Dureza Del Agua

“Año de la promoción de la Industria Responsable y del Compromiso Climático”

PRACTICA N° 7

 Tema: DUREZA DEL AGUA

 Mesa: 02

 Docentes:

 Andrés Chávez Ayala

 Carmen Roque

 Eustaquio Trujillo

 Alexander Quintanilla

 Integrantes:

• Bellido Gonzalo, Miguel

• Chong cabrera, Enrique

• Lino espinar, Katherine Lisset

• Martínez Gonzales, Samael

• Pachari cabello, Jhosselyn

• Ramos Calsin Livia Yolanda

• Romero Cabanilla, patricia

• Sánchez cuya, Hiromi

• Velásquez Fernández, Janeth

 Ciclo: I Ciclo

 Grupo: MA

2014

INTRODUCCIÓN

El presente informe tiene como objetivo presentar los resultados que han contribuido a la construcción de un gráfico patrón para determinar la dureza cálcica del agua. Asimismo, se buscó determinar de modo semicuantitativo la dureza cálcica, relativa, de diversas muestras de agua.

Se debe tener en cuenta que la dureza del agua es una característica química del agua que está determinada por el contenido de carbonatos, bicarbonatos, cloruros, sulfatos y ocasionalmente nitratos de calcio y magnesio. La dureza es indeseable en algunos procesos, tales como el lavado doméstico e industrial debido a que se consuma más jabón al producirse sales insolubles. En calderas y sistemas enfriados por agua, se producen incrustaciones en las tuberías y una pérdida en la eficiencia de la transferencia de calor. Además le da un sabor indeseable al agua potable.

El agua dura (también llamadas calcáreas por contraposición al agua blanda) es aquella que posee una dureza superior a 120 mg CaCO3/l. Es decir que contiene un alto nivel de minerales, 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 metálicas. Se puede obtener agua blanda del agua dura, con el agregado de carbonato de sodio o potasio, para hacer precipitar los metales como sales de carbonatos, o por medio de intercambio iónico con salmuera en presencia de zeolita o resinas sintéticas.

En esta práctica la dureza cálcica del agua se estima en base a su propiedad del jabón para formar espuma con el agua. Para conseguir los objetivos de práctica, se realizó una serie de experimentos, utilizando agua destilada y Cloruro de Calcio en concentraciones variadas, a las cuales se agregó cierta cantidad de gotas de solución alcohólica de jabón. Ésta combinación causo la formación de espuma de diferentes medidas que se describirán más ha detalle en los resultados experimentales. El análisis de los datos obtenidos se hará mediante la observación del gráfico patrón en donde se podrá analizar como los datos van variando en forma creciente, es decir, mientras la concentración de CaCl2 en agua sea menor, son menos gotas de jabón las que se emplearan. A continuación presentamos a mayor detalle lo que se consiguió con la práctica en laboratorio.

RESULTADOS EXPERIMENTALES

TABLA Nº1

Dureza del Agua

Muestras experimentales Tubo

Nº 1 Tubo

Nº 2 Tubo

Nº 3 Tubo

Nº 4 Tubo

Nº 5 Tubo

Nº 6 Tubo

Nº 7

Vol. CaCl2 (mL) 2,0 1,60 1,30 1,00 0, 60 0,30 0,00

Vol.H2O (mL) 0,0 0,40 0,70 1,00 1,40 1,70 2,00

[CaCl2] g/L 1,5 g/L 1,2 g/L 0,97 g/L 0,75 g/L 0,45 g/L 0,22 g/L 0,00

Nº de gotas solución alcohólica de jabón 20 18 16 14 12 10 8

En la tabla Nº 1, se observa los volúmenes empleados en la mezcla de agua destilada y cloruro de calcio. Además, se observan que a medida que el volumen de CaCl2 es mayor, su concentración también será mayor con respecto a las otras muestras. De la misma forma, las gotas de solución alcohólica de jabón están relacionadas directamente con el incremento de la concentración de CaCl2.

TABLA Nº2

Altura de la columna de espuma formada por el Agua concentrada con CaCl2 y el jabón

Muestras experimentales Tubo

Nº 1 Tubo

Nº 2 Tubo

Nº 3 Tubo

Nº 4 Tubo

Nº 5 Tubo

Nº 6 Tubo

Nº 7

[CaCl2] g/L 1,5 g/L 1,2 g/L 0,97 g/L 0,75 g/L 0,45 g/L 0,22 g/L 0,00

Nº de gotas utilizadas 20 18 16 14 12 10 8

Altura de columna de espuma (cm) 5,3 5 4,4 4 3 2,5 2

En la tabla Nº2 se observa la cantidad de gotas de solución alcohólica de jabón que se emplearon para la formación de espuma al entrar en contacto con el agua concentrada con CaCl2. Se encontró que conforme la concentración de [CaCl2] g/L se va incrementando, se necesitó mayor número de gotas, y como consecuencia se obtuvo la formación de columna de espuma de hasta 5,3 cm de altura.

CONSTRUCCION DE LA CURVA PATRON:

Con los datos obtenidos en el experimento realizado, formaremos la curva de patrón o curva estándar, lo que nos permitirá hallar la concentración de CaCl2 presente en nuestra muestra problema (Agua potable de Lima Norte).

En el eje “X” ira representada la concentración de CaCl2 en g/l, y en el eje “Y” el numero de gotas utilizadas de solución alcohólica de jabón.

N° tubo

Cantidad CaCl2

Concentración N° de gotas de solución jabonosa

1 2ml 1.5g/l 30gts

2 1.6ml 1.2g/l 27gts

3 1.3ml 0.97g/l 25gts

4 1ml 0.75g/l 22gts

5 0.6ml 0.45g/l 19gts

6 0.3ml 0.22g/l 16 gts

TUBO PATRON 2ml de gua destilada 2gts

TUBO PROBLEMA 2 ml de agua potable 18 gts

TABLA Nº 3

DUREZA DEL AGUA POTABLE DE LIMA NORTE

Muestra Total de volumen Nº de gotas utilizadas Altura de columna de espuma

[CaCl2] g/L

Agua potable de Lima Norte 2ml 9 gotas 4,4 cm 0,97

En la Tabla Nº 3 se observa la determinación de la dureza del agua en Lima Norte. En 2ml de Agua potable, se colocó 9 gotas de solución alcohólica de jabón. Se obtuvo 4,4 cm de espuma. Utilizando el gráfico patrón (Gráfico Nº1) se obtuvo que la altura de la espuma fue la misma que se empleo en el tubo Nº3, es decir, 16 gotas fueron necesarias para formar esta capa de espuma en una solución de agua destilada con una concentración de 0,97 g/L de CaCl2. Por lo que se infiere que la [CaCl2] del agua potable de Lima Norte es de 0.97 g/L.

DISCUSION DE LOS RESULTADOS

El agua es un componente de formula H2O, el más importante de la química y de la vida práctica. La dureza del agua se refiere a la cantidad de compuestos de calcio y magnesio disueltos en el agua, correspondientes al contenido de iones alcalinotérreos. Las sales más comunes en el agua dura son sulfatos, carbonatos, bicarbonatos y cloruros de calcio, magnesio, hierro y otros. La acidez en el agua de debe al CO2 disuelto. El poder solvente lo adquiere el agua, debido a las condiciones ácidas que se desarrollan a su paso por la capa de suelo, donde la acción de las bacterias genera CO2, el cual existe en equilibrio con el ácido carbónico. En estas condiciones de pH bajo el agua ataca las rocas, particularmente a la calcita (CaCO3), entrando los compuestos en solución.

Según los resultados obtenidos en la práctica, podemos observar que ante la presencia incrementada de cloruro de calcio se necesita más jabón, por lo que se forma una nata o espuma:

CaCl2 + jabón  NATAS Ca (jabón)2

Entonces al agregarle en el tubo 0.3ml de CaCl2 a una concentración 0.22g/l y al completarle 1.7 ml de agua destilada, el agua es menos dura por que contiene menor concentración de CaCl2 y por lo tanto requiere menor cantidad de solución alcohólica de jabón para la formación de espuma, en este tubo se necesito 10 gotas de jabón.

A diferencia de otro tubo que se agrega 2 ml de CaCl2 a una concentración 1.5g/l, el agua es más dura por que contiene mayor concentración de CaCl2 y por lo tanto se necesita mayor cantidad de gotas de solución alcohólica de jabón. Las sales cálcicas y magnésicas del agua dura, en contraste con las sódicas y potásicas del jabón tienden a precipitar en forma de sales insolubles y no producen espuma, por lo que se requiere más cantidad de alcohólica de jabón para formar espuma, en este tubo se necesito 20 gotas de jabón.

A mayor concentración de CaCl2 se requiere más cantidad de gotas de solución alcohólica de jabón. La dureza del agua se reconoció originalmente por la capacidad que tiene el agua para precipitar el jabón, Las aguas duras son aquellas que requieren cantidades considerables de jabón para producir espuma. Entonces la concentración de CaCl2 y la cantidad de gotas de solución alcohólica de jabón es directamente proporcional, es por ello que obtenemos una curva patrón en forma lineal, y donde hallamos la concentración de la muestra problema, del gráfico podemos inferir la presencia de CaCl2, que es de 0,97 g/L de concentración de CaCl2.

Comparando con el agua destilada; es agua sin sales disueltas en ella debido a su relativamente elevada pureza, tenemos como resultado la formación rápida de espuma ante la presencia de jabón, a diferencia de la muestra problema de agua potable que se requirió 9 gotas para la formación

...