relatorio dureza da agua

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Escola Politecnica de Minas Gerais – Polimig
Curso Tecnico de Quimica
Dureza da Agua
Thais dos Santos
Graziela Nunes
Evelise Lopes
231Q
Belo Horizonte
Junho de 2012
Introdução
1.1 Dureza da água
Dureza é um parâmetro característico da qualidade de águas de abastecimento industrial e doméstico sendo que do ponto de vista da potabilização são admitidos valores máximos relativamente altos, típicos de águas duras ou muito duras. Quase toda a dureza da água é provocada pela presença de sais de cálcio e de magnésio (bicarbonatos, sulfatos, cloretos e nitratos) encontrados em solução. 
Assim, os principais íons causadores de dureza são cálcio e magnésio tendo um papel secundário o zinco e o estrôncio. Algumas vezes, alumínio e ferro férrico são considerados como contribuintes da dureza. 
A dureza total da água compõe-se de duas partes: dureza temporária e dureza permanente.
 A dureza é dita temporária, quando desaparece com o calor, e permanente, quando não desaparece com o calor, ou seja, a dureza permanente é aquela que não é removível com a fervura da água. A dureza temporária é a resultante da combinação de íons de cálcio e magnésio que podem se combinar com bicarbonatos e carbonatos presentes. 
Normalmente, reconhece-se que uma água é mais dura ou menos dura, pela maior ou menor facilidade que se tem de obter, com ela, espuma de sabão. As águas duras caracterizam-se, pois, por exigirem consideráveis quantidades de sabão para produzir espuma, e esta característica já foi, no passado, um parâmetro de definição, ou seja, a dureza de uma água era considerada como uma medida de sua capacidade de precipitar sabão. Esse caráter das águas duras foi, por muito tempo, para o cidadão comum o aspecto mais importante por causa das dificuldades de limpeza de roupas e utensílios. Com o surgimento e a determinação dos detergentes sintéticos ocorreu também a diminuição os problemas de limpeza doméstica por causa da dureza. 
Também durante a fervura da água os carbonatos precipitam-se. Este fenômeno prejudica o cozimento dos alimentos, provoca "encardido" em panelas e é potencialmente perigoso para o funcionamento de caldeiras ou outros equipamentos que trabalhem ou funcionem com vapor d’água, podendo provocar explosões desastrosas. 
Assim pode-se resumir que uma água dura provoca uma série de inconvenientes: é desagradável ao paladar; gasta muito sabão para formar espuma; dá lugar a depósitos perigosos nas caldeiras e aquecedores; deposita sais em equipamentos; mancha as louças. 
A despeito do sabor desagradável que referidos níveis podem suscitar elas não causam problemas fisiológicos. No Brasil, o valor máximo permissível de dureza total fixado pelo padrão de portabilidade, ora em vigor, é de 500mg CaCO3/L.
Teores de dureza inferiores a 50 ppm não implicam em que a água seja considerada dura. 
Teores de 50 a 150 ppm não incomodam para efeitos de ingestão, mas acima de 100 ppm provocam prejuízos sensíveis em trabalhos que envolvam o uso da água com sabão e originam precipitações com incrustações anti-estéticas e até potencialmente perigosas em superfícies sujeitas a aquecimentos. Em geral a redução da dureza para concentrações inferiores a 100 ppm só é economicamente viável para fins industriais, onde o produto final ou os equipamentos dependem de água de melhor grau de pureza.
1.2 Fontes de dureza nas águas
A principal fonte de dureza nas águas é a sua passagem pelo solo (dissolução da rocha calcárea pelo gás carbônico da água), conforme as reações:
H2CO3 + CaCO3 Ca (HCO3)2
H2CO3 + MgCO3 Mg (HCO3)2
Desta forma, é muito mais freqüente encontrar-se águas subterrâneas com dureza elevada do que as águas superficiais. O mapa geológico do território brasileiro permite a observação de regiões que apresentam solos com características de dureza como no nordeste, centro-oeste e sudeste, mas o problema é muito mais grave nos Estados Unidos e Europa onde muitas regiões estão sujeitas a graus bastante elevados de dureza nas águas devido à composição do solo.
1.3 Importância nos estudos de controle de qualidade das águas 
Para o abastecimento público de água, o problema se refere inicialmente ao consumo excessivo de sabão nas lavagens domésticas. Há também indícios da possibilidade de um aumento na incidência de cálculo renal em cidades abastecidas com águas duras, o que traduz um efetivo problema de saúde pública. A Portaria n 1469/2000 do Ministério da Saúde, limita a dureza em 500 mg/L CaCO3 como padrão de potabilidade. Este padrão não é muito restritivo, pois uma água com 500 mg/L de dureza é classificada como “muito dura” mas, por outro lado, uma restrição muito severa pode inviabilizar muitos abastecimentos públicos que utilizam água dura, por não disporem dos recursos necessários para a remoção da dureza ou abrandamento da água.
Para o abastecimento industrial, a grande dificuldade da presença de dureza nas águas está em seu uso em sistemas de água quente como caldeiras, trocadores de calor.
Com o aumento da temperatura, o equilíbrio se desloca no sentido da formação de carbonatos que precipitam e incrustam, o que já levou diversas caldeiras à explosão.
Nas águas naturais, a dureza é uma condição importante, por formar complexos com outros compostos, modificando seus efeitos sobre os constituintes daquele ecossistema. Por isso, a dureza é um parâmetro tradicionalmente utilizado no controle de bioensaios de avaliação de toxicidade de substâncias ou de efluentes.
	mg/L CaCO3
	Grau de Dureza
	 0 - 75
	branda ou mole
	 75 – 150
	moderadamente dura
	150 – 300
	Dura
	acima de 300
	muito dura
1.4 A utilização do EDTA
A utilização do ácido etilenodiaminotetraacético (EDTA) como agente complexante iniciou-se logo no fim da Segunda Guerra Mundial. Este composto Forma complexos estáveis de estequiometria 1:1 com um grande número de íons metálicos em solução aquosa.
O EDTA pode ser obtido com alta pureza, na forma do ácido propriamente dito ou na forma do sal dissódico hidratado. As duas formas possuem alto peso molecular, mas o sal dissódico tem a vantagem de ser mais solúvel em água. Este ácido é fraco e apresenta valores de pK1 = 2,00, pK2 = 2,66. pK3 = 6,16, pK4 = 10,26.
Os valores de pKa mostram que os dois primeiros prótons são mais facilmente ionizáveis, do que os dois restantes.
Muitos íons metálicos formam complexos estáveis e solúveis em água com o EDTA, por exemplo, os íons cálcio e magnésio. A soma da concentração destes íons é denominada de índice da dureza da água, e é um dado muito importante na avaliação da qualidade da água. Outros cátions que se encontram associados aos íons cálcio e magnésio, por exemplo, ferro, alumínio, cobre e zinco, geralmente são mascarados ou precipitados antes da determinação. Assim, águas brandas são encontradas em solos basálticos, areníferos e graníticos, enquanto que águas que procedem de solos calcáreos apresentam freqüentemente durezas elevadas.
Devido aos motivos expostos, pode-se deduzir facilmente a necessidade do controle prévio da dureza da água, a fim de adotar as medidas de correções necessárias, conforme o uso a que se destina.
Em numerosos processos industriais, tais como fábricas de cervejas, conservas, papel e celulose, requerem águas brandas. Para o caso de lavanderias as águas ocasionam um elevado consumo de sabão e resultam em danos para os tecidos. Também é importante considerar que as águas duras formam crostas em caldeiras de vapor, ocasionando com isso elevadas perdas de calor e podendo também provocar explosões. Mediante um controle periódico, utilizando-se titulações com EDTA, é possível garantir maior segurança para estas instalações industriais.
 
Objetivo
Preparar e padronizar uma solução de EDTA a 0,010 mol/L e determinar a dureza da água através da técnica de Volumetria de complexação, utilizando como titulante a solução de EDTA preparada.
Procedimentos
A- Determinação da concentração de EDTA
1- Pipetar 20,00 ml da solução padrão de carbonato de cálcio para um balão Erlenmeyer de 250 ml.
2- Adicionar 30 ml de água desionizada,1 ml de solução tampão e 3 gotas de indicador Negro de Ericrómio T.
3- Titular com solução de EDTA até à viragem de vermelho-vinoso para azul.
B - Determinação da dureza total 
1 - Pipetar 100,00 ml da água a analisar para um balão de Erlenmeyer.
2 - Adicionar 1 ml da solução-tampão e 0,1 mg de indicador Negro de Eriocrómio T.
3 - Titular com a solução de EDTA. A viragem da cor vermelho-vinoso do indicador para azul indica o ponto final da reação.
4 - Exprimir o resultado da análise em miligramas de carbonato de cálcio por litro de água.
5- Repetir o procedimento até obter 3 resultados concordantes.
6- Calcular a dureza total da água expressa em mg/l de CaCO3
 
C - Determinação da dureza cálcica
1 - Pipetar 100,0 ml da água a analisar para um balão de Erlenmeyer.
2 - Adicionar 5 ml do solução de hidróxido de sódio, 0,25 g de indicador de murexida e agitar.
3 - Titular com a solução de EDTA. A viragem da cor rosa para violeta indica o ponto final da reação.
4- Repetir o procedimento até obter 3 resultados concordantes.
5 - Exprimir o resultado da análise em miligramas de carbonato de cálcio por litro de água.
Suposição dos Cálculos e Conclusão
O resultado da dureza é expresso em mg/L CaCO3, através da relação:
Dureza (mg/L CaCO3) = MEDTA . VEDTA x 100 000
				VAMOSTRA
O número 100.000 representa o peso molecular do CaCO3 expresso em miligramas e VEDTA representa o volume gasto de EDTA na titulação de determinado volume de amostra, descontando-se o volume gasto na prova em branco (titulação com EDTA da água desionizada utilizada na determinação, segundo o mesmo procedimento utilizado com a amostra).
Nestas determinações de dureza, deve ter certa experiência, pois as viragens dos indicadores não são muito nítidas. O método fica bastante prejudicado quando se tem amostras de águas poluídas, sobretudo as que possuem cor elevada. O pré-tratamento das amostras com suspensão de hidróxido de alumínio, procedimento recomendado, geralmente não é capaz de remover totalmente a cor, permanecendo interferências residual
Referencias Bibliografias
http://pt.wikipedia.org/wiki/Dureza_da_%C3%A1gua
Análise Volumétrica Volumetria de Complexação. UTFPR Departamento Acadêmico de Química e Biologia
http://professor.ucg.br/siteDocente/admin/arquivosUpload/3280/material/QU%C3%8DMICAAMBIENTAMAF1063.pdf
http://objetoseducacionais2.mec.gov.br/bitstream/handle/mec/15475/Determinacao%20da%20dureza%20de%20uma%20agua.pdf?sequence=1