DUREZA DEL AGUA: DETERMINACION Y CALCULO

Jose Lobo Gomez

1 Sept 202017:42

Summary

TLDREl video ofrece una explicación detallada sobre la dureza del agua, un aspecto químico determinado por la presencia de sales como el carbonato, bicarbonato, cloruro y sulfato de calcio y magnesio. Se discute cómo la dureza del agua está directamente proporcional a la concentración de estos iones, principalmente calcio y magnesio, y se clasifica en diferentes tipos según su concentración en miligramos por litro de carbonato de calcio. El inconveniente de una agua dura se evidencia en la formación de incrustaciones en tuberías, la reducción de jabón y el sabor indeseable en el agua potable. La dureza se divide en temporal y permanente, y se puede medir a través de una titulación con EDTA y un indicador, como el negro de cromo, para determinar la dureza total y la dureza por calcio. El video también aborda cómo calcular la dureza del agua en miligramos por litro de carbonato de calcio, utilizando la polaridad del EDTA y la masa molar del carbonato de calcio. Finalmente, se resuelve un problema práctico para ilustrar los cálculos necesarios para determinar la dureza total, la dureza por calcio y, por diferencia, la dureza por magnesio.

Takeaways

🌟 La dureza del agua se debe principalmente a la presencia de iones de calcio y magnesio, que provienen de la disolución de minerales en el suelo y las rocas.
📊 La dureza del agua se expresa en miligramos por litro de carbonato de calcio (mg/L de CaCO3) y se clasifica en muy blandas, blandas, semiduras, duras y muy duras según su concentración.
🚿 La dureza del agua puede causar inconvenientes, como incrustaciones en tuberías, problemas con el jabón y un sabor indeseable en el agua potable.
🔬 La dureza temporal, determinada por carbonato y bicarbonato de calcio y magnesio, se puede eliminar por ebullición y posterior eliminación de los precipitados.
🔍 La dureza permanente está causada por sales de calcio y magnesio, excepto los carbonatos y bicarbonatos, y no se puede eliminar por ebullición.
🧪 La determinación de la dureza del agua se realiza mediante una titulación con etano (ETA), utilizando un indicador como el negro de cromo para identificar el punto final de la reacción.
📉 El proceso de titulación incluye la adición de un buffer de pH 10 y el indicador, seguido de la adición de etano hasta que el color del indicador cambia, señalando el punto final de la reacción.
⚖️ La dureza total se calcula como la suma de las durezas por calcio y magnesio, y se determina por una titulación con etano y un indicador específico.
🧪 La dureza por calcio se determina mediante una titulación similar, pero con la adición de hidróxido de sodio para precipitar el magnesio y evitar su interferencia.
📐 La dureza por magnesio se calcula por diferencia, restando la dureza por calcio de la dureza total.
📝 Para convertir los resultados de la titulación en miligramos por litro de carbonato de calcio, se utilizan fórmulas que toman en cuenta la polaridad del etano, la masa molar del carbonato de calcio y el volumen de la muestra.

Q & A

¿Qué es la dureza del agua y qué la causa?
-La dureza del agua es una característica química determinada por la presencia de sales como el carbonato, bicarbonato, cloruro y sulfato de calcio y magnesio. Se atribuye principalmente a los iones de calcio y magnesio, que provienen del proceso de disolución y lavado de minerales en el suelo y las rocas.
¿Cómo se expresa la dureza del agua y cuál es su relación con los iones de calcio y magnesio?
-La dureza del agua se expresa en miligramos por litro de carbonato de calcio (mg/L CaCO3) y es directamente proporcional a la concentración de los iones de calcio y magnesio presentes en el agua.
¿Cómo se clasifica la dureza del agua según su concentración de carbonato de calcio?
-La dureza del agua se puede clasificar en aguas muy blandas, blandas, semiduras, duras y muy duras, y esto se basa en la concentración de carbonato de calcio expresada en miligramos por litro (ppm).
¿Qué inconvenientes pueden causar las aguas duras?
-Las aguas duras pueden causar incrustaciones en tuberías, interrumpir la formación de jabón, formar grumos y presentar un sabor indeseable en el agua potable.
¿Cómo se diferencia la dureza temporal de la dureza permanente en el agua?
-La dureza temporal está determinada por el contenido de carbonato y bicarbonato de calcio y magnesio y puede eliminarse por ebullición, mientras que la dureza permanente está determinada por todas las sales de calcio y magnesio excepto los carbonatos y bicarbonatos, y no se puede eliminar por ebullición.
¿Cómo se determina la dureza del agua y cuál es el proceso?
-La dureza del agua se determina por una titulación con etano (ETA), en presencia de un indicador adecuado. Se lleva a cabo en una bureta, se coloca la muestra en un erlenmeyer y se agita hasta que se alcanza un color azul, indicando el punto final de la titulación.
¿Cómo se utiliza el indicador negro de cromo en la determinación de la dureza total del agua?
-El indicador negro de cromo se utiliza para la determinación de la dureza total del agua al formar un complejo de color púrpura con los iones de calcio y magnesio. Al titular con la solución de etano, se desplaza el complejo al negro de cromo formando un complejo más estable, lo que provoca un cambio de color a azul.
¿Cómo se realiza la determinación de la dureza atribuida al calcio en el agua?
-Para determinar la dureza atribuida al calcio, se alcaliniza la muestra con hidróxido de sodio hasta un pH de 12 para precipitar el magnesio, se agrega el indicador murex y se procede a la titulación con etano, lo que forma un complejo de color rosa que se desplaza al calcio formando un complejo más estable de color púrpura.
¿Cómo se calculan los cálculos para determinar la dureza en el agua?
-Los cálculos para determinar la dureza en el agua implican la utilización de la polaridad del etano (ETA), el volumen de muestra y la masa molar del carbonato de calcio. Se calcula la polaridad del ETA dividida por el volumen de la muestra y multiplicado por 100 para expresar los resultados en miligramos por litro de carbonato de calcio.
¿Cómo se calcula la dureza por magnesio en el agua?
-La dureza por magnesio se calcula mediante la diferencia entre la dureza total y la dureza por calcio. Es decir, la dureza por magnesio es igual a la dureza total menos la dureza por calcio.
¿Por qué es necesario normalizar el etano (ETA) y cómo se hace?
-Es necesario normalizar el etano (ETA) porque no es un patrón primario. Se normaliza utilizando sustancias estándar, generalmente el carbonato de calcio, para asegurar la precisión de la titulación. El factor de corrección (F) se utiliza en las fórmulas para ajustar los resultados de la titulación.
¿Cómo se resuelve un problema de aplicación que involucra la determinación de la dureza total y la dureza por calcio en el agua?
-Para resolver un problema de aplicación, se utilizan las fórmulas proporcionadas para la dureza total y la dureza por calcio, reemplazando los valores experimentales obtenidos durante la titulación. Se calcula la dureza total primero, luego se determina la dureza por calcio y finalmente, se calcula la dureza por magnesio mediante la diferencia.

Outlines

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😀 Introducción a la dureza del agua y sus causas

El primer párrafo presenta la definición de la dureza del agua, atribuida principalmente a los iones de calcio y magnesio. Se menciona que estos iones provienen de la disolución de minerales en el suelo y rocas, como la calcita. La dureza del agua está relacionada directamente con la concentración de estos iones y se clasifica en diferentes tipos según su concentración, desde muy blandas hasta muy duras. Además, se discute el impacto de la dureza del agua en la vida cotidiana, como la formación de incrustaciones en tuberías, la interferencia con la saponificación y el sabor del agua potable. Se distinguen dos tipos de dureza: temporal, que puede eliminarse por ebullición, y permanente, que no se elimina de la misma manera.

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🔍 Proceso de titulación para medir la dureza del agua

El segundo párrafo se enfoca en el método de titulación química para determinar la dureza del agua. Se describe el uso de una solución estándar y un indicador, en este caso, el indicador negro de cromo, que forma un complejo púrpura con los iones de calcio y magnesio. Al agregar EDTA, un compuesto que forma complejos estables con iones metálicos, se produce un cambio de color que indica el punto final de la titulación. Este proceso permite la medición precisa de la dureza total del agua, que es la suma de las durezas por calcio y magnesio.

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🧪 Determinación de la dureza por calcio y magnesio

El tercer párrafo explora cómo se realiza la determinación de la dureza atribuida específicamente al calcio y al magnesio. Se aclara que para medir la dureza por calcio, es necesario precipitar primero el magnesio con hidróxido de sodio, permitiendo así la medición exclusiva del calcio. Se utiliza un indicador específico, la merecelda, para identificar el punto final de la titulación. A continuación, se presentan los cálculos necesarios para convertir los resultados de la titulación en miligramos por litro de carbonato de calcio, teniendo en cuenta la polaridad del EDTA y la concentración del compuesto estándar utilizado.

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📚 Cálculos y resolución de problemas prácticos

El cuarto y último párrafo se centra en los cálculos para determinar la dureza total y la dureza por calcio, así como cómo se calcula la dureza por magnesio a partir de ellos. Se proporciona un ejemplo práctico de cómo se aplican estos cálculos con datos específicos, incluyendo la corrección de polaridad debido a la no primariedad del etano utilizado como estándar. Se resuelve un problema de aplicación que involucra la medición de la dureza total y la dureza por calcio en muestras de agua, y se calcula la dureza por magnesio por diferencia. El párrafo concluye con una revisión de los pasos y fórmulas necesarios para llevar a cabo estos cálculos.

Mindmap

Keywords

💡Dureza del agua

La dureza del agua es una propiedad química que se debe a la presencia de sales de calcio y magnesio en la misma. Se mide en miligramos por litro de carbonato de calcio y clasifica las aguas en blandas, semiduras, duras y muy duras. En el video, se discute cómo esta dureza se determina y cómo afecta la calidad del agua, provocando incrustaciones en tuberías y alterando el sabor del agua potable.

💡Iones de calcio y magnesio

Estos iones son los principales responsables de la dureza del agua, ya que provienen de la disolución de minerales en el suelo y rocas. En el contexto del video, se menciona que estos iones son los que otorgan la dureza al agua y son fundamentales en la determinación de su grado de dureza.

💡Dureza temporal y permanente

La dureza temporal se refiere a la dureza causada por el carbonato y bicarbonato de calcio y magnesio, la cual puede eliminarse por ebullición. Por otro lado, la dureza permanente está determinada por sales de calcio y magnesio que no son carbonatos y no se eliminan con la ebullición. En el video, se explica cómo se diferencian y cómo se miden estas dos formas de dureza.

💡Titulación

Es el método utilizado para determinar la dureza del agua, que involucra la utilización de una solución estándar y un indicador para medir la cantidad de sales disueltas en el agua. En el video, se describe el proceso de titulación con etano y el uso de indicadores como el negro de cromo para identificar el punto de terminación de la reacción.

💡Indicadores

Los indicadores son sustancias químicas que cambian de color durante una reacción química, lo que permite identificar el punto de terminación de una titulación. En el contexto del video, se menciona el uso del indicador negro de cromo y merecida para medir la dureza total y la dureza por calcio, respectivamente.

💡Carbonato de calcio

Es la forma en que se expresa la dureza del agua, ya que la concentración de sales disueltas se mide en miligramos por litro de carbonato de calcio. En el video, se utiliza como referencia para calcular la dureza total y la dureza por calcio del agua.

💡Etanol (Eta)

El etanol se utiliza como agente titulante en la determinación de la dureza del agua. En el video, se describe cómo el etanol reacciona con los iones de calcio y magnesio presentes en la muestra de agua, formando complejos que indican el punto final de la titulación.

💡pH

El pH es una medida de la acidez o alcalinidad de una solución. En el video, se menciona la importancia de mantener un pH de 10 durante la titulación para la determinación de la dureza total y un pH de 12 para la determinación de la dureza por calcio.

💡Hidróxido de sodio

Este compuesto químico se utiliza para alcalinizar la muestra de agua hasta un pH de 12, lo que permite la precipitación del magnesio y evita su interferencia en la determinación de la dureza por calcio. En el video, se destaca su papel en el proceso de análisis de la dureza del agua.

💡Merecida

Es un indicador químico utilizado específicamente para la determinación de la dureza atribuida al calcio en el agua. En el video, se describe cómo el indicador Merecida forma un complejo de color rosa con el calcio, facilitando la identificación del punto final de la titulación.

💡Cálculos de dureza

Los cálculos de dureza son los procesos matemáticos que se realizan una vez que se han obtenido los datos experimentales a través de la titulación. En el video, se explica cómo se calcula la dureza total, la dureza por calcio y la dureza por magnesio, utilizando la polaridad del etanol y las relaciones molar.

Highlights

La dureza del agua es una característica química determinada por la presencia de sales como el carbonato, bicarbonato, cloruro y sulfato de calcio y magnesio.

La dureza del agua está atribuida principalmente a los iones de calcio y magnesio.

El agua puede disolver minerales como la calcita, lo que le confiere dureza.

El grado de dureza es proporcional a la concentración de sales, y se expresa en miligramos por litro de carbonato de calcio.

La dureza del agua se clasifica en tipos muy blandas, blandas, semiduras, duras y muy duras según su concentración.

La dureza temporal se refiere a la determinada por carbonato y bicarbonato de calcio y magnesio, y puede eliminarse por ebullición.

La dureza permanente está determinada por sales de calcio y magnesio, excepto los carbonatos y bicarbonatos, y no se puede eliminar por ebullición.

La dureza del agua se determina mediante una titulación con EDTA, en presencia de un indicador adecuado.

El indicador negro de cromo se utiliza para la determinación de la dureza total, formando un complejo púrpura con los iones de calcio y magnesio.

La dureza por calcio se determina mediante una titulación con EDTA después de precipitar el magnesio con hidróxido de sodio.

El indicador Murexide se utiliza para la determinación de la dureza por calcio, formando un complejo rosa con el calcio.

Los cálculos para determinar la dureza en el agua involucran la polaridad del EDTA y la masa molecular del carbonato de calcio.

La dureza total se calcula como la suma de las durezas por calcio y magnesio.

La dureza por magnesio se calcula como la diferencia entre la dureza total y la dureza por calcio.

El etano (EDTA) debe normalizarse con carbonato de calcio debido a que no es un patrón primario.

La corrección de polaridad del EDTA se realiza utilizando un factor de corrección para ajustar la titulación.

Se resuelve un problema de aplicación para ilustrar el cálculo de dureza total y dureza por calcio y magnesio en una muestra de agua.

La dureza por calcio se determina después de alcalinizar la muestra con hidróxido de sodio y utilizar merecida como indicador.