ÁMBITO CIENTÍFICO-TECNOLÓGICO


                 Alumnos/as 4º Div
        Profesora: Elena Fernández
ARCE-SALAS :                     “EL AGUA ES VIDA”
DEPARTAMENTO     Orientación

PROFESORADO      Mª Elena Fernández Díaz ( profesora de Ámbito Científico-Tecnológico)

ALUMNADO         4º de Diversificación

FECHA            2º y 3er Trimestre del curso 09/10

TÍTULO           Determinación de la dureza del agua potable del Concejo de Salas

ACTIVIDAD
OBJETIVOS        Generales:
                 b)Conocer el significado e importancia de la dureza de un agua
                 c)Diferenciar los tipos de dureza que puede tener el agua
                 d)Analizar la dureza del agua del Concejo de Salas
                 Específicos:
                 f)Saber representar mediante fórmulas químicas las distintas sustancias utilizadas
                 g)Utilizar adecuadamente las unidades de medida y realizar los cambios necesarios
                 h)Saber identificar el material utilizado en el laboratorio y conocer su manejo

METODOLOGÍA      Los/as alumnos/as tienen que utilizar estrategias de búsqueda de información y resumirla
                 Aprender a manejar el material de laboratorio, e interpretar los resultados obtenidos.

PROCEDIMIENTOS
                 2.Los/as alumnos/as primeramente completarán individualmente unas fichas en donde quedará
                 recogida información sobre la dureza del agua: definición, tipos, consecuencias, interpretación,
                 límite máximo permisible y formas de eliminación.
                 3.Realizarán toma de muestra de agua de la zona del Concejo en donde viven.
                 4.Analizarán mediante un método volumétrico la dureza en el laboratorio.
                 5.Realizarán un estudio de los resultados obtenidos.

MATERIALES       Ficha en documento Word para recoger información, material de laboratorio necesario para la
                 realización de la práctica.
UTILIZADOS
DUREZA DEL AGUA POTABLE DEL CONCEJO DE SALAS


     1.-GENERALIDADES

                       En química, se denomina dureza del agua a la concentración de
                       compuestos minerales que hay en una determinada cantidad de
Definición de dureza    agua , en particular sales de magnesio y calcio.
                       Son éstas las causantes de la dureza del agua, y el grado de
                       dureza es directamente proporcional a la concentración de sales metálicas.


                       Dureza temporal
                       La dureza temporal se produce por carbonatos y puede ser eliminada al hervir el
                       agua o por la adición de Ca(OH)2 (hidróxido de calcio).



                       El carbonato de calcio es menos soluble en agua caliente que en agua fría, así que
Tipos de dureza        hervir (que contribuye a la formación de carbonato) se precipitará el bicarbonato
                       de calcio fuera de la solución, dejando el agua menos dura.

                       Dureza permanente o (de no carbonatos))
                       Es la que no se debe a los carbonatos y no desaparece al hervir el agua, y debe ser
                       atribuida por la presencia en el agua de sulfatos, cloruros, nitratos y silicatos
                       alcalinotérreos
 Problemas en procesos como el lavado doméstico e industrial:
                 Cuando se lava con jabón empleando aguas naturales, se forma un precipitado debido a la
                 presencia de calcio, magnesio y hierro. Los iones de calcio de esta agua dura se unen con
                 los iones estearato y oleato del jabón disuelto, para formar sales insolubles, este proceso
                 gasta el jabón y produce un sólido grumoso indeseable que permanece en la ropa.
                  En consecuencia es conveniente eliminar los iones calcio del agua, para usarse en
                 lavanderías.

                 • Cuando el agua dura es usada en calentadores de agua se presenta una acción
Consecuencias    indeseable similar, el dióxido de carbono se desprende a altas temperaturas, y produce un
                 depósito de sales de calcio o magnesio en el interior del calentador.

                 • Le da un sabor indeseable al agua potable.

                 • Disminución o desaparición de la vida Acuática. Ruptura del equilibrio ecológico.
                 Deterioro de la calidad de un curso de agua con fines recreativos. Incremento de
                 enfermedades hídricas.

                 •Problemas de salud:
                 Algunos estudios han demostrado que hay una débil relación inversa entre la dureza del
                 agua y las enfermedades cardiovasculares en los hombres, por encima del nivel de 170mg
                 de Carbonato de calcio por litro en el agua.

                              Dureza como CaCO3        Interpretación
Interpretación                      0-17                          agua blanda
 de la dureza                      17-60                        agua levemente dura
                                   60-120                          agua semi dura
                                   120- 180                         agua dura
                                    mayor 180                     agua muy dura
Puede ser eliminada por ebullición del agua y posterior eliminación de
                    precipitados formados por filtración, también se le conoce como "Dureza de
Eliminación de la   Carbonatos".
dureza temporal


                    Esta dureza no puede ser eliminada al hervir el agua, es usualmente causada
                    por la presencia del sulfato de calcio y magnesio y/o cloruros en el agua, que
                    son más solubles mientras sube la temperatura.
                    Puede ser eliminada utilizando el método SODA (Sulfato de Sodio). También
                    es llamada “Dureza de no carbonatos”
Eliminación de la
dureza permanente   Método de la Soda Solvay
                    El método Solvay, creado por Ernest Solvay en 1861 se basa en la reacción
                    de carbonato ácido de amonio con solución saturada de sal común, en la que
                    se separa carbonato ácido de sodio sólido, insoluble en la solución de cloruro
                    de amonio. Todo el proceso puede considerarse como una serie de
                    reacciones químicas. Las materias primas son sal común, amoníaco y
                    carbonato de calcio o caliza, y el procedimiento es un ejemplo de economía
                    industrial, condición necesaria para el éxito.

                    Otro proceso para la eliminación de la dureza del agua es la descalcificación
                    de está mediante resinas intercambiadores de iones.
                     Lo mas habitual es utilizar resinas catiónicas que intercambian iones de
                    Sodio por los iones de Calcio y magnesio presentes en el agua.
2.-ANÁLISIS



              Determinación de los iones Ca y Mg mediante dos volumetrías de formación de
             complejos utilizando la sal disódica del ácido etilendiaminotetracético (Na2-EDTA)
             como agente complejante y un indicador metalocrómico para detectar el punto final,
Fundamento   y su posterior conversión a dureza total expresada como CaCO3 ( expresada en mg/l)
              En medio alcalino, el EDTA forma con ambos iones complejos estables, pero la
             constante de formación con el Ca es mayor que con el Mg, por lo que si a una muestra
             que contiene ambos iones se añade EDTA, primero se forma el complejo del Ca y
             luego el del Mg.
                                    Ca2+ + Y4- = CaY2-

                                Mg2+ + Y4- = MgY2-

             A un pH de 12 la murexida origina con el Ca(II) un complejo de color rosado, menos
             estable que el que forma con el EDTA, por lo que al adicionar Na2-EDTA se compleja
             el Ca libre, luego el que se ha complejado con la murexida y cuando todo el Ca ha
             reaccionado, se produce un viraje a violeta –azulado, que es el color del indicador en
             medio alcalino:
                 Ca(II)-Murexida + Mg2+ + Y4-             Ca Y2- + Mg2+ + Murexida
                     (rosado)                                              (violeta azulado)

              A un pH de 10 el negro de eriocromo T, origina con el Mg(II) un complejo de color
             vino, menos estable que el que forma con el EDTA, por lo que al adicionar Na2-EDTA,
             primero reaciona todo el Ca(II) y luego el Mg(II), y cuando la totalidad del Mg haya
             reaccionado con el EDTA, se produce el viraje a azul, que es el color del indicador
             libre a pH 10 :
                 Ca2+ + Mg(II)-NET + Y4-            Ca Y2- + Mg Y2- + NET
                        ( color vino)                                   (azul)
Material    
            
                vaso de precipitados
                bureta
utilizado      frasco lavador
               pipeta
               soporte, pinza
               probeta
               cucharilla-espátula
               embudo de vidrio
               matráz erlenmeyer
               vidrio de reloj
               cuentagotas
               matraz aforado
               balanza
•   Disolución de hidróxido de sodio 4M
                •   Indicador para la dureza (NET)
  Reactivos     •   Indicador para el calcio ( Murexida)
                •   Disolución reguladora ( NH3/NH4Cl) de pH 10
                •   Disolución de EDTA 0,01 M




                 Dureza (Ca+Mg): Poner 10ml de muestra de agua en un matraz erlenme-
                yer, se añaden 3 gotas de disolución reguladora de pH 10 y NET, se homogeini-
                za y se valora con la disolución de EDTA hasta viraje a color azul. Se anota la
                cantidad de EDTA gastado.
Procedimiento
                Determinación de Ca: Poner 10ml de muestra de agua en un matraz erlenme-
                yer, se añaden 3 gotas de disolución de hidróxido de sodio y unos cristales de
                murexida, se homogeiniza y se valora con la disolución de EDTA hasta viraje a
                violeta azulado. Se anota la cantidad de EDTA gastado.

                Este análisis se ha realizado con muestras de agua de: Lorís, Figares, Cornellana,
                Salas, Pende, Cermoño, La Espina, Vegacebrón y fuera del Concejo, Belmonte.
Para 10 ml de muestra, cada 0,1 ml de EDTA gastado equivale a 4,00mg Ca/l; a   2,44mg
Cálculos   Mg/l; y a 10,00mg de CaCO3/l.


                       Muestra           mg/l Ca         mg/l CaCO3

                          Lorís                4                 10
                         Salas                 4                 10
                        Figares                8                 20
                      Cornellana               4                 20
                         Pende                 4                 10
                       Cermoño                 4                 10
                      La Espina               16                 60
                     Vegacebrón                4                 10
                      Belmonte                16                 40
3.-Resultados:



      Agua          Dureza

      Lorís          blanda
      Salas          blanda
    Cornellana   levemente dura
      Pende          blanda
     Figares     levemente dura
     Belmonte    levemente dura
     La Espina   levemnte dura
     Cermoño         blanda
   Vegacebrón        blanda
Mapa Concejo de Salas


                 Vegacebrón




Pende




                                           Figares

                                                     Cornellana
                                       Lorís
                              Salas



        La
        Espina


                                      Cermoño

Programa arce

  • 1.
    ÁMBITO CIENTÍFICO-TECNOLÓGICO Alumnos/as 4º Div Profesora: Elena Fernández
  • 2.
    ARCE-SALAS : “EL AGUA ES VIDA” DEPARTAMENTO Orientación PROFESORADO Mª Elena Fernández Díaz ( profesora de Ámbito Científico-Tecnológico) ALUMNADO 4º de Diversificación FECHA 2º y 3er Trimestre del curso 09/10 TÍTULO Determinación de la dureza del agua potable del Concejo de Salas ACTIVIDAD OBJETIVOS Generales: b)Conocer el significado e importancia de la dureza de un agua c)Diferenciar los tipos de dureza que puede tener el agua d)Analizar la dureza del agua del Concejo de Salas Específicos: f)Saber representar mediante fórmulas químicas las distintas sustancias utilizadas g)Utilizar adecuadamente las unidades de medida y realizar los cambios necesarios h)Saber identificar el material utilizado en el laboratorio y conocer su manejo METODOLOGÍA Los/as alumnos/as tienen que utilizar estrategias de búsqueda de información y resumirla Aprender a manejar el material de laboratorio, e interpretar los resultados obtenidos. PROCEDIMIENTOS 2.Los/as alumnos/as primeramente completarán individualmente unas fichas en donde quedará recogida información sobre la dureza del agua: definición, tipos, consecuencias, interpretación, límite máximo permisible y formas de eliminación. 3.Realizarán toma de muestra de agua de la zona del Concejo en donde viven. 4.Analizarán mediante un método volumétrico la dureza en el laboratorio. 5.Realizarán un estudio de los resultados obtenidos. MATERIALES Ficha en documento Word para recoger información, material de laboratorio necesario para la realización de la práctica. UTILIZADOS
  • 3.
    DUREZA DEL AGUAPOTABLE DEL CONCEJO DE SALAS 1.-GENERALIDADES En química, se denomina dureza del agua a la concentración de compuestos minerales que hay en una determinada cantidad de Definición de dureza agua , en particular sales de magnesio y calcio. Son éstas las causantes de la dureza del agua, y el grado de dureza es directamente proporcional a la concentración de sales metálicas. Dureza temporal La dureza temporal se produce por carbonatos y puede ser eliminada al hervir el agua o por la adición de Ca(OH)2 (hidróxido de calcio). El carbonato de calcio es menos soluble en agua caliente que en agua fría, así que Tipos de dureza hervir (que contribuye a la formación de carbonato) se precipitará el bicarbonato de calcio fuera de la solución, dejando el agua menos dura. Dureza permanente o (de no carbonatos)) Es la que no se debe a los carbonatos y no desaparece al hervir el agua, y debe ser atribuida por la presencia en el agua de sulfatos, cloruros, nitratos y silicatos alcalinotérreos
  • 4.
     Problemas enprocesos como el lavado doméstico e industrial: Cuando se lava con jabón empleando aguas naturales, se forma un precipitado debido a la presencia de calcio, magnesio y hierro. Los iones de calcio de esta agua dura se unen con los iones estearato y oleato del jabón disuelto, para formar sales insolubles, este proceso gasta el jabón y produce un sólido grumoso indeseable que permanece en la ropa. En consecuencia es conveniente eliminar los iones calcio del agua, para usarse en lavanderías. • Cuando el agua dura es usada en calentadores de agua se presenta una acción Consecuencias indeseable similar, el dióxido de carbono se desprende a altas temperaturas, y produce un depósito de sales de calcio o magnesio en el interior del calentador. • Le da un sabor indeseable al agua potable. • Disminución o desaparición de la vida Acuática. Ruptura del equilibrio ecológico. Deterioro de la calidad de un curso de agua con fines recreativos. Incremento de enfermedades hídricas. •Problemas de salud: Algunos estudios han demostrado que hay una débil relación inversa entre la dureza del agua y las enfermedades cardiovasculares en los hombres, por encima del nivel de 170mg de Carbonato de calcio por litro en el agua. Dureza como CaCO3        Interpretación Interpretación               0-17                        agua blanda de la dureza           17-60                    agua levemente dura           60-120                       agua semi dura         120- 180                   agua dura mayor 180 agua muy dura
  • 5.
    Puede ser eliminadapor ebullición del agua y posterior eliminación de precipitados formados por filtración, también se le conoce como "Dureza de Eliminación de la Carbonatos". dureza temporal Esta dureza no puede ser eliminada al hervir el agua, es usualmente causada por la presencia del sulfato de calcio y magnesio y/o cloruros en el agua, que son más solubles mientras sube la temperatura. Puede ser eliminada utilizando el método SODA (Sulfato de Sodio). También es llamada “Dureza de no carbonatos” Eliminación de la dureza permanente Método de la Soda Solvay El método Solvay, creado por Ernest Solvay en 1861 se basa en la reacción de carbonato ácido de amonio con solución saturada de sal común, en la que se separa carbonato ácido de sodio sólido, insoluble en la solución de cloruro de amonio. Todo el proceso puede considerarse como una serie de reacciones químicas. Las materias primas son sal común, amoníaco y carbonato de calcio o caliza, y el procedimiento es un ejemplo de economía industrial, condición necesaria para el éxito. Otro proceso para la eliminación de la dureza del agua es la descalcificación de está mediante resinas intercambiadores de iones. Lo mas habitual es utilizar resinas catiónicas que intercambian iones de Sodio por los iones de Calcio y magnesio presentes en el agua.
  • 6.
    2.-ANÁLISIS Determinación de los iones Ca y Mg mediante dos volumetrías de formación de complejos utilizando la sal disódica del ácido etilendiaminotetracético (Na2-EDTA) como agente complejante y un indicador metalocrómico para detectar el punto final, Fundamento y su posterior conversión a dureza total expresada como CaCO3 ( expresada en mg/l) En medio alcalino, el EDTA forma con ambos iones complejos estables, pero la constante de formación con el Ca es mayor que con el Mg, por lo que si a una muestra que contiene ambos iones se añade EDTA, primero se forma el complejo del Ca y luego el del Mg. Ca2+ + Y4- = CaY2- Mg2+ + Y4- = MgY2- A un pH de 12 la murexida origina con el Ca(II) un complejo de color rosado, menos estable que el que forma con el EDTA, por lo que al adicionar Na2-EDTA se compleja el Ca libre, luego el que se ha complejado con la murexida y cuando todo el Ca ha reaccionado, se produce un viraje a violeta –azulado, que es el color del indicador en medio alcalino: Ca(II)-Murexida + Mg2+ + Y4- Ca Y2- + Mg2+ + Murexida (rosado) (violeta azulado) A un pH de 10 el negro de eriocromo T, origina con el Mg(II) un complejo de color vino, menos estable que el que forma con el EDTA, por lo que al adicionar Na2-EDTA, primero reaciona todo el Ca(II) y luego el Mg(II), y cuando la totalidad del Mg haya reaccionado con el EDTA, se produce el viraje a azul, que es el color del indicador libre a pH 10 : Ca2+ + Mg(II)-NET + Y4- Ca Y2- + Mg Y2- + NET ( color vino) (azul)
  • 7.
    Material   vaso de precipitados bureta utilizado  frasco lavador  pipeta  soporte, pinza  probeta  cucharilla-espátula  embudo de vidrio  matráz erlenmeyer  vidrio de reloj  cuentagotas  matraz aforado  balanza
  • 8.
    Disolución de hidróxido de sodio 4M • Indicador para la dureza (NET) Reactivos • Indicador para el calcio ( Murexida) • Disolución reguladora ( NH3/NH4Cl) de pH 10 • Disolución de EDTA 0,01 M Dureza (Ca+Mg): Poner 10ml de muestra de agua en un matraz erlenme- yer, se añaden 3 gotas de disolución reguladora de pH 10 y NET, se homogeini- za y se valora con la disolución de EDTA hasta viraje a color azul. Se anota la cantidad de EDTA gastado. Procedimiento Determinación de Ca: Poner 10ml de muestra de agua en un matraz erlenme- yer, se añaden 3 gotas de disolución de hidróxido de sodio y unos cristales de murexida, se homogeiniza y se valora con la disolución de EDTA hasta viraje a violeta azulado. Se anota la cantidad de EDTA gastado. Este análisis se ha realizado con muestras de agua de: Lorís, Figares, Cornellana, Salas, Pende, Cermoño, La Espina, Vegacebrón y fuera del Concejo, Belmonte.
  • 11.
    Para 10 mlde muestra, cada 0,1 ml de EDTA gastado equivale a 4,00mg Ca/l; a 2,44mg Cálculos Mg/l; y a 10,00mg de CaCO3/l. Muestra mg/l Ca mg/l CaCO3 Lorís 4 10 Salas 4 10 Figares 8 20 Cornellana 4 20 Pende 4 10 Cermoño 4 10 La Espina 16 60 Vegacebrón 4 10 Belmonte 16 40
  • 12.
    3.-Resultados: Agua Dureza Lorís blanda Salas blanda Cornellana levemente dura Pende blanda Figares levemente dura Belmonte levemente dura La Espina levemnte dura Cermoño blanda Vegacebrón blanda
  • 13.
    Mapa Concejo deSalas Vegacebrón Pende Figares Cornellana Lorís Salas La Espina Cermoño