DETERMINACIÓN DE LA DUREZA TOTAL EN AGUAS NATURALES MÉTODO COMPLEXOMETRICO (QUELATOMETRICO)

PRACTICA N°3: “DETERMINACIÓN DE LA DUREZA TOTAL EN AGUAS NATURALES: MÉTODO COMPLEXOMETRICO (QUELATOMETRICO)”

INTRODUCCION

Las aguas duras son aquellas que requieren cantidades considerables de jabón para producir espuma, además producen costras en las tuberías de agua caliente, calentadores, calderas y otras unidades en las que se aumenta materialmente la temperatura del agua.

Aunque hoy en día ha disminuido la demanda del público por el remoción de la dureza debido a los procesos de ablandamiento del agua , la necesidad todavía es grande .La tendencia es preferir las instalaciones privadas e industriales para el ablandamiento de aguas en lugar de las plantas municipales , excepto cuando la dureza es excesivamente alta.

La dureza de las aguas varía considerablemente en los diferentes sitios. En general las aguas superficiales son más blandas que las aguas profundas. La dureza de las aguas refleja la naturaleza de las formaciones geológica con las que el agua ha estado en contacto

Determinación De La Dureza Total En Aguas Naturales: Método Complexométrico (Quelatometrico)

I. OBJETIVOS

• Determinación del contenido de calcio y magnesio de una muestra de agua mediante el método complexométrico

II. FUNDAMENTO TEORICO

Dureza

Históricamente, la "dureza" del agua se definió en términos de la capacidad de los cationes del agua para sustituir a los iones sodio y potasio en los jabones y formar productos poco solubles. La mayoría de los cationes con cargas múltiples tienen esta propiedad indeseable. Sin embargo, en aguas naturales la concentración de iones calcio y magnesio, es mucho mayor que la de otros iones metálicos. Por consiguiente, la dureza del agua se define como la suma de las concentraciones de calcio y magnesio, expresadas como CaCO3 en mg/L. El rango de dureza varía entre 0 y cientos de mg/L, dependiendo de la fuente de agua y el tratamiento a que haya sido sometida.

La determinación de la dureza es un ensayo analítico útil, que da una medida de la calidad del agua para fines domésticos e industriales. El ensayo es importante en la industria porque el agua dura, cuando se calienta, precipita CaCO3 poco soluble, que luego obstruye los calentadores y cañerías.

También se habla de "dureza permanente" determinada después de calentar a ebullición la muestra y filtrar el precipitado de CaCO3 que aparece debido a la transformación:

La "dureza temporal" es la diferencia entre la total y la permanente.

La dureza es causada por cationes metálicos polivalentes .Estos iones pueden reaccionar con el jabón para formar precipitados y con ciertos aniones presentes en el agua para formar costras. Los principales cationes causantes de dureza son los iones bivalente de calcio, magnesio, estroncio, hierro ferroso e iones manganosos .Estos cationes sumados a los aniones más importantes a los que se asocian .Se cree que algunas veces los iones aluminio y férrico contribuyen a la dureza del agua sin embargo su solubilidad es tan limitada en los niveles de `h de las aguas naturales que la concentración iónica son insignificantes.

La dureza se deriva en gran medida de su contacto con el suelo y las formaciones rocosas. El agua de lluvia al caer sobre la tierra no es suficiente para disolver las excesivas cantidades de sólidos que existen en muchas de las agua naturales. En general las aguas duras se originan en arenas donde la capa superior del suelo es gruesa y contiene formaciones de piedra caliza. Las aguas blandas se originan donde la capa superior del suelo es delgada y las formaciones de piedra caliza están dispersas o ausentes.

Tipos de Dureza

Además de la dureza total es deseable y algunas veces necesario conocer los tipos de dureza presentes en la muestra:

• Dureza Temporal

La dureza en carbonatos (dureza temporal) se debe a los carbonatos y bicarbonatos de calcio y magnesio por ejemplo

(CO3 H)2 Ca + (HO)2 Ca  2 CO3 Ca + 2 H2 O

(C03H)2 Mg + 2 (HO)2 Ca  (HO)2 Mg + 2 CO3 Ca + 2 H2O

Estos compuestos son solubles en acido carbónico libre .El acido carbónico se desprende en forma gaseosa al hervir el agua .Al faltar entonces el solubilizante los carbonatos y bicarbonatos precipitan dando lugar a las incrustaciones calcáreas. Por lo tanto la dureza de carbonatos puede eliminarse por ebullición.

Dureza carbonatada: Se conoce también como la dureza temporal o no permanente porque desaparece cuando se hierve el agua , es decir que puede precipitarse mediante ebullición prolongada : esto se produce porque los bicarbonatos sirven como fuente de iones carbonato para precipitar Ca++ como CaCO3 a temperatura elevadas , lo cual sucede en calderas:

La precipitación de la dureza carbonatada produce una incrustación o deposito suave que es fácilmente removible mediante soplado y agua a presión.

• Dureza permanente:

La dureza permanente se debe a los cloruros, nitratos , sulfatos y silicatos de calcio y magnesio:

SO4 Ca + CO3 Na2 = CO3 Ca + SO4 Na2

(Soluble)

SO4 Mg + (HO)2 Ca = (HO)2 Mg + SO4 Ca

No es posible eliminarlas por ebullición.

• Dureza no carbonatada

Se considera como no carbonatada toda dureza que no esté químicamente relacionada con los bicarbonatos. Es decir:

Dureza no carbonatada = D.total – alcalinidad

La dureza no carbonatada incluye principalmente sulfatos, cloruros y nitratos de calcio y magnesio. La evaporación de aguas que contiene estos iones produce la cristalización de compuestos como el sulfato de calcio , que forman una incrustación dura y frágil en las paredes y tubos de calderas y calentadores . La incrustación produce una perdida en la conductividad de calor y da como resultado un mayor consumo de combustible por libra de vapor obtenido , cuando las incrustaciones gruesas se rompen y el agua entra en contacto con las superficies de metal recalentado , puede ocasionar explosiones.

Dureza no carbonatada negativa: lagunas aguas contienen alcalinidad mayor que la dureza total. En estos casos al calcular la dureza no carbonatada por la ecuación

Dureza no carbonatada = Dureza total – alcalinidad

Se obtiene

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