Tecnico Laboratorista Quimico

DETERMINACIÓN DE DUREZA EN AGUA
1.- OBJETIVOS
a) El alumno identificará los iones que provocan la dureza en el agua.
b) El alumno cuantificará los carbonatos de calcio y magnesio presentes en el agua.
c) El alumno señalará si la alta o baja concentración carbonatos de calcio y magnesio en el
agua, son causa de contaminación.
2.- INTRODUCCION
Como aguas duras se consideran aquellas querequieren de cantidades considerables de
jabón para producir espuma. La problemática de esta agua en la industria es que producen
incrustaciones en las tuberías de agua caliente, calentadores, calderas y otras unidades en
las cuales se incrementa la temperatura del agua.
Causas de dureza: En la práctica, se considera que la dureza es causada por iones
metálicos divalentes capaces de reaccionarcon el jabón para formar precipitados y con
ciertos aniones presentes en el agua para formar incrustaciones, esta se expresa en mg / L
de CaCO3.
Los principales cationes que causan dureza en el agua y los principales aniones asociados
con ellos son los siguientes:
Cationes Aniones
Ca2+ HCO3
-
Mg2+ SO4
2-
Sr2+ Cl-
Fe2+ NO3
-
Mn2+ SiO3
2-
Al3+ y Fe3+(en menor grado)
En términos dedureza, las aguas pueden clasificarse así:
0-75 mg/L Blanda
75-150 mg/L Moderadamente dura
150-300 mg/L Dura
>300 mg/L Muy dura
Desde el punto de vista sanitario, las aguas duras son tan satisfactorias para el consumo
humano como las aguas blandas; sin embargo, un agua dura requiere demasiado jabón para
la formación de espuma y crea problemas de lavado; además deposita lodo e incrustacionessobre la superficie con las cuales entra en contacto y en los recipientes, calderas o
calentadores en los cuales es calentada. El valor de la dureza determina, por tanto, su
conveniencia para su uso doméstico e industrial y la necesidad de un proceso de ablandamiento. El tipo de ablandamiento por usar y su control dependen de la adecuada
determinación de la magnitud y clase de dureza.
En lamayoría de las aguas se considera que la dureza total es aproximadamente igual a la
dureza producida por los iones calcio y magnesio, es decir:
Dureza total = dureza por Ca2+ + dureza por Mg2+
Por lo anterior se hace necesario llevar a cabo la identificación y cuantificación de estas
sales de carbonato de calcio y magnesio con la finalidad de evaluar la calidad del agua y así
destinar estapara un uso adecuado.
El método a emplear para la determinación de iones Ca2+ y Mg2+ supone el uso de
soluciones de ácido etilendiaminotetraacético o de sus sales de sodio como agente titulador.
Dicha soluciones forman “iones complejos solubles” con el calcio, magnesio y otros iones
causantes de dureza.
La reacción puede presentarse así:
M++ + EDTA → [M: EDTA], complejo estable
Elcolorante eriocromo negro T, sirve para indicar cuando todos los iones calcio y magnesio
han formado complejo con el EDTA. Cuando se añade una pequeña cantidad de eriocromo
negro T (ENT), color azul, a una agua dura con pH de aproximadamente 10.0, el indicador se
combina con algunos iones Ca++ y Mg++ para formar un ion complejo débil de color vino tinto.
Durante la titulación con el EDTA todos losiones Ca++ y Mg++ (M++) libres forman complejos;
finalmente el EDTA descompone el complejo débil vino tinto para formar un complejo más
estable con los iones que causan dureza. Esta acción libera el indicador eriocromo negro
T(ENT) y la solución pasa de color vino tinto a color azul lo cual indica el punto final de
titulación. La reacción puede representarse así:
M.ENT + EDTA → [M.EDTA]complejo + ENT
(complejo vino tinto) (color azul)
En aguas con alto contenido de Sr++, Fe ++ y Mn++, se introduce un serio error al suponer que
toda la dureza es causada por Ca++ y Mg++. En estos casos es conveniente efectuar un
análisis completo del agua, determinando separadamente el contenido de cada una de las
causas de dureza y calculando la dureza total como la suma de los iones divalentes...