NFORME DE PRÁCTICA Nº 08. Determinación de la dureza total en el agua

INFORME DE PRÁCTICA Nº 08

Determinación de la dureza total en el agua

1. Capacidades:

1. Determina la dureza cálcica y total de una muestra de agua en ppm de CaCO3.

1. Fundamento Teórico:

La Dureza es una característica química del agua que está determinada por el contenido de carbonatos, bicarbonatos, cloruros, sulfatos y ocasionalmente nitratos de calcio y magnesio, pero principalmente, es debida a la presencia de los cationes alcalinotérreos mayoritarios, Ca2+ y Mg2+.

La dureza del agua es uno de los parámetros químicos más importantes a la hora de calificar la calidad de un agua. Podríamos definir la dureza como la suma de todos los cationes polivalentes, pero son con mucha diferencia calcio y magnesio los que tienen importancia en la dureza global de un agua. Así, podríamos escribir, simplemente:

Dureza (M) = [Ca2+] + [Mg2+]

Agua, nombre común que se aplica al estado líquido del compuesto de hidrógeno y oxígeno H2O. El agua pura es un líquido inodoro e insípido. Tiene un matiz azul, que sólo puede detectarse en capas de gran profundidad. El agua es uno de los agentes ionizantes más conocidos. Puesto que todas las sustancias son de alguna manera solubles en agua, se le conoce frecuentemente como el disolvente universal. El agua combina con ciertas sales para formar hidratos, reacciona con los óxidos de los metales formando hidróxidos y actúa como catalizador en muchas reacciones químicas importantes.

Esta propiedad del agua es la que se estudiará en esta práctica; hay que decir que la dureza del agua, además de ser la suma de las concentraciones de calcio y magnesio, es la propiedad que tiene de precipitar el jabón y la formación de sedimentos y costras en tuberías.

1. Dureza Total:

Se entiende por dureza total la suma de las durezas individuales debidas a los iones de calcio, magnesio, estroncio y bario en forma de carbonato o bicarbonato. Se mide por volumetría de complejación con EDTA (Ácido etilendiaminotetracético), se expresa numéricamente en forma de carbonato de calcio, CaCO3, principalmente en mg CaCO3 /l.

1. Dureza Temporal:

Se denomina también dureza carbonática. Corresponde a la parte de la dureza total que puede asociarse con los iones bicarbonato presentes en el agua. Es un parámetro muy importante para determinar el carácter incrustante de un agua. Es la que corresponde a la proporcionada por los hidrógenocarbonatos de calcio y magnesio, desaparece por ebullición, pues precipitan los carbonatos.

1. Dureza Permanente:

Es la que existe después de la ebullición del agua, corresponde a la diferencia entre las dos anteriores. No puede ser eliminada por ebullición del agua, su remoción únicamente es por medio de ablandamiento con cal, cal-soda e intercambiadores iónicos como zeolitas y ciertas resinas.

• Interpretación de la dureza:

El agua se clasifica generalmente en términos al grado de dureza que posea de la siguiente forma:

• El Ministerio de Salud y la Organización Mundial de Salud clasifican y establecen los siguientes límites para el agua potable.

Clasificación de la dureza por CaCO3 en el agua

Fuente: Ministerio de salud[pic 1]

Una elevada dureza del agua puede causar fundamentalmente problemas en procesos de lavado y en calderas de vapor.        

III.  Materiales y Reactivos:

• Materiales

• Bureta de 50 ml
• Matraz Erlenmeyer de 250 ml
• Probeta de 50 ml

• Reactivos

• Solución EDTA 0.02N        
• Solución NaOH al 10 % (w/w)
• Murexida
• Negro de Eriocromo T (NET)
• Buffer dureza
• Muestras de agua  

IV.  Procedimiento:

1. Determinación de la dureza cálcica

1. En una probeta de 50 ml medir 40 ml de agua de su muestra y viértala en el Matraz Erlenmeyer.
2. Adicionar aproximadamente 20 gotas de la solución de NaOH al 10 % con una pizca del indicador murexida en el Matraz Erlenmeyer (color rojo vino).
3. Titular con la solución EDTA (Ácido etilendiaminotetracético) 0,02 N, hasta que la solución se torne de color lila. Anote el volumen gastado.

1. Determinación de la dureza total

1. En una probeta de 50 ml medir 40 ml de agua de su muestra y viértala en el Matraz Erlenmeyer.
2. Adicionar aproximadamente 5 ml de la solución de buffer dureza con una pizca del indicador Negro de Eriocromo T en el Matraz Erlenmeyer (color rojo vino).
3. Titular con la solución EDTA 0,02 N, hasta que la solución se torne de color azul. Anote el volumen gastado.
4. Hacer los cálculos respectivos para determinar los mg de CaCO3 / l de agua.

1. Determinación de la dureza magnésica

1. Se obtiene por diferencia de la dureza total menos la dureza cálcica.

V.    Resultados: 

1. Dureza cálcica.

# equiv - g CaCO3 = # equiv – g EDTA

(N.V)CaCo3 = (N.V)EDTA

NCaCO3 (0.050L) = (0.02N) (0.010L)[pic 2]

NCaCO3 = 4 x 10-3          ppm CaCO3 =  CaCO3[pic 5][pic 3][pic 4]

4 x 10-3 [pic 6]

1. Dureza total.

# equiv - g CaCO3 = # equiv – g EDTA

(N.V)CaCo3 = (N.V)EDTA

NCaCO3 (0.050L) = (0.02N) (0.010L)[pic 7]

NCaCO3 = 6 x 10-3                   ppm CaCO3 =  CaCO3[pic 10][pic 8][pic 9]

6 x 10-3 [pic 11]

1. Dureza magnésica.

Dureza magnésica (ppm de CaCO3) = Dureza total - Dureza cálcica.

300 ppm CaCO3 – 200 ppm CaCO3 = 100 ppm CaCO3

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