Resumo

A dureza é um parâmetro característico das águas relacionado com a concentração de íons. Dentre os íons, cálcio e magnésio são os maiores responsáveis pela dureza da água. Essa propriedade é classificada em temporária e permanente, onde a temporária e capaz de ser removida pela fervura (expulsa o CO2) e a permanente é feita remoção por destilação, troca iônica ou adição de fosfatos. O índice de dureza da água tratada e muito importante, usada pra avaliar sua qualidade. Quanto mais dura a água, esta exige uma maior quantidade de sapão para fazer espuma. Dentre seus problemas, ela forma crostas em caldeiras de vapor, o que pode provocar explosões, em lavanderias ocasiona um elevado consumo de sabão e resultam em danos para os tecidos. A água dura produz incrustações nos sistemas de águas quentes. No experimento laboratorial, utilizando água de poço, buscamos a obtenção da dureza total e da dureza relativa ao cálcio, sendo ambas ocorreram por meio do método de complexação com reagente químico (EDTA).

Introdução

Dureza da água é a propriedade relacionada com a concentração de íons de determinados minerais dissolvidos nesta substância. A dureza da água é predominantemente causada pela presença de sais de cálcio e magnésio. De modo que os principais íons levados em consideração na medição são os de Cálcio (ca2+) e Magnésio (mg2+). Eventualmente também o Zinco, Estrôncio, Ferro ou Alumínio podem ser levados em conta na aferição da dureza.

A dureza da água é composta de duas partes, a dureza temporária e a dureza permanente. A dureza temporária é gerada pela presença de carbonatos e bicarbonatos, que podem ser eliminadas por meio de fervura da água. A dureza permanente é devida a cloretos, nitratos e sulfatos, que não são susceptíveis a fervura.

Á somatória da dureza temporária e permanente dá-se o nome de “Dureza Geral” (ou total) da água.

A dureza da água é medida geralmente com base na quantidade de partes por milhão de carbonato de cálcio CaCo3, também representada com mg/l de cálcio CaCo3. Quanto maior a quantidade de “ppm”, mais “dura” será a água.

Para algumas aplicações, como combate a incêndios, regar o jardim, lavagem de ruas ou manter o barco flutuar a água dura é bastante utilizada. No entanto, para outros fins, tanto domésticos como industriais a água dura pode causar alguns inconvenientes. O principal deles refere-se a menor capacidade de precipitar sabão. Uma maneira simples de verificar a dureza da água é o teste da espuma. Se o sabão ou pasta de dentes fizer muita espuma na agua é porque ela é mole. Entretanto, se fizer pouca espuma é porque ela é dura.

A água dura pode ser indesejável para alguns processos industriais, como levedar certos tipos de cerveja. Ela também causa calcite em caldeiras, máquinas de lavar e canos além de criar incrustações dos íons carbonato e hidrogenocarbonato nos permutadores de calor. Para contornar esses problemas é necessário realizar correções da dureza, que pode ser feita através da adição de cal (método mais barato) ou através do uso de resinas permutadoras de íons, que os sequestram, impedindo desta forma a sua deposição nas canalizações e nas maquinas. O EDTA (ácido etilenodiaminatetracético) é o sequestrante mais utilizado e mais eficiente hoje em dia.

Revisão de literatura

Segundo Von Sperling o conceito de dureza é a “ concentração de íons de cátions multimetalicos em solução. Os cátions mais freqüentes associados a dureza são os cátions bivalentes Ca2+ e Mg2+”. Eventualmente também o Zinco, Estrôncio, Ferro ou Alumínio podem ser levados em conta na aferição da dureza. A soma dos dois tipos de dureza recebe o nome de dureza geral da água.

A dureza da água é medida geralmente com base na quantidade de partes por milhão de carbonato de cálcio CaCo3, também representada com mg/L de cálcio CaCo3. Quanto maior a quantidade de “ppm”, mais “dura” será a água.

Embora não haja uma convenção formal, a título de praticidade, a água pode ser classificada quanto a dureza de acordo com a tabela seguinte:

Tabela 1.0 – Dureza da águamuito mole 0 a 70 ppm 0-4 dGHmole (branda) 70-135 ppm 4-8 dGHmédia dureza 135-200 ppm 8-12 dGHdura 200-350 ppm 12-20 dGHmuito dura mais de 350 ppm mais de 20 dGH

Em termos de tratamento de abastecimento publico de água: dureza < 50 mg/L CaCO3: água mole dureza entre 50 e 150 mg/L CaCO3 : dureza moderada dureza entre 150 e 300 mg/L CaCO3 : água dura dureza > 300 mg/L CaCO3 : água muito duraPara efeito de potabilidade, são admitidos valores relativamente altos de dureza. No Brasil

o limite máximo é de 500mg CaCo3/l para que a água seja admitida como potável.

Metodologia

Para determinar a dureza total foi utilizada uma amostra de 100ml de água do poço. Nesta amostra foi colocado 1ml de solução tampão e 5 gotas de negro de eriocromo. Após isso foi feita um titulação com EDTA(0,01N) até a viragem para cor azul.

Para calcular a dureza relativa ao cálcio foi utilizada uma amostra de 100ml de água do poço e nesta colocada 10ml de NaOH(1M) e uma pitada murexida. Foi feita a titulação com EDTA(0,01N) até a viragem violeta.

Esta metodologia foi realizada segundo Standard Methods.

Resultados e discussões

Primeiramente foi calculada a dureza total da água do poço e logo depois a dureza relativa ao cálcio. Na primeira etapa foi gasto com a titulação 1,7 ml de EDTA e na segunda 0,3 ml de EDTA. Para saber a dureza basta multiplicar por 10 a quantidade gasta na titulação, ou seja, a dureza total da água é 17 mg/L CaCO3 e da dureza relativa ao cálcio 3 mg/L CaCO3. Com estes resultados chegamos a conclusão de que o restante da dureza, os outros 15 mg/L CaCO3 é referente a dureza relativa ao magnésio.

Conclusão

Utilizamos a metodologia de complexação com reagente químico(EDTA) para ambas as experiências: a dureza relativa ao cálcio e dureza total, das quais por meio de cálculos nos oferem a dureza relativo ao magnésio. É preciso destacar que os resultados foram expresso em termo de CaCO3 , mesma unidade de medida da alcalinidade, uma vez que ambas medem concentrações de íons. Pela análise dos resultados obtidos, observamos que a água do poço esta dentro dos parâmetros, segundo a portaria nº 518 de 25 de março de 2004, onde se diz que o nível Maximo de dureza é de 500 mg/L CaCO3.

Referencias bibliográficas Apostila de Edson Ikeda (Laboratório de Ciências do Ambiente)

VON SPERLING ,Marcos .Princípios do tratamento biológico de águas residuárias.

http://www.dec.ufcg.edu.br/saneamento/Agua05.html (acessado em 15/10/11 ás 13:01h)