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.
2.1.
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.)
2.2.
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.
2.3.
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 CaCO 3. Interpretación de la Dureza: Dureza como CaCO3 0-75 75-150 150-300 > 300
Interpretación agua suave agua poco dura agua dura 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: 2+
Ca
2+
Ca
2+
+ Mg
2+
+ Mg
+ Buffer PH 10 ---------> + 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 CaCO 3 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.
2.4.
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 3.1.
3.2.
3.3.
IV.
Materiales:
Bureta graduada de 25 y 50 ml.
Matraz Erlenmeyer 50ml.
Vaso de vidrio de 50 y 100 ml.
Espátula.
Papel toalla.
Instrumentos:
Sensor de pH.
Sensor de Volumen.
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.
PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL 4.1.
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.
4.2.
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: 5.1.
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 CaCO 3, 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) 5.2.
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 MgCO 3 nos permite por diferencia determinar la concentración de MgCO 3, entonces: Dureza Magnésica= Dureza total – Dureza cálcica
Dureza total = Dureza Ca + Dureza Mg
VI.
RESULTADOS: Muestra
Dureza
N°
Volumen gastado
Dureza
EDTA
(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.
IX.
CUESTIONARIO: 8.1.
¿Qué se denomina agua dura?
8.2.
¿Qué procesos industriales la dureza del agua tiene un valor importante?
8.3.
Menciona un método para eliminar la dureza o ablandar el agua.
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.
