DETERMINACIÓN DE LA DUREZA DEL AGUA POR COMPLEXOMETRÍA UTILIZANDO EDTA Y EL INDICADOR NET

UNIVERSIDAD CATÓLICA ANDRÉS BELLO

DEPARTAMENTO DE QUÍMICA

LABORATORIO DE QUÍMICA 

Sección: 002 ; NRC: 15248

Autores: Natasha Camacho C.I: 28155888  -  Isabella Piccoli C.I : 28067492

DETERMINACIÓN DE LA DUREZA DEL AGUA POR COMPLEXOMETRÍA UTILIZANDO EDTA Y EL INDICADOR NET

1- INTRODUCCIÓN GENERAL

El agua es una sustancia que no posee una forma químicamente pura, ya que, en su ciclo hidrológico ella disuelve, absorbe, almacena y arrastra minerales, gases, compuestos orgánicos, vegetales y microorganismos que le confieren características muy peculiares. La calidad del agua depende de la mayor o menor concentración de esas sustancias extrañas a su composición.

El agua es un disolvente que puede disolver con facilidad a una gran diversidad de compuestos químicos, la concentración de los contaminantes puede llegar a niveles intolerables para los requerimientos del agua, de manera que se hace imprescindible aplicar tratamientos correctivos con el objetivo de modificar su carácter químico, sus propiedades tanto físicas como sanitarias para permitir darle un uso apropiado. Para cada una de las aplicaciones es necesaria una calidad adecuada del agua en cuanto la concentración de especies disueltas. Para el consumo el agua debe ser adecuada, para ello se le somete a una serie de procesos que la condicionan.

El agua para el consumo deberá ser higiénicamente segura, tener oxígeno disuelto y contener en disolución pequeñas cantidades de algunas sales (no mayor de 0.25g/l) que son de suma importancia para la salud.  Por otra parte las aguas empleadas en calderas deben estar exentas de iones metálicos para impedir la formación de incrustaciones. De ello radica la importancia del análisis de las aguas. Los métodos de análisis de agua pueden clasificarse en específicos y no específicos, en el primero se determina la cantidad de un contaminante específico: plomo, mercurio o fosfato, por ejemplo. Los métodos no específicos tratan de evaluar las propiedades generales de las aguas, como puede ser: color, olor, pH, turbidez, cantidad de sólidos suspendidos, demanda química y bioquímica de oxígeno y la dureza del agua.   Esta última propiedad es la que se evaluará en la práctica.

Se llama  dureza del agua a la concentración de compuestos minerales que existen  en una cantidad de agua definida , en específico sales de calcio y magnesio. El agua llamada normalmente como “dura” tiene una alta concentración de estas sales y el agua “blanda” las contiene en muy poca cantidad.

La dureza del agua se expresa comúnmente como cantidad equivalente de carbonato de calcio (aunque propiamente esta sal no se encuentre en el agua) y se calcula, genéricamente, a través de la suma de las concentraciones de calcio y magnesio existentes (miligramos) por cada litro de agua; que puede expresarse en concentración de CaCO3. Es decir:

Dureza (mg/l de CaCO3) = 2,50 [Ca++] + 4,116 [Mg++].

Dónde:

1.    [Ca++]: Concentración de ión Ca++ expresado en mg/l.

2.    [Mg++]: Concentración de ión Mg++ expresado en mg/l.

Los coeficientes se obtienen de las proporciones entre la masa molecular del CaCO3 y las masas atómicas respectivas: 100/40 (para el Ca++); y 100/24,3 (para el Mg++).

Por lo general, existen varios métodos para eliminar la dureza del agua, ya sea por métodos físicos, como calentamiento u ósmosis inversa o métodos químicos siendo el intercambio de calcio y magnesio.

Para determinar qué método se puede usar para saber la dureza del agua dependerá de si es dureza permanente o es dureza temporal. la dureza del agua permanente se podría hacer de dos maneras; por destilación (siendo un proceso energéticamente poco favorable) y por la utilización de resinas de iones (estructura tridimensional que se compensa con iones que existen en el interior de la estructura y son intercambiables).  Es un proceso conocido como la descalcificación del agua, estas resinas retienen los metales alcalinotérreos (Ca2+ y Mg2+) a cambio de ceder otros elementos como sodio (Na+), potasio (K+) o hidrógeno (H+). De ser dureza temporal bastará con calentar el agua hasta alcanzar el punto de ebullición, precipitándose así el carbonato de calcio (CaCO3) y el hidróxido de magnesio (Mg(OH)2), luego, se hace una filtración para que los iones de disolución desaparezcan y disminuya considerablemente la dureza del agua.

Tabla 1: Denominación de la la dureza del agua según la cantidad de ppm CaCO3 contenida en ella 

[pic 1]

La forma más común de medir la dureza de las aguas es por titulación con EDTA. Este agente quelante permite valorar conjuntamente el Ca2+ y Mg2+(a pH=10) o solo el Ca2+  (a pH=12), por los complejos que forma con dichos cationes. El ácido etilendiaminotetracético (EDTA), se emplea como titulante de esta experiencia, siendo capaz de reaccionar con los iones Ca+2 formando el quelato correspondiente.

(1)[pic 2]

El objetivo general de la práctica es determinar la dureza de muestras de agua de diferentes orígenes.

2- PARTE EXPERIMENTAL

Descripción del proceso:

Primero se toma 50 mL de agua del grifo y se transfiere a un erlenmeyer de 250mL, se adicionan de 3 a 4 mL de solución buffer pH 10 y agregamos una pizca del indicador Negro de Eriocromo T (NET). Luego se titula con una solución de EDTA: 0.01M hasta el punto final, el momento en que el indicador cambia de rojo a azul claro. Se anota el volumen de EDTA consumido. 

Se Realiza los experimentos por triplicado con resultados concordantes y se repite el procedimiento con una muestra de agua desconocida dada por el profesor.

Tabla 2: Volumen de EDTA de cada titulación de agua de chorro y agua de pozo, valores obtenidos como resultado de la práctica realizada en el laboratorio.

 Tabla 3: Constantes físicas y toxicidades

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