MONOGRAFIA INVESTIGACION

PRACTICA DE QUÍMICA INORGÁNICA

FARMACEUTICA

(DUREZA DEL AGUA)

1) OBJETIVOS:

a) Reconocer los diferentes tipos de Agua:

 Agua dura,

 Agua Blanda

 Agua Intermedia

b) Aprender a obtener los valores de la Dureza temporal, Dureza permanente y Dureza total de Agua para el Agua potable y el Agua de mar de Paracas.

2) MARCO TEORICO

“MIDIENDO LA DUREZA DEL AGUA”

AGUA DURA… ¿Qué es?

En química, el agua calcárea o agua dura —por contraposición al agua blanda es aquella que contiene un alto nivel de minerales, en particular sales de magnesio y calcio. A veces se da como límite para denominar a un agua como dura una dureza superior a 120 mg CaCO3/L.

La dureza del agua se expresa normalmente como cantidad equivalente de carbonato de calcio (aunque propiamente esta sal no se encuentre en el agua) y se calcula, genéricamente, a partir de la suma de las concentraciones de calcio y magnesio existentes (miligramos) por cada litro de agua; que puede expresarse en concentración de CaCO3. Es decir:

Dureza (mg/l de CaCO3) = 2,50 [Ca++] + 4,16 [Mg++]. Donde:

• [Ca++]: Concentración de ion Ca++ expresado en mg/l.

• [Mg++]: Concentración de ion Mg++ expresado en mg/l.

Los coeficientes se obtienen de las proporciones entre la masa molecular del CaCO3 y las masas atómicas respectivas: 100/40 (para el Ca++); y 100/24 (para el [Mg++]).

TIPOS DE DUREZA.-

En la dureza total del agua se puede hacer una distinción entre dureza temporal (o de carbonatos) y dureza permanente (o de no-carbonatos) generalmente de sulfatos y cloruros.

• Dureza temporal.-

La dureza temporal se produce a partir de la disolución de carbonatos en forma de hidrógeno carbonatos (bicarbonatos) y puede ser eliminada al hervir el agua o por la adición del hidróxido de calcio (Ca(OH)2).

El carbonato de calcio es menos soluble en agua caliente que en agua fría, así que hervir (que contribuye a la formación de carbonato) se precipitará el bicarbonato de calcio fuera de la solución, dejando el agua menos dura.

Los carbonatos pueden precipitar cuando la concentración de ácido carbónico disminuye, con lo que la dureza temporal disminuye, y si el ácido carbónico aumenta puede aumentar la solubilidad de fuentes de carbonatos, como piedras calizas, con lo que la dureza temporal aumenta. Todo esto está en relación con el pH de equilibrio de la calcita y con la alcalinidad de los carbonatos. Este proceso de disolución y precipitación es el que provoca las formaciones de estalagmitas y estalactitas.

• Dureza permanente.-

Esta dureza no puede ser eliminada al hervir el agua, la causa más corriente es la presencia de sulfatos y/o cloruros de calcio y de magnesio en el agua, sales que son más solubles según sube la temperatura, hasta cierta temperatura, luego la solubilidad disminuye conforme aumenta la temperatura.

Dureza total.- Se define la dureza total del agua como la cantidad de sales de elementos alcalino-térreos (berilio, magnesio, calcio, estroncio, bario y radio) presentes en el agua y que normalmente se asocia a la formación de incrustaciones calcáreras. Si bien el concepto de dureza incluye diversos elementos, en la práctica, la dureza de un agua se corresponde únicamente con la cantidad de calcio y magnesio existentes.

ELIMINACIÓN DE LA DUREZA

Las operaciones de eliminación de dureza se denominan ablandamiento de aguas.

La dureza puede ser eliminada utilizando el carbonato de sodio (o de potasio) y cal. Estas sustancias causan la precipitación del Ca como carbonato y del Mg como hidróxido.

Otro proceso para la eliminación de la dureza del agua es la descalcificación de ésta mediante resinas de intercambio iónico. Lo más habitual es utilizar resinas de intercambio catiónico que intercambian los iones calcio y magnesio presentes en el agua por iones sodio u otras que los intercambian por iones hidrógeno.

La dureza se puede determinar fácilmente mediante reactivos. La dureza también se puede percibir por el sabor del agua. Es conveniente saber si el agua es agua dura, ya que la dureza puede provocar depósitos o incrustaciones de carbonatos en conducciones de lavadoras, calentadores, y calderas o en las planchas.

Si ya se han formado, se pueden eliminar con algunos productos antical existentes en el mercado, aunque un método muy válido para conseguir disolver los carbonatos es aplicar un ácido débil (acético, cítrico, etc.) en los depósitos.

¿QUE ES "AGUA BLANDA"?

Agua Blanda, es el resultado de reducir enlaces de Hidrógeno, entre moléculas adyacentes de agua. El efecto, de electrones adicionales fluyendo al agua desde nuestra unidad ablandadora electrónica de agua ( REF ), está demostrado por la reducción en el enlace de Hidrógeno, entre las moléculas de agua.

Como resultado de la reducción de los enlaces de Hidrógeno entre las moléculas adyacentes de agua, esta se vuelve "blanda" ó más "mojada". Esto se produce sin usar químicos o sales, en nuestro ablandador de agua electrónico REF

Las moléculas del agua se conectan entre sí por la naturaleza bipolar de las moléculas individuales del agua. Así como el Oxígeno es más electronegativo (electrón hambriento) que el Hidrógeno, los electrones pasarán una mayor parte de su tiempo orbitando el átomo de Oxígeno versus el átomo de Hidrógeno. Como resultado se crea la bipolaridad. Las cargas negativas adicionales en el agua (como resultado de nuestra unidad REF) reducen los enlaces de los átomos de Oxígeno en las moléculas de agua y de los átomos de Hidrógeno de las moléculas adyacentes de agua.

Agua Blanda es el resultado, que a su vez resulta, de agua más limpia. El rompimiento de los grupos de agua en grupos más pequeños, debido a la disminución de los enlaces de Hidrógeno, permite al jabón y detergente deshacerse en grupos pequeños interactuando con los grupos más pequeños de agua. Esto resulta en un gran incremento de la superficie del área que puede entrar en contacto con grasa, aceite, tierra y otros contaminantes en agua limpia. La superficie del área aumenta exponencialmente con la disminución en el tamaño de los grupos, consecuentemente el jabón, detergente y shampúes serán mas eficientes y se necesitaran considerablemente menores cantidades al ser usados con nuestro ablandador electrónico de agua.

El agua blanda penetra también la suciedad mejor y mas rápido que en el agua sin acondicionar. El agua rica en electrones impide la precipitación de las sales evitando la creación de sarro. Nuestra unidad REF remueve el sarro existente y previene la formación de sarro en el futuro. Asimismo extiende la vida de calentadores, termas de agua y otros equipos relacionados con el agua.

EL PROBLEMA DEL SARRO EN EL AGUA

Una micro película de sarro ( tan pequeña como 0.1" ) puede causar pérdidas en la eficiencia de calor transformado, tan alta como 80%, doblando los costos operativos rápidamente.

Tal película de sarro puede levantar las temperaturas de condensación de agua, mas arriba que las temperaturas de condensación refrigerantes normales. La capacidad compresora disminuye 1/3 y el requerimiento de la fuerza eléctrica se incrementa casi 90%. Como resultado el compresor y las bombas funcionan doblemente el tiempo que deben.

LA UNIDAD REF PREVIENE EL SARRO

Este aparato electrónico de tecnología de punta, trata cada gota de agua en su sistema mediante de un campo electrostático de alta densidad, cuidadosamente calculado.

El sarro existente es removido, la posibilidad de sarro nuevo, se evita, y la mayoría de algas mueren. La unidad REF, hace que los minerales en el agua, que son incapaces de combinar como las sales minerales, lo hagan con la unidad REF

Problemas de salud

Algunos estudios han demostrado que hay una débil relación inversa entre la dureza del agua y las enfermedades cardiovasculares en los varones, por encima del nivel de 170 mg de carbonato de calcio por litro en el agua. La organización mundial de la salud ha revisado las evidencias y concluyó que los datos eran inadecuados para permitir una recomendación acerca de un nivel de dureza.

Una revisión posterior por František Kožíšek, M.D., Ph.D. Instituto nacional de la salud pública, República Checa da una buena descripción del asunto, e inversamente a la OMS, da algunas recomendaciones para los niveles máximos y mínimos de calcio (40-80 mg/l) y magnesio (20-30 mg/l) en agua potable, y de una dureza total expresada como la suma de las concentraciones del calcio y del magnesio de 2-4 mmol/L.

EL PROBLEMA DE ADHERENCIAS EN LOS CALDEROS

Prácticamente todo equipo que entra en contacto con agua dura es afectado por el sarro. Este causa daños, inconveniencias y problemas serios de mantenimiento.

El sarro causa la reducción en el pase de calor, igualmente produce sobrecalentamiento del metal en la tubería, que termina en roturas de las mismas. El sarro se forma cuando el agua hirviendo que contiene calcio disuelto, sales de magnesio, sílice etc., se evapora.

Ya que el sarro se forma mas rápido en temperaturas altas y en tensiones, es importante anotar que 1/20avo de una pulgada de grosor de sarro, puede causar un 10% o mas de pérdida de calor, lo que quiere decir que se necesitara más combustible, aumentando los costos de operación. Mantenimiento,

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