DETERMINACIÓN DE LA DUREZA DEL AGUA POTABLE

I. OBJETIVO

Determinar la dureza, tanto cálcica como total del agua potable, mediante el análisis

físico - químico de titulación con ácido etilenodiaminotetracético EDTA, con la

finalidad de conocer la cantidad de carbonatos de calcio y magnesio presentes en el

agua.

II. FUNDAMENTO TEÓRICO:

El agua es el más importante de todos los compuestos y uno de los principales

constituyentes del mundo en que vivimos, especialmente de la materia viva. Es el

líquido más abundante pues cubre casi las tres cuartas partes de la superficie

terrestre. Se la encuentra en el mar, la atmósfera y sobre la tierra.

El agua es llamada químicamente protóxido de hidrogeno por constituir la

proporción más sencilla de unión entre el hidrógeno y el oxígeno para formar un

compuesto estable.

II.1. Agua potable

El agua es un elemento indispensable para nuestro organismo. De aquí el

interés grande que prestan las autoridades sanitarias a su selección mediante

un análisis químico, bacteriológico y a su purificación, pues no todas las

aguas son aptas para servir bebidas es decir, potables.

El Agua potable no es una sustancia pura, sino una solución que contiene

pequeñas cantidades de aire disuelto (se comprueba por las burbujas que se

desprenden calentando el agua por debajo de la temperatura de ebullición) y

también pequeñas cantidades de diversas sales tales como cloruros,

bicarbonatos, sulfatos, carbonatos de calcio, magnesio, etc.)

II.2. Dureza del Agua

La DUREZAes 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, provocando 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.

La mayoría de los suministros de agua potable tienen un promedio de 250

mg/l de dureza.Niveles superiores a 500 mg/l son indeseables para uso

doméstico.

II.3. Dureza Total

La dureza total del agua es fundamentalmente la suma de los iones de calcio

y magnesio fijados en forma de carbonatos, sulfatos, cloruros, nitratos y

fosfatos, expresados en ppm de CaCO3.

Interpretación de la Dureza:

                                Dureza como CaCO3           Interpretación

                                            0-75                         agua suave

                                          75-150                       agua poco dura

                                        150-300                       agua dura

                                           > 300                        agua muy dura

En agua potable: El límite máximo permisible es de 300 mg/l de dureza.

En agua para calderas: El límite es de 0 mg/l de dureza.

La determinación de la dureza, tanto la de calcio como la total, se realiza

por el método detitulación con ácido Etilen – Diamino – Tetra – Acético

(EDTA).

El EDTA forma un complejo cuando es añadido a una solución que contenga

ciertos cationesmetálicos. Si una pequeña cantidad del indicador negro de

ericromo T es añadida a unasolución acuosa que contiene iones de calcio y

magnesio a un pH de10± 0.1, la solución seteñirá de un color púrpurao rojo

vino; si se añade EDTA como titulante, el calcio y el magnesioreaccionarán

con él. Después de que suficiente cantidad de EDTA es añadida para

reaccionaro capturar todos los iones de calcio y magnesio, la solución

cambiará de rojo vino a color azul.

Reacciones:

                     Ca2+   +  Mg2+    +   Buffer  PH 10 --------->

                     Ca2+   +  Mg2+    +  ENT ----------->[Ca-Mg--ENT]

                                                                             complejo púrpura

                     [Ca-Mg--ENT] + EDTA ------------->[Ca-Mg--EDTA] + ENT

                                                                                                     color azúl

La agudeza del cambio de color aumenta, aumentando el pH, sin embargo,

éste no debe serincrementado indefinidamente ya que, existe el peligro de

precipitar CaCO3 y Mg(OH)2. El pH de 10 a 10.5 es satisfactorio y se

establece un máximo de 5 minutos de duración de la titulaciónpara

minimizar la tendencia hacia la precipitación del CaCO3.

II.4. Dureza cálcica

La Dureza cálcica viene a ser cantidad de iones de calcio presentes en el

agua. Para distinguir entre la dureza cálcica y magnésica, es necesario hacer

otra titulaciónagregándole a la muestra una solución de hidróxido de sodio

para subir el pH losuficientemente alto (entre 12 y 13), de tal manera que el

magnesio sea precipitado comoMg(OH)2 y usando un indicador que combina

solamente con el calcio, llamado murexida. Al seragregado este, se formará

un complejo color rosa, al igual que en la dureza total, se titulará conEDTA,

solo que ahora, reaccionará únicamente el complejo de calcio con el

titulante, una vezllegado al punto de titulación la muestra se tornará color

púrpura.

III. MATERIALES Y REACTIVOS

III.1. Materiales:

Bureta graduada de 25 y 50 ml.

Matraz Erlenmeyer 50ml.

Vaso de vidrio de 50 y 100 ml.

Espátula.

Papel toalla.

III.2. Instrumentos:

Sensor de pH.

Sensor de Volumen.

III.3. Reactivos:

100ml. de agua potable.

Solución buffer o reguladora.

Solución Cloruro de Magnesio.

Indicador ericromo T.

Indicador murexida.

Hidróxido de sodio en pellets.

Solución EDTA 0.01M.

IV. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

IV.1. Dureza total

- Tomar 25 ml de la muestra de agua en el matraz erlenmeyer.

- Agregar 10 ml de solución buffer.

- Añadir 4 gotas de cloruro de magnesio.

- Agregar una pizca de ericromo negro T, apreciando un color púrpura o

rojo intenso.

- Titular con solución EDTA (sal disódica) 0.01 M, hasta apreciar un color

azul.

IV.2. Dureza cálcica

Tomar 25 ml de la muestra de agua en el matraz erlenmeyer.

Añadir una pizca de NaOH en pellets.

Añadir una pizca de Murexida, apreciando un color rosado intenso.

Titular con solución EDTA (sal disódica) 0.01 M, hasta apreciar un color

morado.

V. CALCULOS:

V.1. Dureza total

Volumen gastado E.D.T.A. * Molaridad E.D.T.A. = mmol de E.D.T.A.

= mmol Ca + mmol Mg = mmol de CaCO3

El MgCO3 es menor que CaCO3, por lo que se toma que los mmol de MgCO3

son CaCO3.

mmol de CaCO3 ٭PM CaCO3 = mgCaCO3

Dureza total PPm de CaCO3 = mgCaCO3 / volumen de muestra(lt)

V.2. Dureza cálcica

Volumen gastado E.D.T.A. * Molaridad E.D.T.A. = mmol de E.D.T.A.

= mmol de CaCO3

mmol de CaCO3 ٭PM CaCO3 = mgCaCO3 = mg Ca

La mayor afinidad de NaOH frente al MgCO3 nos permite por diferencia determinar la concentración de MgCO3, entonces:

Dureza Magnésica= Dureza total – Dureza cálcica

Dureza total = Dureza Ca + Dureza Mg

VI. RESULTADOS:

MuestraN°

Dureza Volumen gastadoEDTA

Dureza(ppm CaCO3)

Molaridad de EDTA = 0.010062M

Dureza Magnésica = ……………….. ppm MgCO3.

VII. CONCLUSIONES DE LA PRACTICA:

Se determinó la dureza tanto cálcica como total del agua potable y se calculó

la cantidad de sales de calcio y magnesio disueltas en una muestra de agua,

expresadas en p.p.m. (partes por millón), que representa: mg. de CaCO3 por

ltr. de H20.

VIII. CUESTIONARIO:

VIII.1. ¿Qué se denomina agua dura?

VIII.2. ¿Qué procesos industriales la dureza del agua tiene un valor importante?

VIII.3.Menciona un método para eliminar la dureza o ablandar el agua.

IX. REFERENCIA BIBLIOGRAFICA:

http://es.wikipedia.org/wiki/Agua_potable_y_saneamiento_en_el_Per%C3%BA

http://www.monografias.com/trabajos16/agua/agua.shtml

http://www.envirotest.com.pe/Descargas/SUNASS/re1121_99.pdf

http://www.peruproductor.com/index.php?option=com_content&view=article&id=58&lang=es

http://arturobola.tripod.com/dureza.htm

http://www.des_ia.umich.mx/~des_ia/fades06/C14.pdf

http://www.lam-biosystem.com.ar/documentos/edta.pdf

Manual de laboratorio de Química General. Universidad Nacional de Trujillo, Ing.

Miguel Hurtado Gastañaduí.