Dureza da água

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Dureza da água
A dureza da água está relacionada com a concentração de íons de minerais dissolvidos na água. Os íons de cálcio (Ca2+) e magnésio (Mg2+) são um dos principais elementos que alteram a dureza da água, mas também são comumente encontrados zinco, estrôncio, ferro ou alumínio que são associados a ânios carbonatos, bicarbonato, cloreto e sulfato. 
Tal fato é ocasionado devido a passagem da água pelo solo, dessa forma a rocha rica em minerais é dissolvida pelo gás carbônico da água. Desse modo, é notório que as águas subterrâneas possuem alta dureza enquanto as água superficiais. A água é considerada “dura” quando contém alta concentração destes sais, especificamente de 150 a 300 mg/L, e “mole” quando os possuem em baixas quantidades, precisamente entre 0 a 75 mg/L.
Tal propriedade associa a capacidade da água em precipitar sabão, sendo assim, nas águas que possuem dureza elevada os sabões tornam-se complexos insolúveis, impossibilitando a formação de espuma. O sabão é denominado de tenso ativo aniônico, isto é ele possuía o potencial de se dissolver na água liberando ânions e cátions, dessa forma seus ânions são os motivadores de diminuir a tensão superficial da água e permitir a limpeza. Porém as influências desses cátions não solúveis em água (como o cálcio e magnésio) acabam reagindo com os ânions do sabão produzido compostos insolúveis, esses cátions dificultam a ação dos sabões na remoção da sujeira e da gordura. Mas também há especulações da possibilidade de poder ocasionar cálculos renais.
A dureza da água é constituída em duas partes: a dureza temporária e a dureza permanente. A dureza temporária é formada devido há presença de substâncias na forma de carbonatos e bicarbonatos, que podem ser eliminadas por meio de fervura da água. A dureza permanente é causada devido à presença de cloretos, nitratos e sulfatos, que por sua vez não podem ser eliminados pela fervura da água. Desse modo, a água pode ocasionar precipitação de carbonatos em caldeiras podendo causar explosões, mas também podem acumular em máquinas de lavar e no encanamento, no entanto em menor escala do que nas caldeiras.
A determinação da dureza é geralmente utilizada a titulometria, o método titulométrico mais utilizado é a complexometria.
A análise complexométrica ou complexometria abrange a titulação de íons metálicos com agentes complexantes são chamados de ligantes (representaos por L), podendo ser mono, di, tri, etc, conforme a quantidade de ligações químicas que são capazes de formar ions metálicos. O agente complexante utilizado no experimento foi o EDTA (ácido etilenodiaminotetracético), que forma complexos estáveis com grande variedade de íons metálicos.
Essa técnica de análise tem como objetivo observar a formação de um complexo de coloração na reação entre o analito (a substância de interesse) e o titulante (espécie química com a maior concentração definida), sendo usado os chamados de “indicadores metalocrômicos" (eriocromo T e Murexida) para mostrar o ponto final do procedimento para indicar o ponto final da titulação um indicador. Tais indicadores são ligantes coloridos que formam complexos de cor diferente com ions metálicos em uma faixa de ph determinada, entretanto menos estáveis que os complexos com EDTA. Desse modo o complexo colorido é eliminado pela transferência do metal para o complexo EDTA-metal. O final desse processo é notável pela mudança de cor do meio.
A dureza total pode ser calculada de acordo com a formula 1:
[1] 
Onde:
VT: Volume de EDTA 0,02N gasto na titulação com Eriocromo T (mL)
N: Normalidade do EDTA (eq/L)
Va: Volume estipulado para a amostra (mL)
E a dureza em cálcio pode ser calculada conforme com a formula 2: 
[2] 
Onde:
VC: Volume de EDTA 0,02N gasto na titulação com Murexida (mL)
N: Normalidade do EDTA (eq/L)
Va: Volume estipulado para a amostra (mL)
E a Dureza total pode ser calculada de acordo com a formula 3:
[3]