viernes, 11 de noviembre de 2011

CÁLCULOS PARA OBTENER LA DUREZA DEL AGUA


Por lo general la dureza se define como la suma de las concentraciones de iones calcio (Ca+2) y iones magnesio (Mg+2) disueltos en el agua. Otros cationes como el aluminio (Al+3) y el hierro (Fe+3) pueden contribuir a la dureza, sin embargo su presencia es menos crítica. Todas ellas expresadas en miligramos por litro de carbonato cálcico (mg/L). Para calcular la dureza a partir de las concentraciones de calcio y magnesio, debemos convertir primero estas concentraciones a miliequivalentes por litro (meq/L). Esta conversión en términos de concentración permite considerar juntos al calcio y al magnesio.

Generalmente se expresa en ppm de CaCO3 o meq/L.( 1 meq/L CaCO3 = 50 ppm CaCO3).
Otras formas de expresar la dureza son:

* mg/L HCO3-
* mg/L Ca
* Grados franceses (ºF)
* Grados alemanes (ºA)
* Grados ingleses o grados Clark (ºI)
En la hoja de cálculo adjunta se incluye una tabla de conversión


Hoja de cálculo para obtener la dureza del agua
 
La forma de dureza más común y problemática es la causada por la presencia de bicarbonato de sodio (Ca(HCO3)2). El agua la adquiere cuando la lluvia pasa por piedra caliza (CaCO3). Cuando el agua de lluvia cae disuelve dióxido de carbono (CO2) del aire y forma ácido carbónico (H2CO3), por lo que se acidifica ligeramente:

CO2 (g) + H2O (l) = H2CO3 (aq)

En la ecuación anterior g= gas, l= líquido y aq= acuoso (i.e. disuelto en agua). En la siguiente ecuación s= sólido.

El carbonato de sodio (CaCO3) no es muy soluble en agua, sin embargo, cuando el ácido diluido pasa por la piedra caliza reacciona formando bicarbonato de sodio (Ca(HCO3)2) que sí es soluble en agua:


CaCO3 (s) + H2CO3 (aq) = Ca+2(aq) + 2HCO-3 (aq)

Por lo tanto, el agua de lluvia toma iones calcio Ca+2 y iones bicarbonato HCO-3 y se vuelve dura. Cuando el agua dura se calienta las dos reacciones anteriores se revierten y se forma carbonato de calcio, agua y dióxido de carbono:

Ca+2 (aq) + 2HCO-3 (aq) = CaCO3 (s) + H2O (l) + CO2 (g)

El carbonato de calcio (CaCO3) es mucho menos soluble en agua que el bicarbonato de calcio (Ca(HCO3)2) por lo que se precipita formando un sólido conocido como sarro, incrustaciones o incrustaciones de calcio. Como este tipo de dureza es fácil de eliminar se le conoce como dureza temporal. El sarro aparece por lo general alrededor de sistemas de agua caliente y elemento de calentamiento. Sin embrago, si el agua es extremadamente dura se puede formar sarro en tuberías de agua fría.

Otros tipos de dureza temporal son causados por la presencia de iones magnesio Mg+2 y la precipitación de hidróxido de magnesio (Mg(OH)2) puede contribuir a los problemas de incrustaciones.

La combinación de iones de calcio Ca+2 y magnesio Mg+2 con iones cloruro (Cl), sulfato (SO4-2) y nitrato (NO3-2) se conoce como dureza permanente. Por ejemplo en algunas áreas el sulfato de calcio CaSO4 puede causar una dureza considerable. La dureza permanente no puede ser eliminada hirviendo el agua.

El término dureza total es usado para describir la combinación de dureza de magnesio y calcio. Sin embargo, los valores de dureza se expresan por lo general en términos de carbonato de calcio (CaCO3) porque es la causa principal de las incrustaciones. una de las muchas clasificaciones se muestra a continuación:

Dureza mg/L como CaCO3
0-50 Agua blanda
50-150 Agua moderadamente dura
150- 300 Agua dura
>300 Agua muy dura

Problemas Causados por la Dureza

• Se necesita más jabón para lavar (el jabón no hace espuma). Algunos detergentes modernos son menos eficientes porque los aniones (también conocidos como surfactantes), reaccionan con los iones calcio Ca+2 y magnesio Mg+2 en lugar de retener las partículas de suciedad en suspensión.

• El jabón fabricado a base de grasa animal puede reaccionar con el ion calcio Ca+2 y magnesio Mg+2 formando un precipitado que puede irritar la piel y estropear la ropa.

Las bañeras y platos de ducha deberán disponer de fondo antideslizante o de elementos que eviten caídas por resbalones provocados por lo oleosos precipitados de sales magnésicas y cálcicas insolubles que se originan con el jabón, siendo aconsejable instalar bañeras con asas.

La porcelana sanitaria y las bañeras deben ser preferiblemente de color blanco y sometidas diariamente a cuidadosa limpieza y secado, por la facilidad de adherirse sobre su superficie las sales magnésicas y cálcicas insolubles (de color grisáceo) que se originan con el jabón y que, si no se eliminan, harán perder brillantez al esmalte vitrificado (mateado de su superficie).

• Algunos alimentos, particularmente las legumbres, cuando son cocidas con agua dura se endurecen. Los iones de calcio alteran algunas moléculas dentro de las legumbres, por lo que la estructura que se forma no deja pasar el agua y la legumbre permanece dura. Una manera simple para contrarrestar este efecto es la adición de bicarbonato de sodio (NaHCO3) al agua donde se van a cocer las legumbres.

• Las incrustaciones pueden obturar las conducciones y conexiones. Además de hacer menos eficiente hasta en un 90% los elementos de calefacción con una capa de 25 mm de carbonato de calcio (CaCO3)

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9 comentarios:

  1. no me quiere descargar la hoja de calculo la necesito con urgencia adrupta@misena.edu.co mi correo para que le hagan el gran favor que me la envien ...

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    1. Voy a hacer lo posible por rastrear tu ip y matarte. Morite forro de mierda. Cagaste cuando te encuentre pedazo de puto

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    2. Esos del sena son todos unos loquillos

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  2. el Bicarbonato de Sodio es NaHCO3, lo tienes todo mal

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  3. En serio no descarga el archivo

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  4. No me queda clara una cosa. Si yo obtengo una concentración total de calcio y magnesio, expreso eso en mg/L de CaCO3 o debo obtener solo la concentración del Calcio y expresarla en mg/L de CaCO3???

    Muchas gracias, me urge la respuesta : )

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  5. Por convención se usa mg/L CaCO3 debido a que se considera como si el Ca2+ estuviese en forma de CaCO3 (que es como normalmente se encuentra en aguas naturales). El Mg2+, como se comporta igual que el Ca2+ y esta junto con este en cantidades significativas en muestras de aguas naturales, también se mete al mismo saco del Ca2+.

    Saludos

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  6. el "sarro" no es el carbonato de calcio. El "sarro" del agua es el precipitado que se forma cuando el calcio/magnesio reacciona con el jabón del agua, lo que tú llamas "oleosos precipitados de sales magnésicas y cálcicas insolubles que se originan con el jabón". No tiene nada que ver con el carbonato de calcio (esto es otro precipitado diferente que se forma en las aguas duras al calentar).

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RESUMEN EJECUTIVO PLAN DE AHORRO DE ENERGIA 2011-2020