Dureza

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Dureza – Método titulométrico – 2340 B (APHA, 2012)
Princípio e interferentes 
Dureza de uma água é a medida da sua capacidade de precipitar sabão, isto é, nas águas que a possuem os sabões transformam-se em complexos insolúveis, não formando espuma até que o processo se esgote. É causada pela presença de cálcio e magnésio, principalmente, além de outros cátions como ferro, manganês, estrôncio, zinco, alumínio, hidrogênio, etc, associados a ânions carbonato (mais propriamente bicarbonato, que é mais solúvel) e sulfato, principalmente, além de outros ânions como nitrato, silicato e cloreto. São quatro os principais compostos que conferem dureza às águas: bicarbonato de cálcio, bicarbonato de magnésio, sulfato de cálcio e sulfato de magnésio. 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 frequente encontrar águas subterrâneas com dureza elevada do que as águas superficiais. As águas tratadas em estações convencionais apresentam dureza geralmente um pouco superior à das águas brutas devido ao uso da cal hidratada. A cal reage com o sulfato de alumínio, formando sulfato de cálcio. Mas as dosagens são relativamente pequenas em relação aos níveis de dureza necessários para implicar em problemas para os usos da água tratada.
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. Existem diversas escalas de dureza, entretanto, apresenta-se aqui uma escala de origem americana, já que ela é utilizada internacionalmente:
Tabela 1. Grau de dureza das águas
	mg/L CaCO3
	Grau de Dureza
	0 - 75
	branda ou mole
	75 – 150
	moderadamente dura
	150 – 300
	Dura
	acima de 300
	muito dura
Os componentes da dureza podem ser obtidos determinando-se a dureza ao cálcio e calculando-se a dureza ao magnésio por diferença. Para a determinação da dureza ao cálcio, o mesmo procedimento descrito para a dureza total deve ser utilizado, apenas diferindo pelos fatos de que o pH deve ser elevado para 13 (para precipitar o magnésio na forma de hidróxido), utilizando-se hidróxido de amônio, e de que os indicadores recomendados são o Preto de Eriocromo T (viragem de rosa para azul) ou o Murexida (purpurato de amônio - viragem de rosa para púrpura). 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 interferência residual.
A determinação da dureza pode ser feita por espectrofotometria de absorção atômica ou através de titulometria. O método titulométrico mais utilizado é a complexometria com EDTA sódico. A reação de complexação é:
M 2+ + EDTA [M.EDTA] 
A reação que ocorre num pH 10,0 ± 0,1, necessita de um indicador (preto de eriocromo T) para assinalar o ponto final da reação.
 A determinação de Ca2+ e Mg2+ em conjunto é comumente interpretada como DUREZA TOTAL, dada em termos de CaCO3.
Reagentes
- Solução tampão pH 10 
Dissolver 64g de NH4Cl em aproximadamente 200 mL de água deionizada. Adicionar 570 mL de NH4OH e completar o volume para 1L em balão volumétrico. (Solução endotérmica, tóxica).
- Solução padrão de carbonato de cálcio (CaCO3) 0,02N
Pesar 1g de CaCO3 anidro e transferir para um balão volumétrico de 1L, adicionar cerca de 500mL de água e gotejar HCL 6N (1:1) até completar a dissolução; adicionar mais 200mL de água e aquecer até ebulição. Aguardar esfriar e adicionar algumas gotas de vermelho de metila, ajustando a coloração para laranja com HCl 6N ou NH4OH 3M.
- Solução padrão de EDTA 0,02N 
Pesar aprox. 10g EDTA, colocar na estufa a a 70°C, por duas horas, em seguida, pesar novamente, 7,446g de EDTA e dissolver em 1L de água deionizada. Padronizar com 20mL de solução padrão de carbonato de cálcio, com o pH ajustado para 10+/-0,1 com solução tampão, e titular contra a solução padrão de EDTA. Calcular a normalidade real da solução padrão de EDTA:
N EDTA = V CaCO3 . N CaCO3/V EDTA gasto
- Indicador (Preto de ericromo T) 
Em 100g de NaCl adicionar 0,5g de Preto de Ericromo T, homogeneizar utilizando almofariz e pistilo.
Procedimento
25 ou 50 mL de amostra
0,5 mL de Solução tampão pH10
Indicador Preto de Ericromo T
Titular com EDTA 0,02N (solução muda de cor de violeta para azul)
Determinação da dureza:
Dureza total (mg/L de CaCO3) = [V EDTA ( mL).Conc. EDTA (mol/L).100,09.1000]/V amostra ( mL)
Onde: 
100,09 é o peso molecular do CaCO3
1000 é o número de mL em 1L