Manual de Determinación de Dureza de Agua

Determinación de Dureza de Agua con EDTA Objetivos: Al finalizar la practica el alumno será capaz de: 1. Conocer la aplicación del EDTA (complejometría) en la determinación de dureza en agua expresado en ppm de CaCO3. 2. Hacer el montaje, entender y aplicar las precauciones en el manejo de los reactivos y material (cristalería) 3. Determinar el contenido de CaCO3 en una o varias muestras de agua.

Marco teórico: Se denomina dureza del agua a la concentración de compuestos minerales que hay en una determinada cantidad de agua, en particular sal es de magnesio y calcio. El agua denominada comúnmente como “dura” tiene una elevada concentración de dichas sales y el agua “blanda” las contiene en muy mu y poca cantidad. Una alta concentración de estos minerales, es decir, si el agua es muy dura, afecta la capacidad de formación de espuma de los detergentes en contacto con el agua y representa una serie de problemas de incrustación en un equipo industrial y doméstico además de resultar nocivo consumo humano, de ahí la importancia de la determinación de la dureza del agua.

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Clasificación Clasificac ión de la dureza del agua

      ≤      <      ≤     <     ≤       <    ≤        >   (American Society of Agricultural Engineers & Water Quality Association, 2002)

Materiales a utilizar en la práctica              

Balanza analítica Beakers Bureta de 50 mL Espátula 4 matraces Erlenmeyer de 250 mL Matraz Erlenmeyer de 500 mL Matraz volumétrico de 1 L 2 matraces volumétrico de 100 mL Papel pH Piseta Pipeta de 10 mL Probeta de 100 mL Soporte universal Vidrio de reloj o papel manteca

Reactivos         

3 muestras de agua de grifo (50 mL), tomadas de diferentes z onas geográficas Muestra de agua purificada (200 mL) H2Od Indicador negro de eriocromo T Solución EDTA 0.01M Solución búfer a pH 10 de NH 3-NH4 Solución patrón de CaCO 3 regulada HCl concentrado Solución de HCl al 0.01 M

Procedimiento A. Preparación de soluciones 1. Solución estándar de EDTA 0.01M:  Pesar 3.723 g de la sal disódica dihidratada del ácido etilendiaminotetraacético grado reactivo. Disolver, en agua destilada y diluir a 1000 mL. Estandarizar contra una solución estándar de carbonato de calcio. 2. Solución estándar de carbonato de calcio: Pesar 1.000 g de  polvo de carbonato de calcio anhidro en un matraz Erlenmeyer de 500 mL. Agregar un embudo al cuello del matraz y agregar HCl (1:1) poco a poco, hasta que todo el carbonato de calcio se haya disuelto. Agregar 200 mL de agua destilada y llevar a ebullición  por algunos minutos para expulsar el dióxido de carbono. Enfriar, agregar unas gotas de indicador de rojo de metilo, y ajustar a un color naranja intermedio, agregando hidróxido de amonio 3 N o HCl (1:1), como sea necesario. Transferir cuantitativamente y diluir a 1000 mL con agua destilada; 1 mL es igual a 1.00 mg de carbonato de calcio.

3. Solución búfer a pH 10, NH 3-NH4Cl: Disolver 1.179 g de la sal disódica dihidratada de EDTA grado analítico y 644 mg de MgCl2∙6H2O en 50 mL de agua destilada. Agregar esta solución a 16.9 g de NH 4Cl y 143 mL de NH 4OH concentrado mezclando, y diluir a 250 mL con agua destilada para obtener la mayor exactitud, ajustar al equivalente exacto por medio de la adición apropiada de una pequeña cantidad de EDTA o MgCl 2. B. Titulación 1. Tomar la muestra de 50 mL de agua y colocarla en un matraz Erlenmeyer apropiado. 2. Agregar 2 mL de la solución amortiguadora. 3. Verificar con papel pH que la muestra se encuentre a pH 10. 4. Dado que una limitante del negro de eriocromo T es que sus disoluciones se descomponen lentamente cuando se almacenan, solo se agrega una pizca del indicador con la punta de la espátula a la muestra a valorar. 5. Valorar inmediatamente con la solución de EDTA 0.01 M,  previamente aforada en bureta de 50 mL, hasta viraje del indicador de rojo a azul. 6. Registrar gasto de solución EDTA y realizar los cálculos  pertinentes. 7. Repetir el procedimiento con las siguientes muestras de agua de grifo. Para la muestra de agua purificada de 200 mL, agregar 4 mL de solución amortiguadora, y seguir el procedimiento descrito anteriormente.

Cálculos y resultados La dureza del agua se expresa como ppm de CaCO 3. Vm  Volumen de la muestra analizada en L Vg  Volumen del gasto de solución EDTA en mL CEDTA  Concentración de la solución EDTA (0.01 M) PMCaCO3  Peso molecular del carbonato de calcio (100.088)

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Para responder: 1. ¿El EDTA reacciona 1:1 con todos los elementos? Explique. 2. Además del negro de eriocromo T, ¿qué otros indicadores se pueden utilizar en una valoración complejométrica? 3. ¿Beber agua dura tiene algún efecto positivo o negativo en nuestro cuerpo? 4. ¿Qué es ablandamiento de agua?

Referencias: American Society of Agricultural Engineers & Water Quality Association. (2002). Scale Deposits. Recuperado el 02 de noviembre de 2017, de Water Quality Association: https://www.wqa.org/learn-about-water/perceptible-issues/scale-deposits Figueroa, R. (25 de octubre de 2017). Preparación de solución patrón de EDTA. (C. Ferrera, A. N. García, J. D. Leva, P. Portillo, & C. N. Valladares, Entrevistadores) Christian, G. D. (2009). Reacciones y titulaciones complejométricas. En Química Analítica (págs. 742-744). México, D. F.: McGraw-Hill.