Dureza

Determinação da dureza de uma água

1 – Introdução

1.1 – Enquadramento Teórico

A dureza das águas deve-se principalmente a Ca2+ e Mg2+ e ainda a vestígios de Fe2+, Al3+ e Cu 2+.

A presença de cálcio e magnésio está associada à constituição dos solos.

Os solos podem ser calcários ou dolomites.

As águas que transportam CO2 dissolvido (proveniente da atmosfera) exercem ação dissolvente nos solos:

CaCO3 (s) + CO2 (aq) + H2O (l) à 2HCO3- (aq) + Ca2+ (aq)

MgCO3 (s) + 2H+ (aq) à Mg2+ (aq) + CO2 (aq) + H2O (l)

Por outro lado, as águas existentes nos solos podem ter características ácidas, devido à decomposição da vegetação, dissolvendo assim o CaCO3 e MgCO3.

CaCO3 (s) + 2H+ (aq) à Ca2+ (aq) + CO2 (aq) + H2O (l)

MgCO3 (s) + 2H+ (aq) à Mg2+ (aq) + CO2 (aq) + H2O (l)

Podemos, então, concluir que a dureza das águas irá depender dos solos que atravessa.

Existem três tipos de dureza: a dureza total, a dureza permanente ou não carbonatada e a dureza temporária.

A dureza total é a soma das concentrações de sais de cálcio e magnésio.

A dureza permanente ou não carbonatada é devida aos sais polúveis de cálcio e magnésio (sulfatos, cloretos, etc.) não elimináveis por ebulição.

A dureza temporária é a diferença entre a dureza total e a dureza permanente.

Através desta tabela podemos relacionar a dureza de uma água com a quantidade de Carbonato de Cálcio (CaCO3):

50 a 100 ppm de CaCO3 Água ligeiramente dura

100 a 200 ppm de CaCO3 Água moderadamente dura

> 200 ppm de CaCO3 Água dura

Por exemplo, a água para consumo doméstico pode apresentar uma dureza variável, com limite máximo de 500 ppm.

Quantos mais minerais uma água contiver, mais dura ela é, mas o uso de águas duras também tem os seus inconvenientes.

Em instalações industriais onde exista produção de vapor ou aquecimento de águas, verifica-se o aparecimento de incrustações em tubos, caldeiras, etc., que:

- dificultam a transferência de calor

- diminuem a durabilidade do equipamento

- aumentam a probabilidade de ocorrerem explosões

No consumo doméstico, além de provocar incrustações nas canalizações e tubagens das máquinas (pelo processo anteriormente indicado), forma com os sabões sais insolúveis de cálcio e magnésio, que precipitam na roupa, endurecendo-a, dificultando a lavagem e obrigando a um maior consumo de detergentes.

As inscrustações são devidas à formação de carbonato de cálcio:

2HCO3- (aq) + Ca2+ (aq) CaCO3 (s) + CO2 (aq) + H2O (l)

CO2 (aq) CO2 (g)

A determinação da dureza de uma água faz-se por volumetria de complexação com EDTA – agente complexante que forma compostos estáveis com grande número de catiões metálicos.

Para se determinar a dureza total tem de se trabalhar em meio com um pH de 10, utilizando o eriocrómio T como indicador.

Para se determinar a dureza cálcica tem de se trabalhar em meio básico, utilizando o murexide como indicador.

1.2 – Objetivos

• Determinar a dureza total, cálcica e magnésica da água Vitalis, através de uma titulação complexa, usando como reagente titulante uma solução-padrão de EDTA

• Comparar os valores de durezas obtidos experimentalmente com os indicados no rótulo da garrafa de água Vitalis

• Concluir com base nos resultados obtidos na atividade experimental

2 – Protocolo Experimental

2.1 – Material Utilizado

- Material

• Gobelé (200 ml e 1000 ml)

• Balança eletrónica

• Balão de Erlenmeyer

• Bureta (50 ± 0,05 ml)

• Conta-gotas

• Espátula

• Pipeta (1 ± 0,01 ml e 25 ± 0,06 ml)

• Pompete

• Balão volumétrico (100 ml e 1000 ml)

• Vareta