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 RESUMEN: Se determino la dureza del agua, usando como muestra agua 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 tampón de NH4OH . NH4Cl, se agrego indicador negro de eriocromo T y se valoro con la solución de EDTA previamente estandarizada, obteniendo una dureza total de 146,67mgCaCO3/L . Posteriormente se agrego a una alícuota de la muestra NaOH 2M e indicador murexida, se valoro con EDTA y se obtuvo que la dureza debida al Ca es 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 Estandarización Dureza total Dureza Calcio

VOLUMEN GASTADO(mL) 5,5 2,0 3,1

Concentración del CaCO3: CaCO3 (pesado)= 0,1234g 0.1234g x 1molCaCO3100gCaCO3 x 10.1L = 0.012M

Concentración del EDTA: 0.012molesCaCO31000mL x 10mLx 1molEDTA1molCaCO3 x 10.0055L = 0.022M Dureza Total: Se titulo una muestra de 30,0mL y no de 100,0mL como era el procedimiento. 2,0mL x 0.022molesEDTA1000mL x1molCaCO31molEDTA x 100gCaCO31molCaCO3 1000mg1g x 10.030L =

x

146,67mgCaCO3/L

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

Dureza debida al Calcio: Mm + HnY(4-n) ←→ MY(4 – m) + n H+ 3,1mL x 0.022molesEDTA1000mL x 1molCaCO31molEDTA x 100gCaCO31molCaCO3 x 1000mg1g x 10.1L = 68,2mgCaCO3/L Dureza debida al Magnesio: Dureza total Dureza Mg2+

=

dureza

Ca2+

+

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

ANALISIS Y DISCUSION DE RESULTADOS Los reactivos que forman complejos se utilizan ampliamente en la titulación de cationes, los mas empleados son los compuestos orgánicos que tienen varios grupos donadores de electrones capaces de formar numerosos enlaces covalentes con iones; el EDTA es un ligando hexadentado con seis posibles sitios posibles para unirse al ion metálico, cuatro grupos carboxílicos y dos grupos aminos cada uno con un par de electrones no compartidos1. El EDTA puede formar complejos entre pH 2 y 12 con mecanismos ligeramente

Donde M representa a un ion metálico de carga m. Así por ejemplo, a pH inferior a 6 predominará la especie con n=22. la dureza del agua puede ser determinada mediante una acomplejacion utilizando este compuesto y los indicadores metalocrómicos en sus rangos de pH de acción adecuados; el termino dureza se refiere al total de iones alcalinotérreos que hay en el agua; dado que la concentración de Ca2+ y Mg2+, de ordinario, es mucho mayor que la de otros iones la dureza total prácticamente es Ca2++Mg2+3. Durante la práctica al utilizar el procedimiento previsto por la guía no se obtuvo ninguna detección de iones metálicos en la muestra, dado que al agregar el indicador a la solución sin titular, esta se torno del color al que debía virar, en el caso de la dureza total, al azul-purpura , utilizando negro de eriocromo T; esto posiblemente ocurrió debido a que la solución no se encontraba al pH adecuado (a pesar de haber agregado la solución Buffer) y por esta razón el color del indicador libre que depende del pH4 no actuó de la manera debida, es decir tornando la solución rojo vinoso; por este motivo se uso un procedimiento alterno en donde se adiciono primero a la muestra HCl y

posteriormente se estandarizo con NaOH, teniendo así un pH de 7, a continuación se agrego la solución reguladora y el indicador, el cual coloro la solución del color esperado, indicando un pH optimo para titular con EDTA.

para próximas valoraciones; al virar la solución a purpura indica la finalización de la acomplejacion, es decir todos los iones de Ca2+ han sido atrapados por el EDTA formando un complejo octacoordinado.

Al iniciar la titulación con EDTA el indicador forma un complejo 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 color azul debido a el indicador libre5.

Para determinar el nivel de dureza del agua analizada se comparo el valor obtenido en la dureza total (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 tratada y se le agrego NaOH 2M, con la finalidad de aumentar el pH de la solución alrededor de 12, que es el ideal para trabajar con el indicador murexida6, posteriormente se titulo con EDTA observando el viraje de la solución, el cambio de color del indicador Murexida es difícil de reconocer al principio pero se debe tomar cuando nuevos agregados de reactivo no causan cambios de color7 aunque esto no se realizo es útil a tener en cuenta

dureza como CaCO3

Interpretación

75-150ppm

Agua poco dura

>300ppm

Agua muy dura

Observando que el agua analizada se encuentra en el nivel de agua dura; entre las consecuencias del agua dura se tienen: que deja depósitos sólidos o costras en las tuberías cuando se evapora, lo que puede llegar a obstruirlas; la dureza del agua es beneficiosa enagua de riego, porque los iones alcalinotérreos tienden a flocular (producir agregados) las partículas coloidales del suelo, y por consiguiente a aumentar la permeabilidad del suelo al gua; además no se teme que el agua dura sea perjudicial para la salud8. PREGUNTAS: 1. ¿Qué es un metalocrómico?

indicador

Un indicador metalocrómico es un colorante orgánico utilizado en las

valoraciones de acomplejacion para determinar o establecer el punto final de ese tipo de reacciones (titulaciones de iones metálicos con EDTA) debido a que ese indicador puede ser una base o un acido se caracteriza por formar complejos estables con cationes como el calcio y el magnesio de distinto color que presenta el indicador libre9. 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 qué 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 desplazan su equivalente de iones magnesio en este complejo coloreado con NET que es suficientemente estable para resistir hasta el punto de equivalencia de la titulación.

no se logro el pH adecuado para realizar estas acomplejaciones. Durante el proceso de valoración con EDTA, el uso del indicador adecuado, es determinante para llegar al punto final del la valoración. Es necesario tener en cuenta 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 solución tampón actúa como agente complejate auxiliar impidiendo la precipitación de los hidróxidos metálicos, al complejar los iones metálicos hasta que se le agrega EDTA a la solución. La dureza determinada se encuentra en el nivel de aguas duras, las cuales tienen claras ventajas y desventajas.

BIBLIOGRAFIA 1. http://www.pdfcoke.com/doc/46 7705/Formacion-decomplejos. Octubre 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 utilizar un procedimiento alternativo para la titulación con EDTA de las muestras debido a que

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

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

4. Harris d química analítica. 2ª ed. Editorial reverte S.A España; 2001, pág. 122,123, 280 5. http://www1.uprh.edu/royola/ Exp_Tit_EDTA_Ver_Corta.pdf . Octubre 28 de 2009. 6. Harris d química analítica. 2ª ed. Editorial reverte S.A España; 2001, pág. 122,123, 280 7. www.analitica.unlu.edu.ar/.../ TP8volumetriaporformaciond

ecomplejos.doc - . Octubre 27 de 2009. 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. 10.www.analitica.unlu.edu.ar/.../ TP8volumetriaporformaciond ecomplejos.doc - , Octubre 28 de 2009.