Dureza Del Agua

REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA

Se denomina dureza del agua a la concentración de compuestos minerales que hay en una determinada cantidad de agua, en particular sales de magnesio y calcio. Son éstas las causantes de la dureza del agua, y el grado de dureza es directamente proporcional a la concentración de sales alcalinas.(1)

Se calcula, genéricamente, a partir de la suma de las concentraciones de calcio y magnesio existentes (miligramos) por cada litro de agua; que puede ser expresado en concentraciones de CaCO3. (1)

La dureza se expresa según la concentración de calcio que es equivalente a la concentración total de todos los cationes multivalentes en una muestra. Esta se produce sobre todo para las sales de calcio y magnesio, y en menor proporción por el hierro, aluminio y otros metales. (1)

- Clases de dureza

• Dureza temporal: es aquella que se debe a los bicarbonatos y carbonatos de calcio y magnesio, esta puede eliminarse por ebullición, ya que el carbonato de calcio es menos soluble en agua caliente, asi que al hervir, este precipitará en forma de bicarbonato de calcio, dejando menos dura el agua.(1)

• Dureza permanente o residual: es causada por la presencia de sulfato de calcio y magnesio o cloruros en el agua, que son mas solubles mientras sube la temperatura, por lo cual no puede ser eliminado al hervir el agua. Pero puede ser eliminado usando el método SODA (carbonato de sodio).(1)

• Dureza total: es el contenido de iones de Ca2+ y Mg2+ en una muestra se conoce como dureza total. (1)

Por lo tanto se puede clasificar el tipo de agua según el valor de su dureza:

Dureza como CaCO3 Interpretación

0-75 Agua suave

75-150 Agua semi-dura

150-300 Agua dura

> 300 Agua muy dura

Para la obtención de dureza total del agua, se pude utilizar como solución estándar EDTA, la cual es el titulante. (2)

El EDTA (ácido etilendiainotetracético) es un ligando hexadentado potencial que se puede coordinar con ión metálico mediante sus dos hidrógenos y sus cuatro grupos carboxilos , el cual tiene la siguiente estructura:

HOOC – CH2 CH2 – COON

N – CH2 – CH2 –N

HOOC – CH2 CH2 – COON

El EDTA es más empleado de los compuestos como titulante por la facilidad de disolución en agua; la solución se prepara por el método directo dado el carácter de reactivo tipo primario de la sal disodica. (2)

Ya que el EDTA contiene cuatro hidrógenos ácidos;

Por esa razón se representa también como H4Y. El EDTA forma complejos

Estables con la mayoría de los cationes y entra siempre en relación molar 1:1 en

la fórmula del complejo, independiente de la carga del catión,(2)

Debido a que estos complejos metálicos son incoloros, debe de utilizarse

un indicador de color para detectar en forma visual el punto final de la Titulación.(2)

Para determinar el punto final de la titulación se emplean indicadores llamados metalocrómicos ( compuestos orgánicos los cuales son colorantes que forman quelatos con los iones metálicos). (2)

Estos tienen la propiedad de formar complejos con los cationes como Ca+2 y el Mg+2 de distinto color al que presenta el indicador libre. La mayoría de estos funcionan como indicadores acido-base y solo son útiles en el intervalo de pH donde la competencia con el protón no enmascara la reacción del catión con el analito.

Uno de los indicadores ampliamente utilizados es el negro de eritocromo T cuyo equilibrio ácido-base predominante en solución moderadamente ácida o alcalina es: (2)

H2In- + H2O Hin2- + H3O+

rojo azul

La solución que se va a titular, se amortigua con una mezcla de amoniaco y cloruro de amonio para mantener estable el pH =10 la disolución frente a la adición de cantidades relativamente pequeñas de ácidos o bases fuertes ya que los cationes Ca2+ y Mg2+ tienden a precipitar como hidróxidos a ph básicos. Así, el hidróxido de calcio empieza a precipitar a un pH superior a 12 cuando la concentración del catión es 0,01 M, mientras que el Mg2+ precipita como hidróxido a un pH superior a 10 cuando la concentración del catión es 0,01M , posteriormente(4)

Al adicionar el negro de eriocromo T (NET) a la muestra de agua se forman complejos de color rojo, de los cuales el más estable

es el de Mg.(3)

Al valorar con EDTA (H2Y-), el agente acomplejante destruye en primer lugar el complejo de Ca:

Una vez destruido el complejo de Ca, la adición de más EDTA

Destruye el complejo de Mg(3)

Gracias a la formación de un complejo rojo con el Mg+2 por la utilización de este indicador el punto final de la titulación es muy marcado ya que Cuando el indicador queda libre, la disolución adquiere su color característico al pH de trabajo, azul.(3,4)

En la determinación de Dureza con EDTA debe de tenerse en cuenta que:

• Existen varios equilibrios competitivos

• Debe de asegurarse la estabilidad del Complejo

• Evitar la precipitación de los iones metálicos

• Los Complejos son incoloros

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