Água sólida

1. INTRODUÇÃO

Águas duras são aquelas que exigem consideráveis quantidades de sabão para produzir espuma de modo que, no passado, a dureza de uma água era considerada como uma medida de sua capacidade de precipitar sabão. Esse caráter das águas duras foi, por muito tempo, para o cidadão comum o aspecto mais importante por causa das dificuldades de limpeza de roupas e utensílios. Com o surgimento e a determinação dos detergentes sintéticos ocorreu também a diminuição os problemas de limpeza doméstica por causa da dureza.

A dureza é devida à presença de cátions metálicos divalentes, os quais são capazes de reagir com sabão formando precipitados e com certos ânions presentes na água para formar crostas. Os principais íons causadores de dureza são cálcio e magnésio tendo um papel secundário o zinco e o estrôncio. Algumas vezes, alumínio e ferro férrico são considerados como contribuintes da dureza.

Dureza é um parâmetro característico da qualidade de águas de abastecimento industrial e doméstico sendo que do ponto de vista da potabilização são admitidos valores máximos relativamente altos, típicos de águas duras ou muito duras. A despeito do sabor desagradável que referidos níveis podem suscitar elas não causam problemas fisiológicos. No Brasil, o valor máximo permissível de dureza total fixado pelo padrão de potabilidade, ora em vigor, é de 500mgCaCO3/l.

Na prática do tratamento de esgotos a dureza é um parâmetro de utilização limitada a certos métodos baseados em reações de precipitação como é o caso do tratamento com cal.

Em situações específicas convém conhecer-se as durezas devidas ao cálcio e ao magnésio, individualmente. Este é o caso do processo cal-soda de abrandamento de água no qual tem-se necessidade de conhecer a fração da dureza de magnésio para estimar a demanda de cal.

Quando a dureza é numericamente maior que a alcalinidade total a fração da dureza igual a esta última é chamada de dureza de carbonato e a quantidade em excesso é chamada de dureza de não carbonato. Quando a dureza for menor ou igual à alcalinidade total toda a dureza presente é chamada de dureza de carbonato e a dureza de não carbonato estará ausente.

Os dois métodos seguintes são recomendados para a determinação de dureza:

1. método do cálculo - baseado na análise completa dos cátions divalentes presentes na amostra é o mais acurado dos métodos, mas raramente análises completas não feitas em trabalhos de rotina;

2. método titrimétrico do EDTA - é o método mais comumente empregado na determinação de dureza sendo baseado na reação do ácido etilenodiaminatetracético (EDTA) ou seus sais de sódio que formam complexos solúveis quelados com certos cátions metálicos.

EDTA [e(thylene)d(iamine)t(etraacetic) a(cid).] é um ácido cristalino, C10H16N2O8, que age como um agente quelante. O sal de sódio EDTA é usado como um antídoto para envenenamentos com metais, um anticoagulante e um ingrediente em uma larga variedade de reagentes na indústria.

M2++ EDTA ® [ M. EDTA]

A reação que ocorre num pH = 10 ± 0,1, necessita de um indicador (preto de eriocromo T ou calmagita) para assinalar o ponto final da reação.

M2++ preto de eriocromo T ou calmagita ® [ M. preto de eriocromo T]

(O M. preto de eriocromo T é um complexo vermelho vinho)

Quando os íons causadores de dureza tiverem sido complexados a solução muda da cor vermelha vinho para azul.

A nitidez do ponto final da titulação aumenta com o pH, mas este não pode ser aumentado indefinidamente para não ocorrer precipitação de CaCO3 ou Mg(OH)2. Além do mais, o complexo muda de cor em valores de pH elevados. O outro fator que melhora a nitidez do ponto final é a presença de magnésio que deve ser adicionada em pequena quantidade na forma de um sal complexometricamente neutro de EDTA.

Alguns metais interferem no método causando um enfraquecimento do ponto final tornando-o, às vezes, indistinto. Esta interferência pode ser reduzida pela adição do inibidor MgCDTA (1,2 - ciclohexonodiaminatetracetato de magnésio), o qual tem vantagem de não ser tóxico e/ou malcheiroso, mas libera algum magnésio na solução contribuindo para a dureza. Os inibidores I(NaCN) e II(Na2S) podem ser escolhidos conforme as concentrações de interferentes da Tabela 1.

Tabela 1 - Concentrações máximas permissíveis de interferentes para a seleção de inibidores.

Com base num volume de 25ml de amostra diluído para 50ml.

Máxima concentração interferente

Interferente

(mg / l)

Inibidor I

Inibidor II

Alumínio

20

20

Bário

*

*

Cádmio

*

20

Chumbo

*

20

Cobalto

mais de 20

0,3

Cobre

mais de 30

20

Estrôncio

*

*

Ferro

mais de 30

5

Manganês (Mn+)

*

1

Níquel

mais de 20

0,3

Zinco

*

200

Polifosfatos

*

10

*