IntroduoConceito de Dureza da gua

D-se o nome de "gua dura" s guas que levam dissolvidas grandes quantidades de sais de clcio e de magnsio em forma de carbonatos e tambm em forma de gesso; as tais podem ser determinadas por titulao complexomtrica (mtodo usado no laboratrio). Inicialmente, a dureza da gua era entendida como a capacidade da gua de precipitar sabo. O sabo precipitado principalmente pela presena de ons clcio e magnsio. Outros ctions, como por exemplo, ferro, mangans e zinco, podem precipitar o sabo; porm, geralmente esto presentes na gua na forma de complexos, freqentemente com constituintes orgnicos, e sua participao na dureza da gua mnima. Assim, e de acordo com a prtica atual, dureza de uma gua a soma das concentraes de clcio e magnsio, expressas em termos de carbonato de clcio, em miligramas por litro. O clcio e magnsio esto presentes na gua, principalmente nas seguintesformas:- bicarbonatos de clcio e de magnsio;- sulfatos de clcio e de magnsio.A dureza de uma gua pode variar de zero a centenas de miligramas por litro, dependendo da fonte e do tratamento aplicado.Atualmente, utiliza-se o mtodo de titulao com EDTA (cido etileno diamino tetractico), para analisar dureza. Estas guas so imprprias para a alimentao, para a lavagem de roupas e no servem para alimentar as caldeiras a vapor, em virtude das incrustaes que provocam, porm possivel fazer o seu abrandamento:O abrandamento de gua consiste na remoo total ou parcial de Ca (clcio) e Mg (magnsio), sobretudo na forma de carbonatos, bicarbonatos, sulfatos e cloretos. So utilizadas algumas tcnicas para essa prtica de abrandamento de gua, dentre elas esto o abrandamento por precipitao qumica, o abrandamento por trocas cationicas e tambem o abrandamento por cristais de zelito. Essas formas de abrandamento de gua sero aprofundadas no decorrer da leitura.A dureza frequentemente expressa em ppm (partes por milho) de carbonato de clcio. Uma fonte de gua com 100 ppm conteria o equivalente a 100 g de CaCO3 em um milho de gramas de gua ou 0,1 g em um litro de gua. A tabela abaixo classifica a gua estabelecendo um parametro em relao dureza expressa em ppm:Muito mole | 0 a 70 ppm |Mole (branda) | 70 a 135 ppm |Media dureza | 135 a 200 ppm |Dura | 200 a 350 ppm |Muito dura | Mais de 350 ppm |

Objetivos- Em uma amostra de gua, determinar componentes qumicos atravs de tcnicas de preparao de soluo e titulao. - Fazer o abrandamento em uma amostra de gua usando resina catinica.

Procedimento experimental e resultadosParte A: Determinao de Ca2+ em uma amostra de gua.- Utilizou-se uma proveta para retirar uma alquota de 50 mL da amostra de gua fornecida pelo professor e aps transferiu-se a mesma para um erlenmeyer.- Adicionou-se essa amostra 2 mL de KOH a 10% e uma pitada do indicador murexida, sendo esse o especifico para o clcio nas circunstncias. - Titulou-se essa mistura com soluo de EDTA 0,01 (cido etilenodiamino tetra-actico) at a virada de cor do indicador.A figura 1 seguinte representa as etapas do experimento realizado:

Figura 1Volume de EDTA utilizado: 4,2 mL.Parte B: Determinao de Ca2+ e Mg 2+ em uma amostra de gua.- Transferiu-se para um erlenmeyer de 250 mL uma alquota de 50 mL da amostra de gua e 3 mL da soluo tampo pH=10 (NH4Cl/NH3).- Adicionou-se o indicador negro de eriocromo T que permita a determinao simultnea dos ons Ca2+ e Mg 2+.- Deu-se continuidade ao procedimento, acrescentou-se o EDTA 0,01M gota a gota sob agitao at a virada do indicador.Volume de EDTA utilizado 8,3 mL.

Parte C: Abrandamento da amostra de gua.- Colocou-se em um erlenmeyer de 250 mL, 100 mL de gua fornecida pelo professor.- Adicionou-se a resina catinica e misturou-se por 10minutos.Obs. A resina catinica adicionada foi de 5 g se a mesma estivesse seca ou 8 g mida.A figura 2 seguinte representa as etapas do experimento realizado:

Figura 2- Retirou-se a gua sobrenadante e repetiu-se o procedimento da parte B para a dureza total da gua.- comparou-se o resultado com o obtido na parte B.Volume de EDTA utilizado _0 mL.DiscussoDiscusso sobre a parte A:Comeou-se a titular a mistura de gua, KOH 10% e murexida com EDTA 0,01 M e foi observada a uma mudana na cor para vinho aps 4,20 mL de EDTA utilizados. Para neutralizar todos os ons, deve-se ter um mesmo numero de mols de cada ao final da titulao, ou seja, o numero de mols de EDTA 0,01 M o mesmo numero de mols de Ca+2. Utilizando-se desse conhecimento e de um calculo estequiomtrico simples chega-se a seguinte concluso:Sendo: M = N de mols/ volume,N de mols de EDTA = M x Volume,Sendo V1=4,2 mL o volume de EDTA utilizado,4,2x10-3 x 10-2 = 4,2x10-5 mol de EDTA que igual ao n de mol de Ca+2.Sendo Nde mols de Ca2+ = massa/ massa molar, logo, multiplica-se o n de mol pela massa atmica do Ca2+:

M= 4,2x10-5 x40(massa atmica) = 1,68x10-3 g.Cada alquota de gua analisada tem 1,68x10-3 g de Ca2+.Em ppm esse valor obtido da seguinte forma:1 g 1x103 mg X=1,68 mg 1 L 1000mL Y=0,05 L 1,68x10-3 X Y 50mLSabendo que 1 ppm 1 mg/L, assim, 1,68 mg/0,05 L= 33,6 mg/L ou ppm

Discusso sobre a parte BConsiderando que o Mg+2 Ca+2, a dureza total de gua pode ser determinada a partir de um pensamento anlogo ao da parte A e de um clculo estequiomtrico simples semelhante, onde:M = N de mols / volume, N de mols de EDTA = M x volumeSendo V2=8,3 mL o volume de EDTA utilizado, tem-se: N de mols de EDTA = 10-2 x 8,3 x 10-3 = 8,3 x 10-5O valor 8,3 x 10-5 corresponde ao numero de mols de carbonato de clcio. Calculando-se sua massa tem-se o seguinte:N de mols de CaCO3 = massa / massa molar. Logo:massa = N de mols de CaCO3 x massa molar. Substituindo os valores tem-se:massa = 8,3 x 10-3g = 8,3 mg.Na parte A da discusso foi mostrado como demonstrar o valor obtido em ppm, analogamente tem-se:50 x 10-3 --------> 8,3 mg X = 166 mg * L-1 = 166 ppm1 -----------------> XO Valor encontrado da dureza da gua foi de 166 ppm.Discusso sobre a parte CAps o processo de abrandamento da gua, foram-se feitos clculos semelhantes aos do item B para a determinao da dureza total da mesma. Porm, aps feito isso, percebeu-se que esse valor era nulo devido o EDTA no ter sido necessrio para executar a titulao da mistura. No foi necessrio o uso do EDTA porque a cor da mistura aps colocado o indicador j representava a colorao esperada na virada (mudana de cor). Sendo nula a dureza da gua, significa dizer que a mesma est livre de metais como mg ou Ca utilizados nos experimentos anteriores.Outras formas de abrandamento de gua so:Abrandamento por precipitao qumica.

O processo se d por adio de cal (CaO) e carbonato de sdio (Na2CO3).A cal utilizada para elevar o pH da gua fornecendo a alcalinidade necessria, enquanto o carbonato de sdio pode fornecer a alcalinidade para a reao e tambm os ons carbonato necessrios.Vantagens:_ Geralmente aplicado para guas com dureza elevada;_ Possibilita remover da gua contaminantes tais como metais pesados e outros_ Tecnologia bem estabelecida.Desvantagens:_ Utilizao de produtos qumicos;_ Produo de lodo;_ Necessidade de ajustes finais, pois a gua abrandada ainda possui dureza-clcio em torno de 30 ppm de CaCO3.

Trocas catinicas.O abrandamento de gua por troca de ons relativamente simples e altamente efetivo. Este processo consiste em passar a gua a ser abrandada por um leito de resina catinica na forma sdica. Dessa forma, o Clcio e o Magnsio ficam aderidos a resina. No lugar desses ons o processo consiste em passar a gua e liberar o Sdio, que por sua vez, no oferece riscos quando presente na gua. Por meio desse tipo de abrandamento, outros ons como o Fe (ferro), Mn (mangans) e Al (alumnio), na forma de sais solveis tambm so removidos, a exemplo do que ocorre com o Ca (clcio) e Mg (magnsio). A finalidade principal do abrandamento prevenir a formao de incrustaes em tubulaes provocadas pela dureza da gua, tendo sua maior aplicao no tratamento de gua de alimentao de caldeiras de baixa presso e sistemas de aquecimento e resfriamento. Processo inico dos zeolitos. Em resumo, a reduo da dureza pelos zelitos consiste em trocar os ons de clcio e de magnsio, responsveis pela dureza de uma gua, por ons de sdio fornecidos pelos permutadores. Depois de os zelitos terem cedido todos os seus ons de sdio gua, deve-se inverter o processo, submetendo-se o leito de permutadores ao contato com uma soluo concentrada de sal comum, para a sua regenerao.

Concluso Nesse experimento foi possivel aprender sobre conceitos relacionados gua, tais como dureza total e abrandamento. Atravs das aplicaes das tcnicas de preparaes de soluo e titulao foram determinados alguns componentes presentes nas misturas de gua. Foi determinado a quantidade de Ca+2 presente na mistura (33,6 ppm) e tambm encontrado o valor correspondente em PPM para o valor da dureza da amostra de gua fornecida expressa na forma de CaCO3, levando em considerao que o Mg2+ fosse Ca2+ (dureza = 166 ppm). Atingidos os objetivos, pode-se considerar o experimento como bem sucedido.

Bibliografia http://www.purosystems.com.br/purificacao/purificacao.phpacessado dia 09/10/2011 as 8:10http://www.latosensu.cefetmg.br/site/sobre/aux/monografias/esma/monografia_BRAGANCA_Jeanny.htmlacessado dia 09/10/2011 as 8:20http://pt.wikipedia.org/wiki/Dureza_da_%C3%A1guaacessado dia 09/10/2011 as 8:30http://www.kurita.com.br/adm/download/Alcalinidade_e_Dureza.pdfacessado dia 09/10/2011 as 8:38