Aguas duras


Dureza del agua.
Definición de dureza:
La dureza del agua se define como la concentración de todos los cationes metálicos no alcalinos presentes (iones de calcio, estroncio, bario y magnesio en forma de carbonatos o bicarbonatos) y se expresa en equivalentes de carbonato de calcio y constituye un parámetro muy significativo en la calidad del agua. Esta cantidad de sales afecta la capacidadde formación de espuma de detergentes en contacto con agua y representa una serie de problemas de incrustación en equipo industrial y doméstico, además de resultar nociva para consumo humano.
Clasificación del agua:
De acuerdo a la concentración de carbonatos contenidos en el agua, ésta puede clasificarse en niveles de dureza, la siguiente tabla indica las cantidades de sales.

Precipitacióncon Cal-Carbonato.
Este proceso emplea el producto de solubilidad de un compuesto que contiene un ion o radical que es considerado perjudicial y que, en consecuencia debe ser eliminado. El ablandamiento con cal es el proceso de precipitación usado con mayor frecuencia, consiste en la reducción de la dureza por la adición de cal hidratada al agua para precipitar CaCO3, Mg(OH)2 o ambos.
El radicalhidroxilo es el componente reactivo de la cal que convierte CO2 y HCO3 en CO3–2, precipitándose CaCO3, como se muestra en las siguientes reacciones:
Ca(OH)2→Ca+2+2OH−
Ca(OH)2+2CO2→Ca(HCO3)2
O en forma iónica:
2OH−+2CO2→2HCO3−
Ca(OH)2+Ca(HCO3)2→2CaCO3↓+2H2O
2OH−+2HCO3→2CO3−2+2H2O
También pueden usarse otros compuestos hidróxidos (NaOH o KOH), sin embargo el costo de la cal es más bajo, sóloresultarían convenientes los hidróxidos mencionados si se dispone de ellos como subproductos.
Este método no es tan simple como aparenta, ya que se forman pares de iones y en virtud de las interferencias impide su precipitación en el tiempo normal de la reacción. El equipo empleado lo conforma un tanque con capacidad diseñada de acuerdo a las necesidades y requiere un tiempo de retención.
Estatécnica constituye uno de los métodos generales que se emplean a nivel industrial para ablandar el agua. Este proceso consiste en aplicar cal y carbonato de sodio al agua cruda. La cal reacciona con los bicarbonatos solubles de calcio y de magnesio, que son los que causan la dureza por carbonatos y forman carbonato de calcio e hidróxido de magnesio que son insolubles.
El carbonato reacciona con loscompuestos solubles no carbonatados de calcio y de magnesio que causan la dureza por no carbonatos, precipitando compuestos insolubles de calcio y de magnesio y dejando en solución compuestos de sodio que no consumen jabón.
La separación por coagulación puede ser una buena alternativa cuando el agua presenta turbidez y su calidad es variable, o cuando la recalcinación de lodos puede llevarseacabo. Se sugiere efectuar una pre sedimentación cuando el agua está muy turbia, la aglomeración de carbonato de calcio es rápida cuando los cristales de CaCO3 están libres de coloides orgánicos.
Descripción del proceso:
La remoción de dureza mediante la adición de sosa caústica e hidróxido de calcio puede resumirse en lo siguiente:
• Los carbonatos que causan la dureza pueden ser precipitados comocarbonatos de calcio o hidróxido de magnesio con la adición de hidróxido de calcio como se muestra en las siguientes reacciones:
CO2+Ca(OH)2→CaCO3↓+H2O (1)
Ca(HCO3)2+Ca(OH)2→2CaCO3↓+2H2O (2)
Mg(HCO3)2+2Ca(OH)2→2CaCO3↓+Mg(OH)2↓+2H2O (3)
• La dureza por no carbonatos de calcio puede precipitarse con la adición de carbonato de sodio:
CaSO4+Na2CO3→CaCO3↓+Na2SO4 (4)
• Los no carbonatos demagnesio se precipitan como hidróxido de magnesio con la adición de hidróxido de calcio, produciendo sulfato de calcio, así mismo éste reacciona con carbonato de sodio y se obtiene como precipitado carbonato de calcio.
MgSO4+Ca(OH)2→Mg(OH)2↓+CaSO4 (5)
CaSO4+Na2CO3→CaCO3↓+Na2SO4 (6)
• La dureza producida por carbonatos y no carbonatos puede ser removida con la adición de sosa caústica:...