La DUREZA es una característica química del agua que esta determinada por el contenido de carbonatos, bicarbonatos, cloruros, sulfatos y ocasionalmente nitratos de calcio y magnesio .
La dureza es indeseable en algunos procesos, tales como el lavado doméstico e industrial, provocando que se consuma más jabón, al producirse sales insolubles.
En calderas y sistemas enfriados por agua, se producen incrustaciones en las tuberías y una pérdida en la eficiencia de la transferencia de calor.
Además le da un sabor indeseable al agua potable.
Grandes cantidades de dureza son indeseables por razones antes expuestas y debe ser removida antes de que el agua tenga uso apropiado para las industrias de bebidas, lavanderías, acabados metálicos, teñído y textiles.

La mayoría de los suministros de agua potable tienen un promedio de 250 mg/l de dureza.
Niveles superiores a 500 mg/l son indesables para uso dómestico.

La dureza es caracterizada comunmente por el contenido de calcio y magnesio y expresada como carbonato de calcio equivalente.

Existen dos tipos de DUREZA:

Dureza Temporal: Esta determinada por el contenido de carbonatos y bicarbonatos de calcio y magnesio. Puede ser eliminada por ebullición del agua y posterior eliminación de precipitados formados por filtración, también se le conoce como "Dureza de Carbonatos".

Dureza Permanente: está determinada por todas las sales de calcio y magnesio excepto carbonatos y bicarbonatos. No puede ser eliminada por ebullición del agua y también se le conoce como "Dureza de No carbonatos".
 

Interpretación de la Dureza:

                                Dureza como CaCO3        Interpretación
                                            0-75                         agua suave
                                          75-150                       agua poco dura
                                        150-300                       agua dura
                                           > 300                        agua muy dura
                               ______________________________________

En agua potable                  El límite maximo permisible es de 300 mg/l de dureza.
En agua para calderas          El límite es de 0 mg/l de dureza

1.1.- Almacenaje de la muestra

La muestra puede ser recolectada y almacenada en un recipiente de plástico, bién tapado.

1.2.- Campo de aplicación

El análisis de la dureza total en muestras de aguas es utilizado en al industria de bebidas, lavandería,fabricación de detergentes, acabados metálicos, teñído y textiles. Además en el agua potable, agua para calderas ,etc.                                                                                                        

2.1.- Principios
La muestra de agua que contiene los iones calcio y magnesio se le añade el buffer de PH 10,  posteriormente, se le agrega el indicador eriocromo  negro T( ENT ), que hace que se forme un complejo de color púrpura, enseguida se procede a titular con EDTA (sal disódica) hasta la aparición de un color azúl .
Reacciones:
                     Ca²⁺   +  Mg²⁺    +   Buffer  PH 10 --------->
                     Ca²⁺   +  Mg²⁺    +  ENT ----------->[Ca-Mg--ENT]
                                                                             complejo púrpura
                     [Ca-Mg--ENT] + EDTA ------------->[Ca-Mg--EDTA] + ENT
                                                                                                     color azúl

2.2.- Interferencias
En la tabla se encuentran la lista de la mayor parte de las sustancias que interfieren. Sí existen más de una sustancia interferentes, los límites dados en la tabla pueden variar.La turbidez se elimina por filtración .

                                Interferencias              Con. máx. sin interferir
                               Alumnio--------------------------20 ppm
                               Cadmio---------------------------    *
                               Cobalto-------------------------100 ppm
                               Cobre---------------------------  50 ppm
                               Fierrro(+3)--------------------   50 ppm
                               Fierro (+2)---------------------  50 ppm
                               Plomo--------------------------       *
                               Manganeso-------------------     1 ppm
                               Níquel-------------------------  100 ppm
                               Zinc----------------------------        *
                               Polifosfatos------------------    10 ppm
*  Si están presentes son titulados como dureza.

El método empleado para la cuantificación de la Dureza Total es un método volumétrico por lo que no se requieren aparatos especiales.

4.- Material

    2 matraces volumétricos de 1000 ml
    2 matraces volumetricos de 100 ml
    1 cápsula de porcelana
    1 soporte con pinzas para bureta
    2 matraces erlenmayer de 125 ml
    1 pipeta de 10 ml
    2 frascos goteros de 100 ml

4.1.- Reactivos

Solución Buffer PH 10
Disolver 6.56 gr. de NH₄Cl y 57 ml de NH₄OH en agua destilada y aforar a 100 ml.
Solución De Eriocromo Negro T
Disolver 0.5 g de Eriocromo negro T y 4.5 gr. de clorhidrato de hidroxilamina en 100 ml de etanol.
Solución De EDTA (sal disódica)
Disolver 2 gr de EDTA (sal disódica) màs 0.05 gr de MgCl₂.6H₂O en agua destilada y aforar a 1000 ml.
Solución de CaCl₂ 0.01 N Disolver 0.5 gr de CaCO₃ secado a 110 ° centígrados durante 2 horas y disolverlo en 10 ml de HCl 3N y aforar a 1000 ml con agua destilada.

 

 

* Colocar 5 ml de la muestra de agua en un matraz erlenmayer de 125 ml
* Agregar 5 gotas de buffer PH 10
* Añadìr 3 gotas de eriocromo negro T
* Titular con EDTA (sal disódica) 0.01 N
* Vire de púrpura a azul

 

                                                                 V x N x 1000
                             meq/l Ca⁺² y Mg⁺² = -----------------------
                                                                  ml de muestra

Dónde :
V = ml gastados de EDTA 
N = Normalidad del EDTA

Cálculos para Magnesio:

                            meq/l Mg⁺² = [meq/l (Ca⁺² y Mg⁺²)]-(meq/l Ca⁺²)

Cálculos para Dureza Total : Expresada como ppm de CaCO₃

                      mg/l de Dureza Total = [ meq/l (Ca⁺² y Mg⁺²)]* (50) como

Cálculos para Dureza de Calcio : Expresada como ppm de CaCO₃

                      mg/l Dureza de Calcio = (meq/l Ca⁺²)* (50)

Cálculos para Dureza de Magnesio : Expresada como ppm de CaCO₃

                       mg/l Dureza de Magnesio = (meq/l Mg+2)* (50)
8.- Precisión
 

Este método tiene un error relativo de 1.9% y una desviación estandar relativa de 9.2 %, tal como se determinaron en un estudio interlaboratorios.

American Society for testing and Materials. Annual book of Standards 1994 Determinación de dureza en agua. Metodo ASTM D 1126-92

Standard methods for the examinatión of water and waste water publicado por la APHA.
Determinación de Dureza en agua Método 2340 C, 1995