Dureza Agua

Introducción
El agua generalmente contiene gran cantidad de cationes entre los que destacan el catión calcio y catión magnesio. Estos cationes provienen de la disolución de minerales como la caliza (CaCO3) y dolomita (MgCO3-CaCO3). El agua que contiene muchos cationes de contiene Ca2+ y Mg2+ se llama agua dura.
El agua dura es un problema en muchas ocasiones. Por ejemplo, los iones Ca2+ y Mg2+forman precipitados con el jabón, inutilizándolo y dejando depósitos grasos. Aunque estos cationes no forman precipitados con los detergentes, afectan de modo negativo a su capacidad limpiadora. Desde un punto de vista industrial, un problema importante es la tendencia de los compuestos de calcio o magnesio a precipitar cuando se calienta o evapora elagua dura, formando depósitos fuertemente adheridos (costras o incrustaciones) en las planchas de vapor, las teteras, las calderas y las tuberías de agua caliente. La formación de estos depósitos disminuye la conductividad térmica, reduciendo por tanto la eficiencia en la transferencia de calor, y puede provocar la obstrucción de tuberías y calentadores.
La determinación de ladureza del agua proporciona una medida de la calidad de las aguas de interés doméstico o industrial. Tradicionalmente, la dureza del agua ha estado asociada a la capacidad de los cationes presentes en la misma para sustituir a los iones sodio y potasio de los jabones. En las aguas naturales, la concentración de cationes calcio y magnesio es generalmente muy superior a la deotros cationes metálicos con cargas múltiples capaces de presentar esa propiedad.
La dureza del agua se define como la concentración de carbonato cálcico, que va a ser equivalente a la concentración de todos los cationes multivalentes de la muestra.
Clasificación de los tipos de agua:
Aguas blandas - Concentración de menos de 50 mg/l de carbonato cálcico o 5 grados franceses
Aguasligeramente duras - Concentración de entre 50-100 mg/l de carbonato cálcico, entre 5 y 10 grados franceses
Aguas moderadamente duras - Concentración entre 100 y 200 mg/l de carbonato cálcico, entre 10 y 20 grados franceses
Aguas muy duras - Concentración de más de 200 mg/l de carbonato cálcico, más de 20 grados franceses.

Fundamento
El ácido etilendiaminotetraacético (AEDT) es una amina terciariaque contienen grupos de ácido carboxílico muy utilizada para valoraciones complexometricas.

El AEDT es un ácido débil, cuyas cuatro constantes de disociación ácida valen:
K1= 1,00 ×10-2, K2= 2,14 ×10-3, K3= 6,92 ×10-7 y K4= 5,50 ×10-11
Debido a su limitada solubilidad no suele utilizarse el ácido libre, YH4, para la preparación de disoluciones patrón. La saltetrasódica, Na4Y, tampoco suele emplearse debido a su extensa hidrólisis en la disolución y a la elevada alcalinidad resultante. La forma más útil es la sal disódica, Na2H2Y, que se obtiene como dihidrato de alta pureza.
Determinación complexométrica de la dureza del agua
Para determinar la dureza total de una muestra de agua se utiliza la valoración de los iones Ca2+ y Mg2+ con AEDT. Peroexiste un inconveniente ya que las constates de formación de complejo de AEDT con calcio y con magnesio son muy similares, lo que hace imposible determinar independiente cada uno de ellos de la mezcla. Por tanto primero se valora conjuntamente y luego se realiza otra valoración añadiendo previamente oxalato sódico y así se valora solo el magnesio.
Como indicador se emplea negro de eriocromo T, unácido débil. Su color depende del pH de la disolución. El H2Ines rojo (pH < 6), el HIn2–es azul (pH 6 a 12) y el In3–es amarillo anaranjado (pH > 12).
Para que se forme el complejo de los cationes con el AEDT requiere un pH 10, se ajusta con una disolución amortiguadora cloruro amónico/amoníaco.
Las principales reacciones que se dan son estas:

Ya que a pH=10 predomina la especie HY3-
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