A DETERMINAÇÃO DA DUREZA DA ÁGUA

[pic 1]INSTITUTO FEDERAL DE ENSINO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DO PIAUÍ. CAMPUS TERESINA – CENTRAL

DEPARTAMENTO DE FORMAÇÃO DE PROFESSORES, LETRAS E CIÊNCIAS.

CURSO: LICENCIATURA EM QUÍMICA

DISCIPLINA: QUÍMICA ANALÍTICA QUANTITATIVA EXPERIMENTAL

PROFESSOR: Dr. JOAQUIM SOARES DA COSTA JUNIOR

DETERMINAÇÃO DA DUREZA DA ÁGUA

Gislayne Costa do Nascimento

TERESINA – PI

NOVEMBRO/2021

RESUMO

Na determinação da qualidade da água através do índice de dureza utilizou-se uma solução padrão de EDTA 0,02 mol/L (titulante), uma solução tampão NH4OH/NH4Cl pH 10, indicador Ério T e três tipos de água (mineral, torneira e poço), nas quais através dos volumes utilizados de EDTA, calculou-se a quantidade de CaCO3 por litro, com médias de 18,68; 20,68; 51,38 mg.L-1, respectivamente, consideradas brandas de acordo com a FUNASA.

INTRODUÇÃO

A dureza da água refere-se à concentração total dos íons alcalino-terrosos presentes na água, desta forma como as concentrações de Ca+ e Mg2+ são normalmente muito maiores do que as concentrações dos outros íons alcalino-terrosos, a dureza pode ser igualada a [Ca2+]+[Mg2+]. Uma água que cuja dureza é menor que 60 mg/L de CaCO3 é considerada “mole”. Se a dureza for acima de 270mg/L, a água é considerada “dura”. Uma dureza individual diz respeito à concentração individual de cada íon alacalino-terroso. A água dura reage com o sabão para formar coágulos insolúveis, pois o sabão consome todo o Ca2+ e Mg2+e presentes na água antes que ele possa ser útil para limpeza e quando evapora forma depósitos sólidos em tubulações conhecidas como crostas (HARRIS, 2005).

A dureza da água deve-se geralmente a sais de cálcio e magnésio dissolvidos e podem ser determinados por titulação complexométrica, essa dureza geralmente é expressa em partes de CaCO3 por milhão de água (VOGEL, 2008).

A presença da dureza é benéfica na água para a irrigação, pois os íons alcalino-terrosos tendem a flocular (causar a agregação) partículas coloidais no solo, provocando assim o aumento da permeabilidade da água. A água mole é adequada para preparamos materiais como concreto, o gesso e o cimento. (HARRIS, 2005).

A água dura tornou-se um problema desde a invenção do encanamento, pois a mesma pode levar ao acúmulo de minerais em tubos e aparelhos afetando seu desempenho e sua vida útil (HAGE; CARR, 2012).

A composição química da água, (sua dureza) depende em grande parte do solo da qual precede. As águas brandas (moles) são encontradas em solos balsáticos, areníticos e graníticos e as águas de elevada dureza em solos calcários. Nos processos industriais, como fábricas de cervejas, conservas, de papel e celuloses dentre outras requer água brandas As águas duras forma crostas em caldeiras de vapor, ocasionando elevadas perdas de calor, o que pode provocar explosões, por isso a importância de um controle periódico utilizando titulações de EDTA para garantir maior segurança para essas instalações industriais (BACCAN, 2001).

O índice da dureza da água é usado para avaliar sua qualidade. Existem dois tipos de dureza da água: a temporária e a permanente. A temporária é aquela devido à presença dos bicarbonatos de cálcio e de magnésio que é eliminada por aquecimento. A permanente é aquela devido à presença de outros sais de cálcio e magnésio, usualmente os sulfatos, cloretos e não são removidas por aquecimento. A titulação direta por EDTA em pH 10 (usando tampão amoniacal) permite determinar a concentração total de Ca2+ e Mg2+ (HARRIS, 2005).

As águas profundas, por exemplo, como a de poço, geralmente, contém mais substâncias minerais dissolvidas que as águas de superfícies, mas possui menor quantidade de matérias em suspensão, sendo facilmente removida na penetração ou filtração da água através da terra. Como já foi dito, quando há dissolução de rochas calcárias obtêm-se o cálcio, essa rocha calcária é solúvel na água na proporção de 13 ppm, na presença de CO2 a solubilidade pode aumentar para 1000 ppm. Já o Gypsum, que também é fonte de cálcio, é solúvel na proporção de 2000 ppm e o cloreto de cálcio muito mais solúvel ainda que torna a água imprópria para a alimentação. (BLUMBERG & NETTO).

Os íons de cálcio penetram em águas subterrâneas que entram em contato com o calcário (CaCO3) resultando na formação de bicarbonato e de íons hidróxido (HAGE; CARR, 2012).

Para obter-se pontos mais nítidos na determinação da dureza da água a amostra poderia ser acidificada com ácido clorídrico diluído, fervida para expulsão do dióxido de carbono, resfriada e neutralizada com NaOH, só então adicionaria o tampão, o indicador e seria titulada com EDTA 0,02. A dureza pode ser medida como temporária ou permanente. A dureza permanente da água refere-se à concentração total de íons presentes na água. A dureza temporária, também denominada por dureza devida aos carbonatos, refere-se à quantidade de íons Mg2+ que podem ser precipitados, como CaCO3 e MgCO3, após fervura da água, sendo estes compostos insolúveis. (VOGEL, 2008).

Objetiva-se determinar a dureza da água em amostras diferentes através do método de titulação de complexação, utilizando uma solução tampão NH4OH/NH4Cl pH 10,01 e solução padrão de EDTA 0,02 mol/L (titulante) com o indicador Ério T, para cálculos posteriores do valor em mg/L de CaCO3.

PARTE EXPERIMENTAL

MATERIAIS

• Bureta de 50 mL  
•  Erlenmeyer de 250 mL
• Espátula
• Garra
• Pêra
• Pipeta graduada de 2 mL
• Suporte Universal

REAGENTES

• Água da torneira
• Água de poço
• Água mineral
• Solução de EDTA 0,02 mol/L
• Solução de Tampão NH4OH/NH4Cl
• Indicador Negro de Eriocromo T

PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

1. Transferiu-se por meio de uma bureta de 50 mL, uma alíquota de 100,0 mL de amostra de água de (torneira, poço e mineral) para um erlenmeyer de 250 mL.
2. Adicionou-se 2,0 mL de um tampão de pH NH4OH/NH4Cl 10,01 com uma pipeta graduada de 2 mL. Em seguida colocou uma pequena porção do indicador Ério T.
3. Ambientou-se a bureta com a solução de EDTA 0,02 mol/L e completou ate o menisco.
4. Titulou-se a alíquota até a observação da mudança de cor de vermelho- vinho para azul. O procedimento foi feito em triplicata.
5. Calculou-se a dureza da água e colocou os resultado na forma de CaCO3 para cada alíquota analisada.
6. Em seguida calculou-se o desvio padrão relativo das titulações.

RESULTADO E DISCUSSÃO

Tabela 1 – Teor de dureza de águas através da presença de CaCO3 em mg/ L.

ÁGUAS	Amostra 1	Amostra 2	Amostra 3	Média	Desvio Padrão
MA	26,02	18,01	12,01	18,68	± 5,74
TA	22,02	20,02	20,02	20,68	±0,94
PA	52,04	50,04	52,04	51,38	± 0,94
MB	220,00	202,00	198,00	206,67	± 5,19
TB	16,00	18,00	20,00	18,00	±1,63
PB	52,04	46,04	36,03	44,70	±2,54
MC	26,02	24,02	26,02	25,35	± 0,94
TC	18,02	22,02	22,02	20,68	±1,88
PC	62,05	84,07	56,05	67,39	±12,05

Legenda: Água Mineral grupos A, B e C (MA,MB,MC); Água da Torneira grupos A, B e C (TA,TB,TC); Água de Poço grupos A, B e C (PA, PB, PC).