VOLUMETRIA CON FORMACION DE COMPLEJOS DETERMINACION DE LA DUREZA EN EL AGUA NATURAL

VOLUMETRIA CON FORMACION DE COMPLEJOS DETERMINACION DE LA DUREZA EN EL AGUA NATURAL

 YULI ESTEFANY  LOPEZ

07431 53

DIANA VANESSA MELO

07456 62

LUISA MARIA OSSA

074231 3

Facultad de Ciencias Naturales y Exactas, Departamento de Química, Universidad del Valle, Cali, Colombia Octubre 30 de 2009

determino ino la dureza dureza del agua, agua, usando usando como muestr muestra a agua agua RESUMEN: Se determ procedente de grifo, la muestra fue tratada con HCl y neutralizada con NaOH 1.0M, posteriormente fue llevada a un pH 10 al agregársele la solución solución tampón de NH4OH . NH4Cl, se agrego indicador negro de eriocromo T y se valoro con la solución solución de EDTA previamente previamente estandariza estandarizada, da, obteniendo una dureza total de Posteriormente nte se agrego a una alícuo alícuota ta de la muestra muestra 146,67mgCaCO3/L . Posteriorme NaOH 2M e indicador murexida, se valoro valoro con EDTA y se obtuvo que la dureza debida debida al Ca es de de 68,2mgCaCO3/L, restando estas dos concentraciones se encontro que la dureza debida al Mg es 78,47mgCaCO3/L . __________________________ _______________________________________ _________________________ _________________________ __________________________ ________________ ___ ________

DATOS, CALCULOS Y  RESULTADOS Tabla N°1. Corresponde a los volúmenes gastados de EDTA . SOLUCION VOLUMEN GASTADO(mL) Estandarización 5,5 Dureza total 2,0 Dureza Calcio 3,1

Concentración del CaCO3:

CaCO 3 (pesado)= 0,1234g 0.1234g x 1molCaCO3100gCaCO3 x 10.1L = 0.012M

Concentración del EDTA:

0.012molesCaCO31000mL x 10mLx 0.012molesCaCO31000mL 1molEDTA1molCaCO3 x 10.0055L = 0.022M Dureza Total:

Se titulo una muestra de 30,0mL y no de 100,0mL como era el procedimiento. 2,0m 2,0mL L x 0.02 0.022m 2mol oles esEDT EDTA1 A100 000m 0mL L x1molCaCO31molEDTA x 100gCaCO31molCaCO3 1000mg1g x 10.030L =

x

diferentes según el pH del medio. La ecuación general es:

146,67mgCaCO3/L Dureza debida al Calcio:

Mm + Hn Y  Y(4-n) 3,1mL x 0.022moles 0.022molesEDTA10 EDTA1000mL 00mL x 1molCaCO31molEDTA x 100gCaCO31molCaCO3 x 1000mg1g x 10.1L = 68,2mgCaCO3/L Dureza debida al Magnesio:

Dure ureza total Dureza Mg2+

=

dure ureza

Ca 2+

+

Por lo tanto: dureza Mg2+=146,6768,2mgCaCO3Lsln muestra =78,47mgCaCO3/L

ANALISIS Y DISCUSION DE RESULTADOS

Los reactivos que forman complejos se utilizan ampli pliamente en la tit titulac ulació ión n de catio atione nes, s, los los mas empl emplea eado dos s son son los los compu ompues esto tos s orgánicos que tienen varios grupos donadores donadores de electrones electrones capaces capaces de formar num numerosos enlaces covalentes con con iones; el EDTA es un ligand gando o hexadentado con seis posibles sitios posibles para unirse al ion metálico, cuat uatro grupo rupos s carbo carboxí xíli lico cos s y dos dos grupo grupos s amin aminos os cada uno con un par de electrones no compar compartid tidos os1. El EDT EDTA pued puede e formar complejos entre pH 2 y 12 con mecanis nismos ligeramente nte

←→

MY(4 – m) + n H+

Donde M repre presenta nta a un ion metálico de carga m. Así por ejemplo, a pH inferior a 6 predominará la especie con n=2 2. la dure durez za del del agua gua pued puede e ser ser determinada mediante una acom acomple pleja jaci cion on util utiliz izan ando do este este compue mpuest sto o y los los indi indica cado dore res s metalo metalocró crómic micos os en sus rangos rangos de pH de acción adecuados; el termino dureza se refiere al total de iones alcalinotérreos que hay en el agua; dado que la concent concentraci ración ón de Ca Ca 2+ y Mg2+, de ordin rdinar ario io,, es mucho ucho mayo mayorr que la la de otr otros os ione iones s la dure dureza za tota totall prá práctic ticament mente e es 3 Ca2++Mg2+ . Durant Dura nte e la prác prácti tica ca al util utiliz izar ar el proced procedimi imient ento o previst previsto o por la guía guía no se obtuvo ninguna detección de iones metálicos en la muestra, dado que que al agre agrega garr el indic indicad ador or a la solución sin titular, esta se torno del color al que debía virar, en el caso de la dureza total, al azul-purpura , util utiliz izan ando do negr negro o de erio eriocr crom omo o T; esto posiblemente ocurrió debido a que la solución no se encontraba al pH adec decuado uado (a pesa pesarr de habe haberr agrega agregado do la soluci solución ón Buffer Buffer)) y por esta esta razó razón n el colo colorr del del indi indica cado dorr 4 libre que depende del pH no actuó de la manera debid bida, es dec decir tornando la solución rojo vinoso; por este motivo se uso un procedimiento alterno en donde se adiciono primero a la muestra HCl y

posteriormen posteriormente te se estandarizo estandarizo con NaOH NaOH,, teni tenien endo do así así un pH de 7, a continuación se agrego la solución regula regulado dora ra y el indic indicad ador or,, el cual cual coloro la solución del color espera esperado, do, indica indicando ndo un pH optimo optimo para titular con EDTA.

para próximas valoraciones; al virar la solu soluc ción ión a purp purpur ura a indic ndica a la finalización de la acomplejacion, es deci decirr todo todos s los los ione iones s de Ca2+ han sido atrapados por el EDTA formando un complejo octacoordinado.

Al iniciar la titulación con EDTA el indi indica cado dorr form forma a un compl complej ejo o rojo rojo vinoso con el Mg +2, el cual es menos estable que el complejo Mg +2-EDTA, por lo que al agregar el EDTA como titulante inicialmente se compleja el Ca+2 y posteriormente el Mg +2 libre, seguido se produce el desplazamiento del Mg del complejo con el indicador, la solución se torna colo colorr azul azul debi debido do a el indi indica cado dorr 5 libre .

Para determinar el nivel de dureza del agua analiz analizada ada se comparo comparo el valo valorr obte obteni nido do en la durez dureza a tota totall (146,67mgCaCO3/L) con la siguiente tabla:

Ca+2 + Mg+2 + Buffer (pH 10) Ca+2 + Mg+2 +ENT [Ca-Mg--ENT]COMPLEJO PURPURA [Ca-Mg-ENT] + EDTA Mg-EDTA] + ENT COLO AZUL

[Ca-

Para la determinación de la dureza debida al Calcio se tomo una alícuota de la muestra previamente trat tratad ada a y se le agre agrego go NaOH NaOH 2M 2M,, con la finalidad de aumentar el pH de la solución alrededor de 12, que es el idea ideall para para trab trabaj ajar ar con el 6 indicador murexida , posteriormente se titulo titulo con EDTA observando observando el viraje de la solución, el cambio de colo colorr del del indi indica cado dorr Mu Mure rexi xida da es difícil difícil de reconocer reconocer al principio principio pero se debe tomar cuando nuevos agreg agregad ados os de reac reacti tivo vo no causa causan n cambios de color 7 aunque esto no se rea realizo izo es úti útil a tener ener en cuent uenta a

dureza como CaCO3

Interpretación

75-150ppm

Agua poco dura

>300ppm

Agua muy dura

Observando que el agua analizada se encu encuent entra ra en el nive nivell de agua agua dura; dura; entre entre las consec consecuenc uencias ias del agua gua dur dura se tienen: que dej deja depósit depósitos os sólido sólidos s o costra costras s en las tuberías cuando se evapora, lo que puede llegar a obstruirlas; la dureza del agua agua es beneficios beneficiosa a enagua de riego, porque los iones alcali alcalinot notérr érreos eos tienden tienden a flocul flocular ar (producir (producir agregados) agregados) las partículas partículas coloidales del suelo, y por consiguiente a aumentar la perm permea eabi bili lida dad d del del suel suelo o al gua; gua; adem además ás no se teme teme que que el agua agua dura sea perjudicial para la salud 8. PREGUNTAS:

1. ¿Qué es un metalocrómico?

indicador

Un indica indicador dor metalo metalocró crómic mico o es un color colorant ante e orgáni orgánico co utiliz utilizado ado en las

valoraciones de acomplejacion para dete determ rmina inarr o estab estable lece cerr el punto punto fina inal de ese ese tipo ipo de rea reaccio ciones nes (titulaciones de iones metálicos con EDTA) EDTA) debido debido a que ese indicado indicadorr puede ser una base o un acido se cara caract cter eriz iza a por por form formar ar comp comple lejo jos s estables con cationes como el calcio y el magnesio de distinto color que presenta el indicador libre 9. 2. ¿Cuál es la estructura del complejo Mg-AEDT? La estructura es la siguiente donde se observa como el EDTA envuelve o captura al catión metálico.

3. ¿Por q ué se adiciona MgCl2.6H2O en la preparación de EDTA? El cloruro de magnesio se agrega a la solución de EDTA para mejorar el viraje del indicador Negro de Eriocromo T. Los iones Ca +2 despla desplazan zan su equival equivalent ente e de iones iones magnesio en este complejo coloreado con NET que es suficientemente estable para resistir hasta el punto de equivalencia de la titulación.

no se logr logro o el pH adec adecua uado do para para realizar estas acomplejaciones. Durante Durante el proces proceso o de valora valoració ción n con EDTA, DTA, el uso uso del del indi indic cador dor adec adecua uado do,, es deter determi mina nant nte e para para llegar al punto final del la valo valora raci ción ón.. Es nece necesa sari rio o tener tener en cuent enta que la mayoría de los indicadores metalocromicos también son indicadores ácido-base, por lo que es necesario medir el pH al cual transcurre la reacción. La solu soluci ción ón tamp tampón ón actú actúa a como como agente complejate auxiliar impidie impidiendo ndo la precipi precipitac tación ión de los hidróx hidróxido idos s metáli metálico cos, s, al comple complejar jar los iones metálicos hasta que se le agrega EDTA a la solución. La dureza determinada se encu encue entra ntra en el niv nivel de aguas guas dura duras, s, las las cuale uales s tiene ienen n clara laras s ventajas y desventajas.

BIBLIOGRAFIA

1. http://www.scribd.com/doc/46 7705/Formacion-decomplejos.. complejos Octu Octubr bre e 26 de 2009.

CONCLUSIONES

La dureza total del agua está determinada por la suma de todos los metales alcalinos y sus derivados presentes en la muestra. Se debió debió utiliz utilizar ar un proced procedimi imient ento o alte alterna rnati tivo vo para para la titu titula laci ción ón con con EDTA de las muestras debido a que

2. www.analitica.unlu.edu.ar/.../  TP8volumetriaporformaciond ecomplejos.doc - . Octubre 27 de 2009.

3. Harris Harris d químic química a analít analítica ica.. 2ª ed. Edi Editorial reverte S.A S.A España; 2001, pág. 122,123, 280

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8. http://www1.uprh.edu/royola/ Exp_Tit_EDTA_Ver_Corta.pdf  . Octubre 28 de 2009. 9. http://es.answers.yahoo.com/ question/index? qid=20080228132354AA4Qo Gy.. Octubre 28 de 2009. Gy 10. www.analitica.unlu.edu.ar/.../  TP8volumetriaporformaciond ecomplejos.doc - , Octubre 28 de 2009.