problemática es la causada por la presencia de bicarbonato de sodio (Ca(HCO3)2). El agua la adquiere cuando la lluvia pasa por piedra caliza (CaCO3). Cuando el agua de lluvia cae disuelve dióxido de carbono (CO2) del aire y forma ácido carbónico (H2CO3), por lo que se acidifica ligeramente:

CO2(g) + H2O(l) H2CO3(aq)

El carbonato de sodio (CaCO3) no es muy soluble en agua, sin embargo, cuando el ácido diluido pasa por la piedra caliza reacciona formando bicarbonato de sodio (Ca(HCO3)2) que sí es soluble en agua:

CaCO3(s) + H2CO3(aq) Ca2+(aq) + 2HCO3-(aq)

Por lo tanto, el agua de lluvia toma iones calcio Ca2+ e iones bicarbonato HCO3- y se vuelve dura. Cuando el agua dura se calienta las dos reacciones anteriores se revierten y se forma carbonato de calcio, agua y dióxido de carbono:

Ca2+(aq) + 2HCO3-(aq) CaCO3(s) + H2O(l) + CO2(g)

El carbonato de calcio (CaCO3) es mucho menos soluble en agua que el bicarbonato de calcio (Ca(HCO3)2) por lo que se precipita formando un sólido conocido como sarro, incrustaciones o incrustaciones de calcio. Como este tipo de dureza es fácil de remover se le conoce como dureza temporal. El sarro aparece por lo general alrededor de sistemas de agua caliente y elemento de calentamiento. Sin embrago, si el agua es extremadamente dura se puede formar sarro en tuberías de agua fría.

La precipitación de hidróxido de magnesio (Mg(OH)2) puede contribuir a los problemas de incrustaciones.

5. ¿Cuáles son los iones presentes en el agua que aportan su dureza?

Por lo general la dureza del agua es causada por la presencia de iones calcio (Ca2+) e iones magnesio (Mg2+) disueltos en el agua. Otros cationes como el aluminio (Al3+) y el fierro (Fe3+) pueden contribuir a la dureza, sin embargo su presencia es menos crítica.

Otros tipos de dureza temporal son causados por la presencia de iones magnesio Mg2+ y la combinación de iones de calcio Ca2+ y magnesio Mg2+ con iones cloruro (Cl-), sulfato (SO42-) y nitrato (NO32-) se conoce como dureza permanente. Por ejemplo en algunas áreas el sulfato de calcio CaSO4 puede causar una dureza considerable. La dureza permanente no puede ser removida hirviendo el agua.

6. Clasificación de la dureza del agua en ppm.

Según la Organización Mundial de la Salud (OMS), la clasificación de la dureza del agua en mg/l CaCO3 es:

Tipos de agua Dureza (ppm)

Blanda 0 – 60

Moderadamente dura 61 – 120

Dura 121 – 180

Muy dura > 180

7. ¿Cuál es la dureza del agua permitida para el agua potable?

La Organización Mundial de Salud, OMS, ha adoptado como concentración máxima deseable 100 mg/l de CaCO3.

8. ¿Cuál es el compuesto químico que aporta dureza al agua (de acuerdo a la práctica)?

De acuerdo a la práctica el compuesto que le aporta dureza al agua es el carbonato de calcio (CaCO3).

9. ¿Qué significa EDTA y explique su uso?

El ácido etilendiaminotetraacético, también llamado ácido (etilendinitrilo)tetraacético, generalmente se abrevia como EDTA y es el valorante más empleado en volumetrías de complejación, ya que permite determinar prácticamente todos los elementos de la tabla periódica, ya sea por valoración directa u otra modalidad de valoración.

El EDTA pertenece a la familia de los ácidos poliaminocarboxílicos y contiene seis posibles posiciones de enlace con el ión metálico: cuatro grupos carboxilo y dos grupos amino. El EDTA es un ligando hexadentado. Las cuatro primeras constantes de disociación del EDTA corresponden a los grupos

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