Análisis de la dureza del agua

UNIVERSIDAD NACIONAL SANTIAGO ANTUNES DE MAYOLO

FACULTAD DE INGENIERIA DE INDUSTRIAS ALIMENTARIAS

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       ING. INDUSTRIAL II

TEMA:

Análisis de la dureza del agua

CURSO:

Química industrial inorgánica

DOCENTE:

Verónica Claudia Briceño Luna

ALUMNOS:

Huamaní Poma Josué Leonardo

Huerta Rafael Ronaldo Rick

López Mampis Herbert Yosell

Ramírez Silva Mercedes Angélica

Santos Arcayo Enoc Urias

HUARAZ – PERÚ

2022

CONTENIDO

INTRODUCCIÓN        3

MARCO TEÓRICO        4

2.1.  La dureza del agua        4

2.1.1.        Dureza temporal o carbonatada        4

2.1.2.        Dureza permanente o no carbonatada        4

2.2. Unidades de la dureza        5

2.2.1.  Partes por millón (ppm)        5

2.2.2.        Miligramos por litro (mg/L)        6

2.2.3.        Grado de Clarke (o Cl)        6

2.2.4.        Grado Francés (o Fr)        6

2.3. Relación entre varias unidades de dureza        6

2.4. ¿Cómo se genera la dureza del agua?        7

2.5. ¿En qué influye la dureza del agua en nuestro día a día?        7

PROCEDIMIENTO        8

3.1.        Determinación de la dureza de la muestra de agua        8

CÁLCULOS        10

3.2.        Ensayos de la dureza de agua        10

RESULTADOS        15

5.1. Tabla de las muestras para la determinar la dureza del agua        15

∙        Resultados de dureza del agua de grifo        16

∙        Resultados de dureza del agua de mar        16

∙        Resultados de dureza del agua de pozo        16

DISCUSIÓN DE RESULTADOS        18

CONCLUSIONES        19

INTRODUCCIÓN

El agua en su naturaleza tiene ciertos compuestos que hacen variar sus características tanto físicas y químicas. El agua tiene un papel muy importante en la naturaleza en los procesos bioquímicos, que no solo se debe a los elementos que la componen como tal si no a los constituyentes orgánicos e inorgánicos que puede albergar en dicho cuerpo de agua; esto se debe también a que el agua es un disolvente universal lo que le permite tener las sustancias que encuentre a su paso.

Como Ingenieros Industriales, es importante velar por la calidad de agua, para ello las características del agua deben encontrarse dentro de los rasgos permitidos para no afectar de alguna manera el ambiente y la salud de las personas. Este trabajo nos permite conocer parámetros del agua que influyen mucho en la calidad de esta, como son la Dureza, y se pudo comparar dichos parámetros entre diferentes tipos de agua cuyas características varían considerablemente.

MARCO TEÓRICO

2.1.  La dureza del agua

La dureza del agua es esa característica que “evita la formación de espuma de jabón”. Esto se debe a la presencia en el agua de ciertas sales de calcio, magnesio y otros metales pesados ​​disueltos en ella. Una muestra de agua dura, cuando se trata con jabón no produce espuma, pero por otro lado forma una escoria blanca o precipitado. Este precipitado se forma, debido a la formación de jabones insolubles de calcio y magnesio. 

Así, el agua que no produce espuma fácilmente con la solución jabonosa, sino que forma una cuajada blanca, se denomina agua dura. Por otro lado, el agua que hace espuma fácilmente al agitarla con una solución jabonosa se denomina agua blanda. En consecuencia, dicha agua no contiene sales de calcio y magnesio disueltas.

1. Dureza temporal o carbonatada

Es causada por la presencia de bicarbonatos de calcio, magnesio y otros metales pesados ​​disueltos y el carbonato de hierro. La dureza temporal se destruye principalmente por la simple ebullición del agua, cuando los bicarbonatos se descomponen, producirán carbonatos o hidróxidos insolubles, que se depositan como una costra en el fondo del recipiente. 

1. Dureza permanente o no carbonatada

Se debe a la presencia de cloruros y sulfatos de calcio, magnesio, hierro y otros metales pesados. A diferencia de la dureza temporal, la dureza permanente no se destruye con la ebullición.

El grado de dureza del agua potable se ha clasificado en términos de concentración equivalente de CaCO 3 de la siguiente manera: 

En una muestra de agua dura, la dureza total puede determinarse valorando el Ca 2+ y el Mg 2+ presentes en una alícuota de la muestra con solución de Na 2 EDTA, utilizando solución tampón NH 4 Cl-NH 4 OH de pH 10 y Eriocromo Black-T como indicador de metal.

Na 2 H 2 Y (Disodium EDTA solution) → 2Na ++  H 2 Y -

Mg 2+ + HD 2- (azul) → MgD (rojo vino) + H +

D (complejo metal-indicador, color rojo vino) + H 2 Y -  →Y - (complejo metal EDTA incoloro) + HD -  (color azul) + H +

El ácido etilendiaminotetraacético (EDTA) y sus sales de sodio forman un complejo soluble quelado cuando se agregan a una solución de ciertos cationes metálicos. Si se agrega una pequeña cantidad de un colorante como Eriochrome black T a una solución acuosa que contiene iones de calcio y magnesio a un pH de 10 ± 0,1, la solución se volverá de color rojo vino. Si luego se agrega EDTA como valorante, el calcio y el magnesio formarán un complejo. Después de que se haya agregado suficiente EDTA para complejar todo el magnesio y el calcio, la solución cambiará de rojo vino a azul. Este es el punto final de la titulación.

2.2. Unidades de la dureza

2.2.1.  Partes por millón (ppm)

Son las partes de dureza equivalente de carbonato de calcio por 10 6 partes de agua, es decir,

1. ppm = 1 parte de dureza CaCO 3 eq en 10 6 partes de agua.

1. Miligramos por litro (mg/L)

Es el número de miligramos de dureza equivalente de CaCO 3 presentes por litro de agua. Por lo tanto:

1. mg/L = 1 mg de dureza CaCO 3 eq por L de agua.

1. Grado de Clarke (o Cl)

Es el número de granos (1/7000 lb) de dureza equivalente de CaCO 3 por galón (10 lb) de agua. O es partes de dureza equivalente de CaCO 3 por 70.000 partes de agua. Por lo tanto,

1. o Clarke = 1 grano de CaCO 3 eq dureza por galón de agua.

1.  Grado Francés (o Fr)

Son las partes de CaCO 3 de dureza equivalente por 10 5 partes de agua. Por lo tanto,

1 o Fr = 1 parte de dureza CaCO 3 eq por 10 5 partes de agua.

2.3. Relación entre varias unidades de dureza[pic 2]

1ppm =1 mg/L=0,1 o Fr =0,07 o Cl

1mg/L=1 ppm=0.1 o Fr =0.07 o Cl

1 o Cl=1.43 o Fr=14.3 ppm=0.7 o mg/L

1 o Fr=10 ppm=10 mg/L=0.7 o Cl

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2.4. ¿Cómo se genera la dureza del agua?

(FACSA, 2017)La presencia de sales de magnesio y calcio en el agua depende fundamentalmente de las formaciones geológicas atravesadas por el agua de forma previa a su captación. Las aguas subterráneas que atraviesan acuíferos carbonatados (calizas) son las que presentan mayor dureza y dichos acuíferos están formados por carbonatos de calcio y magnesio.

Las aguas subterráneas procedentes de acuíferos con composición eminentemente silicatada (p.e. granitos) dan lugar a un agua blanda, es decir, con cantidades muy bajas de sales de calcio y magnesio.

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