Relatório - Dureza das águas

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Universidade Federal de Campina Grande – UFCG
Centro de Tecnologia e Recursos Naturais – CTRN
Unidade Acadêmica de Engenharia Civil – UAEC
Laboratório de Saneamento
Campus Bodocongó – CEP: 58109-970
DUREZA DAS ÁGUAS
Relatório Apresentado à Disciplina de Laboratório de Química da Água da Unidade Acadêmica de Engenharia Civil do CTRN da UFCG como requisito básico para aprovação na citada disciplina.
Autores: Aluno 1: Felipe Barbosa de Oliveira – 121211167
 	 Aluno 2: Filipp Presley dos Santos Belo – 122111405
 Aluno 3: Lucas Rafael Santos Nicolau - 122110707
 Aluno 4: Rian Campos Almeida - 122110665
filipp.presley@estudante.ufcg.edu.br
Campina Grande – PB, 13 de dezembro de 2022.
Experimento 07: Dureza das águas
Autores: Felipe Barbosa de Oliveira, Filipp Presley dos Santos Belo, Lucas Rafael Santos Nicolau, Rian Campos Almeida.
Unidade Acadêmica de Engenharia Civil, Centro de Tecnologia e Recursos Naturais, Universidade Federal de Campina Grande, Bodocongó, 58109-970, Campina Grande – PB
Resumo: A dureza da água é um parâmetro que determina a quantidade de sais presentes em uma determinada amostra de água, a qual pode vir a ser inadequada para consumo humano dependendo de sua dureza. Segundo a Portaria 888/2021, a dureza máxima permitida é de 300mg/L. Nesse experimento foi coletada uma amostra de água proveniente da torneira para que esta fosse analisada quanto à sua adequação para uso humano. Os resultados foram de que a água possui uma dureza em cálcio de 52mg/L e uma dureza total de 104mg/L, o que a caracteriza como moderadamente dura, sendo, portanto, própria para consumo.
Palavras chave: Dureza, Água, Determinação, Cálcio.
1. INTRODUÇÃO
Segundo FEITOSA (2021) [1], a dureza é um parâmetro utilizado para definir a qualidade das águas de abastecimento industrial e doméstico, sendo analisada, sobretudo, para proporcionar melhorias na saúde dos indivíduos, além de auxiliar os fatores econômicos do país. A dureza de uma água se refere à quantidade de carbonatos, bicarbonatos ou sulfatos de cloretos de cálcio e magnésio dissolvidos nela, isto é, a quantidade de sais encontrados na solução. Desse modo, quanto mais sais dissolvidos, mais dura a água é considerada. Assim, águas com baixo nível de dureza são encontradas em solos basálticos, aeríferos e graníticos, enquanto que águas que procedem de solos calcários apresentam frequentemente dureza elevada. (MENDONÇA, 2017)[2]
O estudo relacionado à dureza das águas é relevante para a salubridade dos cidadãos, haja vista que há uma possibilidade do aumento da incidência de cálculo renal em cidades abastecidas ocorrer pela influência de águas consideradas “duras”. Ademais, a economia de uma localidade também é influenciada por esse parâmetro, visto que alguns produtos de higiene, como o sabão, são utilizados excessivamente quando comparados a regiões onde a água não é “dura”. [1] Desse modo, a Portaria de Potabilidade do Ministério da Saúde nº 888 de 2021 [3] recomenda que a dureza de uma água não ultrapasse 300 mg/L CaCO3, podendo estar classificada em mole (0-75 mg/L CaCO3), moderadamente dura (75 - 150 mg/L CaCO3), dura (150 – 300 mg/L CaCO3) ou muito dura (acima de 300 mg/L CaCO3). [1]
	Para o experimento realizado, são utilizadas as seguintes fórmulas para determinar a dureza total e a dureza em Cálcio:
Fonte: (FEITOSA, Patrícia H. C. Guia de Laboratório. 2ª edição) [1]
	
	
	
Fonte: (FEITOSA, Patrícia H. C. Guia de Laboratório. 2ª edição) [1]
	
	
A diferença entre a dureza total e a dureza em cálcio é que, na dureza total, constam todos os sais presentes na água, especialmente os de cálcio e os de magnésio, já que os demais se apresentam em quantidades desprezíveis. Por outro lado, a dureza em cálcio, como o próprio nome diz, se trata dos sais de cálcio presentes, como por exemplo o carbonato de cálcio, sulfato de cálcio, cloreto de cálcio, entre outros. [4]
Para os fins deste experimento, será realizado o método da complexometria titulométrica com EDTA, que é um procedimento simples e rápido com resultados satisfatórios, fundamentando-se numa associação de titulações em dois valores de pH e dois indicadores.
1.1. OBJETIVO GERAL
Determinar se a amostra de água analisada durante o experimento atende ao parâmetro de dureza permitido pela Portaria de Potabilidade de Água.
1.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS
- Determinar a dureza total da água;
- Determinar a dureza em cálcio; 
- Comparar o resultado com o parâmetro recomendado.
2. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
1. 
2.1 REAGENTES E MATERIAIS
	Reagentes e materiais utilizados no experimento:
· Água da torneira;
· 2 Erlenmeyers de 250 mL;
· Béquer de 100 mL;
· Pipetador; 
· EDTA 0,02N;
· Solução tampão (pH = 10);
· Indicador Eriocromo T;
· Indicador Murexida.
· Bureta de 25 mL
2. 
2.1 
2.2 PROCEDIMENTOS
DETERMINAÇÃO DA DUREZA TOTAL
O procedimento inicia-se com a coleta de água da torneira em uma garrafa plástica, o qual foi posteriormente transferido para um béquer de 100mL. 
 Figura 1 – Água coletada da torneira. Figura 2 – Água no béquer de 100mL
 
 (Fonte: Própria) (Fonte: Própria)
Prontamente, com o auxílio de uma pipetador, foi pipetado 25mL da solução em um Erlenmeyer de 250mL, para o início do processo de titulação.
Figura 3 – Erlenmeyer com 25mL de água.
(Fonte: Própria)
Em seguida, com o auxílio de um pipetador para garantir mais precisão, foi adicionado 2mL da solução tampão de pH 10 no Erlenmeyer. 
Figura 4 – Processo de pipetação da solução tampão no Erlenmeyer. 
(Fonte: Própria)
Logo após, foi adicionado uma pitada do indicador preto de Eriocromo T na solução presente no Erlenmeyer. O estágio final do experimento consiste no processo de titulação. Para tanto, uma bureta de 25mL foi enchida de EDTA (0,02 N) até que atingisse a marcação zero. 
Figura 5 – Solução com o indicador preto. Figura 6 – Bureta com EDTA na marcação 0.
 
 (Fonte: Própria) (Fonte: Própria)
Usando uma bureta, foi adicionado, gota a gota e cuidadosamente para evitar a formação de bolhas, o EDTA à solução do Erlenmeyer até que ocorresse o ponto de viragem, isto é a mudança da cor rosa para azul. Por fim, foi medido o volume de EDTA restante na bureta, com o intuito de obter-se o volume utilizado para o processo de titulação.
 Figura 7 – Processo de titulação. Figura 8 – Solução após o atingir o ponto de viragem. 
 
 (Fonte: Própria) (Fonte: Própria)
DETERMINAÇÃO DA DUREZA EM CÁLCIO
O processo de determinação da dureza em cálcio é semelhante ao que foi realizado na dureza total. Dessa maneira, a bureta foi preenchida com EDTA na marcação zero e a solução tampão foi adicionada ao Erlenmeyer, o qual já continha água. Em seguida, foi adicionado uma pitada do indicador Murexida para a realização do processo de titulação. 
Figura 9 – Adição do indicador Murexida à solução. 
(Fonte: Própria)
Logo após, o processo de titulação foi iniciado. Cuidadosamente, foi adicionado, gota a gota, o EDTA da bureta na solução do Erlenmeyer até que, novamente, o ponto de viragem fosse alcançado. Dessa vez, a mudança se deu da cor rosa para a cor lilás. 
Figura 10 – Solução após o atingir o ponto de viragem. 
(Fonte: Própria)
3. RESULTADOS E DISCUSSÕES
Após a realização dos procedimentos, obteve-se os seguintes resultados e, para uma melhor conclusão, foram realizadas discussões acerca destes:
Tabela 1: Resultados obtidos na determinação da Dureza de uma amostra.
	Volume de EDTA em mL da etapa Eriocromo (VT)
	2,6
	Volume de EDTA em mL da etapa Murexida (VC)
	1,3
	Dureza Total em mg/L de CaCO3
	104
	Dureza em Cálcio em mg/Lde CaCO3
	52
Fonte: (FEITOSA, Patrícia H. C. Guia de Laboratório. 2ª edição) [1]
Utilizando as fórmulas (1) e (2) com os resultados adquiridos, temos:
	Com isso, se tem como resultado que a dureza total da água é de 104 mg/L e sua dureza em cálcio é de 52 mg/L. Desse modo, pode-se classificar a dureza da água através da seguinte tabela:
Tabela 2: Escalas de dureza
	mg/L CaCO3
	Grau de Dureza
	0 – 75
	branda ou mole
	75 – 150
	moderadamente dura
	150 – 300
	Dura
	acima de 300
	muito dura
Fonte: (FEITOSA, Patrícia H. C. Guia de Laboratório. 2ª edição) [1]
	Como a dureza total da água foi de 104mg/L, pode-se considerar a água como sendo moderadamente dura, apesar de possuir a dureza em cálcio igual a 52mg/L, que seria considerada como branda ou mole.
Nesse sentido, o valor de dureza obtido se adequa aos parâmetros da Portaria de Potabilidade do Ministério da Saúde nº 888 de 2021, que recomenda que o nível de dureza da água não ultrapasse 300mg/L.
4. CONCLUSÃO
A amostra de água analisada é proveniente do Açude Epitácio Pessoa, em Boqueirão, e tratada na Estação de Tratamento de Água de Gravatá. Nesse sentido, com este experimento concluiu-se que a água da cidade de Campina Grande é considerada moderadamente dura e, portanto, apropriada para o consumo humano, seguindo as determinações da Portaria de Potabilidade do Ministério da Saúde de nº888 de 2021.
 	Logo, a dureza em cálcio da solução estudada é de 52mg/L, o que a caracterizaria como sendo macia ou mole, porém sua dureza total é de 104mg/L, o que a caracteriza como moderadamente dura. Além disso, torna-se evidente que a técnica da titulometria por complexação é de extrema relevância para a o cálculo da dureza, visto que se fundamenta nas reações de formação de complexos entre íons metálicos e outros íons ou moléculas. 
 	Entretanto, apesar do resultado se adequar aos parâmetros exigidos pela Portaria de potabilidade, possíveis erros podem ter ocorridos, os quais poderiam mudar o valor encontrado. Sendo eles, a formação de bolhas, falhas no processo de pipetar ou o excesso de EDTA na solução durante o processo de titulação. Por fim, a dureza da água é de grande utilidade, uma vez que fornece uma medida da qualidade da água para uso doméstico e industrial.
5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
[1] FEITOSA, Patrícia H. C. Guia de Laboratório. Universidade Federal de Campina Grande. Unidade Acadêmica de Engenharia Civil - 2ª edição (2017)
[2] MENDONÇA, Jean K. A. ; FLORES, J. S. Desenvolvimento de uma metodologia simples para determinação da dureza da água. ScientiaTec: Revista de Educação, Ciência e Tecnologia do IFRS, v.4, n.1, p: 133-142, jan/jun (2017). Disponível em: < https://web.archive.org/web/20180415012056id_/https://periodicos.ifrs.edu.br/index.php/ScientiaTec/article/viewFile/2158/pdf >. Acesso em 13 de dezembro de 2022.
[3] LOPES, Marcelo A. C. Q. PORTARIA GM/MS Nº 888, DE 4 DE MAIO DE 2021.
Ministério da Saúde. Gabinete do Ministro (2021). Disponível em: < https://bvsms.saude.gov.br/bvs/saudelegis/gm/2021/prt0888_07_05_2021.html >.
Acesso em 13 de dezembro de 2022.
[4] MAIERÁ, N. Dureza cálcica 	e dureza total. Piscinas Litro a Litro. 2019. Disponível em: < https://www.piscinaslitroalitro.com.br/single-post/2019/05/07/dureza-calcica-e-dureza-total >. Acesso em 13 de dezembro de 2022.