Entendiendo la Dureza del Agua: Tipos, Medición y Ablandamiento
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Dureza del Agua
El ser humano utiliza el agua de innumerables maneras, generalmente aprovechándola de fuentes accesibles como pozos, ríos, deshielos y lluvia. En estas fuentes, el agua contiene diversas sustancias en cantidades variables, lo que determina sus usos.
Nuestra principal preocupación es la potabilidad del agua, es decir, la ausencia de organismos patógenos y sustancias tóxicas. Sin embargo, para otros usos como calefacción, generación de vapor o maquinaria industrial, la presencia de sales es crucial, ya que pueden acelerar la corrosión o formar incrustaciones que obstruyen los conductos.
Existen escalas precisas para medir la dureza del agua. A mayor concentración de sales, mayor es la dureza. La escala comienza con el agua dulce (destilada), que no contiene sales disueltas.
Clasificación de la Dureza del Agua
La dureza del agua se clasifica en temporal y permanente:
- Dureza Temporal: Compuesta principalmente por bicarbonatos de calcio y magnesio. Al calentarse, se libera dióxido de carbono, reduciendo la acidez y precipitando los carbonatos insolubles.
- Dureza Permanente: Contiene sulfatos, cloruros y nitratos de calcio y magnesio. Esta dureza persiste incluso después de la ebullición.
La dureza total es la suma de todas las sales de calcio y magnesio presentes en el agua.
Ablandamiento del Agua
La eliminación de los iones que causan la dureza se denomina ablandamiento del agua. La dureza que persiste tras la ebullición es la dureza permanente.
Medición de la Dureza Total
La dureza total se determina mediante una titulación volumétrica con EDTA, utilizando un pH amortiguado a 10 y un indicador. El amortiguador evita la precipitación de hidróxidos y mantiene un pH adecuado durante la titulación.
Agentes de Quelación: El EDTA
Los agentes de quelación, como el EDTA (ácido etilendiaminotetracético), tienen una estructura que permite atrapar átomos de distinta naturaleza. El EDTA forma complejos estables 1:1 con iones metálicos, especialmente con Ca+2 y Mg+2. La reacción general es: M+n + Y4- → MYn-4
Las soluciones de EDTA se utilizan para eliminar incrustaciones en calderas. La solución alcalina no ataca el metal, sino que forma un quelato soluble con el ión cálcico.
Principio de Le Chatelier
Según el Principio de Le Chatelier, cuando un factor externo perturba el equilibrio de un sistema, ocurre una reacción que contrarresta el efecto. Los factores de perturbación incluyen cambios en concentración, presión y temperatura.