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

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VOLUMETRIA CON FORMACION DE COMPLEJOS

VOLUMETRIA CON FORMACION DE COMPLEJOS

DETERMINACION DE LA DUREZA EN EL AGUA NATURAL

DETERMINACION DE LA DUREZA EN EL AGUA NATURAL

 YULI  YULI ESTEFANY  ESTEFANY  LOPEZ LOPEZ 07431 07431 53 53 DIANA DIANA VANESSA VANESSA MELO MELO 07456 07456 62 62 LUISA LUISA MARIA MARIA OSSA OSSA 074231 074231 3 3

Facultad de Ciencias Naturales y Exactas, Departamento de Química, Facultad de Ciencias Naturales y Exactas, Departamento de Química,

Universidad del Valle, Cali, Colombia Universidad del Valle, Cali, Colombia

Octubre 30 de 2009 Octubre 30 de 2009 RESUMEN

RESUMEN: : Se Se detdetermermino la ino la durdureza del eza del aguaagua, , usausando como ndo como muemuestrstra a aguaguaa procedente de grifo, la muestra fue tratada con HCl y neutralizada con NaOH procedente de grifo, la muestra fue tratada con HCl y neutralizada con NaOH 1.0M, posteriormente fue

1.0M, posteriormente fue llevada a un pH 10 llevada a un pH 10 al agregársele la soal agregársele la solución tampónlución tampón de NH

de NH44OH . NHOH . NH44Cl, se agrego indicador negro de eriocromo T y se valoro con laCl, se agrego indicador negro de eriocromo T y se valoro con la

soluc

solución de ión de EDTA previamentEDTA previamente e estanestandarizadarizada, obteniendo una da, obteniendo una dureza total dedureza total de 146,67mgCaCO

146,67mgCaCO33/L/L . Poster. Posteriormeiormente se agrego a una ante se agrego a una alícuolícuota de ta de la muesla muestratra NaOH 2M e

NaOH 2M e indicador murexida, se vaindicador murexida, se valoro con EDTA loro con EDTA y se obtuvo que y se obtuvo que la durezala dureza debi

debida da al al Ca Ca es des dee 68,2mgCaCO68,2mgCaCO33/L,/L, restando estas dos concentraciones serestando estas dos concentraciones se encontro que la dureza debida al Mg es 78,47mgCaCO3/L

encontro que la dureza debida al Mg es 78,47mgCaCO3/L .. _____________

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ________

________

DATOS, CALCULOS Y  DATOS, CALCULOS Y 

RESULTADOS RESULTADOS Tabla N°1.

Tabla N°1.

Corresponde a los volúmenes gastados Corresponde a los volúmenes gastados de EDTA . de EDTA . SOLUCION VOLUMEN SOLUCION VOLUMEN GASTADO(mL) GASTADO(mL) Estandarización 5,5 Estandarización 5,5 D

Duurreezza a ttoottaall 22,,00 D

Duurreezza a CCaallcciioo 33,,11

Concentración del CaCO Concentración del CaCO33::

CaCO

CaCO33 (pesado)= 0,1234g(pesado)= 0,1234g

0.1234g x 1molCaCO3100gCaCO3 x 0.1234g x 1molCaCO3100gCaCO3 x 10.1L =

10.1L = 0.012M0.012M

Concentración

Concentración del del EDTA:EDTA:

0.012molesCaCO310 0.012molesCaCO31000mL x 00mL x 10mLx10mLx 1molEDTA1molCaCO3 x 10.0055L = 1molEDTA1molCaCO3 x 10.0055L = 0.022M 0.022M Dureza Total: Dureza Total:

Se titulo una muestra de 30,0mL y Se titulo una muestra de 30,0mL y n

no o dde e 110000,,00mmL L ccoommo o eerra a eell procedimiento.

procedimiento. 2,

2,0m0mL L x x 0.0.02022m2mololesesEDTEDTA1A100000m0mLL x1molCaCO31molEDTA x x1molCaCO31molEDTA x 100gCaCO31molCaCO3 x 100gCaCO31molCaCO3 x 1000mg1g x 10.030L = 1000mg1g x 10.030L =

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146,67mgCaCO 146,67mgCaCO33/L/L

Dureza debida al Calcio: Dureza debida al Calcio: 3,1mL x

3,1mL x 0.0220.022molesmolesEDTA10EDTA1000mL 00mL xx

1molCaCO31molEDTA x 1molCaCO31molEDTA x 100gCaCO31molCaCO3 x 100gCaCO31molCaCO3 x 1 1000000mmgg11g g x x 1100..11L L == 68,2mgCaCO 68,2mgCaCO33/L/L

Dureza debida al Magnesio: Dureza debida al Magnesio: D

Durureezza a ttoottaal l = = ddurureezza a CCaa2+2+ ++ Dureza Mg Dureza Mg2+2+ Por lo tanto: Por lo tanto: d duurreezza a MMgg22++==114466,,667 7--68,2mgCaCO3Lsln muestra 68,2mgCaCO3Lsln muestra =78,47mgCaCO3/L =78,47mgCaCO3/L ANALISIS Y DISCUSION DE ANALISIS Y DISCUSION DE RESULTADOS RESULTADOS

Los reactivos que forman complejos Los reactivos que forman complejos sse e uuttiilliizzaan n aammplpliiaammeenntte e een n llaa ti

tittululacacióión n de de ccatatioionenes, s, lolos s mmasas em

emplpleaeadodos s soson n lolos s ccomompupuesestotoss orgánicos que tienen varios grupos orgánicos que tienen varios grupos donado

donadores res de de electelectrones rones capacapacesces d

de e ffoorrmmaar r nunummeerroossoos s eennllaacceess covalentes c

covalentes con iones; on iones; el EDTA el EDTA es unes un lliigagandndo o hheexxaaddeennttaado do ccoon n sseeiiss posibles sitios posibles para unirse posibles sitios posibles para unirse a

al l iioon n mmeettáálliiccoo, , ccuauattrro o ggrurupoposs ca

carborboxíxílilicocos s y y dodos s grugrupopos s amamininosos cada uno con un par de electrones cada uno con un par de electrones no

no comcomparpartidtidosos11.. El El EDEDTTA A pupuededee

formar complejos entre pH 2 y 12 formar complejos entre pH 2 y 12 c

coon n mmeeccaaninissmmoos s lliiggeerraammeentntee

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

ecuación general es: M

Mmm + + HH n

n Y Y(4-n)(4-n) ←←→→ MYMY(4 – m)(4 – m) + n H+ n H++

D

Doonnde de M M rreeprpreesseentnta a a a un un iioonn m

meettáálliicco o dde e ccaarrgga a mm. . AAssí í ppoorr e

ejjeemmpplloo, , a a ppH H iinnffeerriioor r a a 66 predominará la especie con n=2 predominará la especie con n=222..

la

la dudurerezza a dedel l aagugua a pupuedede e seserr d

deetteerrmmiinnaadda a memeddiiaanntte e uunnaa ac

acomompleplejajacicion on ututililizizanando do esestete c

coompmpueueststo o y y lolos s inindidicacadodoreress met

metaloalocrócrómicmicos os en en sus sus ranrangos gos dede pH de acción adecuados; el termino pH de acción adecuados; el termino dureza se refiere al total de iones dureza se refiere al total de iones alcalinotérreos que hay en el agua; alcalinotérreos que hay en el agua; dado

dado que que la cla concentoncentraciración de Cón de Caa2+2+

y

y MgMg2+2+, , de de oordrdininararioio, , es es mmucuchoho

ma

mayoyor que lr que la de oa de otrtros ioos ionenes s lala du

durereza za tototatal l prpráácctiticcaamementnte e eses Ca2++Mg2+

Ca2++Mg2+33..

Du

Durarantnte e la la prprácáctitica ca al al ututililizizar ar elel pro

procedcedimiimientento o prevprevististo o por por la la guíguíaa no se obtuvo ninguna detección de no se obtuvo ninguna detección de iones metálicos en la muestra, dado iones metálicos en la muestra, dado qu

que al age al agreregagar el indr el indicicadador a or a lala solución sin titular, esta se torno del solución sin titular, esta se torno del color al que debía virar, en el caso color al que debía virar, en el caso de la dureza total, al azul-purpura , de la dureza total, al azul-purpura , ut

utililizizanando do nenegrgro o de de ererioiocrcromomo o T;T; esto posiblemente ocurrió debido a esto posiblemente ocurrió debido a que la solución no se encontraba al que la solución no se encontraba al pH

pH aadedeccuauado do (a (a pepesasar r de de hahabeberr agr

agregaegado do la la solsoluciución ón BufBufferfer) ) y y porpor es

esta ta rarazózón n el el cocololor r dedel l inindidicacadodorr libre que depende del pH

libre que depende del pH44 no actuóno actuó

d

de e lla a mmaanneera ra ddeebibiddaa, , ees s dedecciirr tornando la solución rojo vinoso; por tornando la solución rojo vinoso; por e

esstte e mmoottiivvo o sse e uusso o uunn procedimiento alterno en donde se procedimiento alterno en donde se adiciono primero a la muestra HCl y adiciono primero a la muestra HCl y

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poster

posteriormeniormente te se se estandestandarizo conarizo con Na

NaOHOH, , teteninienendo do asasí í un un pH de pH de 7, a7, a continuación se agrego la solución continuación se agrego la solución reg

regulauladodora ra y y el el indindicicadadoror, , el el cucualal c

coolloorro o lla a ssoolluucciióón n ddeel l ccoolloorr esp

esperaerado, do, indindicaicando ndo un un pH pH optoptimoimo para titular con EDTA.

para titular con EDTA.

Al iniciar la titulación con EDTA el Al iniciar la titulación con EDTA el in

indidicacadodor r foformrma a un un cocomplmplejejo o rorojojo vinoso con el Mg

vinoso con el Mg+2+2, el cual es menos, el cual es menos

estable que el complejo Mg

estable que el complejo Mg+2+2-EDTA,-EDTA,

por lo que al agregar el EDTA como por lo que al agregar el EDTA como titulante inicialmente se compleja el titulante inicialmente se compleja el Ca

Ca+2+2 y posteriormente el Mgy posteriormente el Mg+2+2 libre,libre,

sseegguuiiddo o sse e pprroodduucce e eell desplazamiento del Mg del complejo desplazamiento del Mg del complejo con el indicador, la solución se torna con el indicador, la solución se torna co

cololor r azazul ul dedebibido do a a el el inindidicacadodorr libre libre55.. Ca Ca+2+2 + Mg+ Mg+2+2 + Buffer (pH 10)+ Buffer (pH 10) Ca Ca+2+2 + Mg+ Mg+2+2 +ENT+ENT [Ca-Mg--ENT]

[Ca-Mg--ENT]COMPLEJO PURPURACOMPLEJO PURPURA

[Ca-Mg-ENT]

[Ca-Mg-ENT] + + EDTA EDTA [Ca- [Ca-Mg-EDTA] + ENT

Mg-EDTA] + ENT COLO AZULCOLO AZUL

Para la determinación de la dureza Para la determinación de la dureza d

deebbiidda a aal l CCaallcciio o sse e ttoommo o uunnaa alícuota de la muestra previamente alícuota de la muestra previamente tr

tratatadada a y y se se le le agagrerego go NaNaOH OH 2M2M,, con la finalidad de aumentar el pH con la finalidad de aumentar el pH de la solución alrededor de 12, que de la solución alrededor de 12, que es

es el el idideaeal l papara ra trtrababajajar ar ccon on elel indicador murexida

indicador murexida66, posteriormente, posteriormente

se

se titultitulo o con con EDTA EDTA observobservando ando elel viraje de la solución, el cambio de viraje de la solución, el cambio de co

cololor r dedel l inindidicacadodor r MuMurerexixida da eses difíc

difícil de il de reconoreconocer al cer al principrincipio peropio pero sse e ddeebe be ttoommaar r ccuuaanndo do nnuueevvooss ag

agregregadados os de de rereacactitivo vo no no cacausausann cambios de color

cambios de color77 aunque esto no seaunque esto no se

re

reaallizizo o es es útútiil l a a ttenener er en en ccueuentntaa

para próximas valoraciones; al virar para próximas valoraciones; al virar la

la sosoluluccióión n a a pupurprpurura a iindndicica a lala finalización de la acomplejacion, es finalización de la acomplejacion, es de

decicir r totododos s lolos s ioionenes s de de CaCa2+2+ hanhan

ssiiddo o aattrraappaaddoos s ppoor r eel l EEDDTTAA ffoorrmmaannddo o un un ccoommpplleejjoo octacoordinado.

octacoordinado.

Para determinar el nivel de dureza Para determinar el nivel de dureza del agua

del agua anaanalizlizada se ada se comcomparo elparo el va

valolor r obobteteninido do en en la la dudurezreza a tototatall (146,67mgCaCO

(146,67mgCaCO33/L) con la siguiente/L) con la siguiente

tabla: tabla: dureza como dureza como CaCO CaCO33 Interpretación Interpretación 7 755--115500ppppmm AgAguua a ppoocco o dduurraa > >330000ppppmm AgAguua a mmuuy y dduurraa Observando que el agua analizada Observando que el agua analizada se

se enencucuententra ra en en el el ninivevel l de de agaguaua dura

dura; ; ententre re las las conconsecsecuencuencias ias deldel a

agugua a dudurra a sse e ttiieenneenn: : qque ue dedejjaa depó

depósitsitos sóos sólidolidos s o coso costratras en lass en las tuberías cuando se evapora, lo que tuberías cuando se evapora, lo que puede llegar a obstruirlas; la dureza puede llegar a obstruirlas; la dureza del a

del agua es gua es benefibeneficiosciosa a enagua enagua dede rriieeggoo, , ppoorrqquue e lloos s iioonneess alc

alcalialinotnotérrérreos eos tietienden nden a a flofloculcularar (produc

(producir ir agregaagregados) dos) las las partípartículasculas c

coollooiiddaallees s ddeel l ssuueelloo, , y y ppoorr c

coonnssiigguuiieenntte e a a aauummeennttaar r llaa pe

permrmeaeabibililidadad d dedel l susuelelo o al al gugua;a; ad

adememás ás no no se se teteme me quque e el el agaguaua dura sea perjudicial para la salud dura sea perjudicial para la salud88..

PREGUNTAS: PREGUNTAS:

1

1.. ¿¿QQuué é ees s un un iinnddiiccaaddoorr metalocrómico?

metalocrómico? Un

Un indindicaicador dor metmetaloalocrócrómicmico o es es unun co

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valoraciones de acomplejacion para valoraciones de acomplejacion para de

detetermrminainar r o o estestabablelececer r el el punpuntoto ffininaal l de de esese e ttipipo o de de rereaaccciciooneness (titulaciones de iones metálicos con (titulaciones de iones metálicos con EDT

EDTA) A) debidebido do a a que que ese indicese indicadoadorr puede ser una base o un acido se puede ser una base o un acido se ca

cararactctereriziza a popor r foformrmar ar cocompmplelejojoss estables con cationes como el calcio estables con cationes como el calcio y el magnesio de distinto color que y el magnesio de distinto color que presenta el indicador libre

presenta el indicador libre99..

2

2.. ¿¿CCuuáál l ees s lla a eessttrruuccttuurra a ddeell complejo Mg-AEDT?

complejo Mg-AEDT?

La estructura es la siguiente donde La estructura es la siguiente donde se observa como el EDTA envuelve se observa como el EDTA envuelve o captura al catión metálico.

o captura al catión metálico.

3

3.. ¿¿PPoor r qquué é sse e aaddiicciioonnaa MgCl

MgCl22.6H.6H22O en la preparaciónO en la preparación

de EDTA? de EDTA?

El cloruro de magnesio se agrega a El cloruro de magnesio se agrega a la solución de EDTA para mejorar el la solución de EDTA para mejorar el v

viirraajje e ddeel l iinnddiiccaaddoor r NNeeggrro o ddee E

Erriiooccrroommo o TT. . LLoos s iioonnees s CCaa+2+2

des

desplaplazan zan su su equiequivalvalentente e de de ionioneses m

maaggnneessiio o een n eesstte e ccoommpplleejjoo c

coolloorreeaaddo o ccoon n NNEET T qquue e eess suficientemente estable para resistir suficientemente estable para resistir hasta el punto de equivalencia de la hasta el punto de equivalencia de la titulación.

titulación.

CONCLUSIONES CONCLUSIONES L

La a dduurreezza a ttoottaal l ddeel l aagguua a eessttáá determinada por la suma de todos determinada por la suma de todos lloos s mmeettaallees s allca caalliinnoos s y y ssuuss derivados presentes en la muestra. derivados presentes en la muestra. Se

Se debdebió ió utiutilizlizar ar un un proprocedcedimiimiententoo al

alteternarnatitivo vo papara ra la la tititutulalacición ón coconn EDTA de las muestras debido a que EDTA de las muestras debido a que

no

no se se lologrgro o el el pH pH adadececuauado do paparara realizar estas acomplejaciones.

realizar estas acomplejaciones. Dura

Durante nte el el proprocesceso o de de valvaloraoracióciónn c

coon n EEDTDTA, A, el el ususo o dedel l inindidiccaadodorr ad

adececuauadodo, , es es detdeterermiminanantnte e paparara lllleeggaar r aal l ppuunntto o ffiinnaal l ddeel l llaa va

valoloraraciciónón. . Es Es nenececesasaririo o tetener ner enen c

cuuenentta a qque ue lla a mmaayyoorríía a de de llooss iinnddiiccaaddoorrees s mmeettaallooccrroommiiccooss también son indicadores ácido-base, también son indicadores ácido-base, por lo que es necesario medir el pH por lo que es necesario medir el pH al cual transcurre la

al cual transcurre la reacción.reacción. La

La sosolulucición ón tatampmpón ón acactútúa a cocomomo a

aggeenntte e ccoommpplleejjaatte e aauuxxiilliiaarr imp

impidieidiendo ndo la la precprecipiipitactación ión de de loslos hid

hidróxróxidoidos s metmetáliálicocos, s, al al comcompleplejarjar los iones metálicos hasta que se le los iones metálicos hasta que se le agrega EDTA a la solución.

agrega EDTA a la solución. L

La a dduurreezza a ddeetteerrmmiinnaadda a ssee en

encucueentntra ra en en eel l ninivvel el dde e aaguguasas du

duraras, s, lalas s ccuaualeles s ttieienenen n cclalararass ventajas y desventajas. ventajas y desventajas. BIBLIOGRAFIA BIBLIOGRAFIA 1. 1. http://www.scribd.com/doc/46http://www.scribd.com/doc/46 7705/Formacion-de-complejos

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ecomplejos.doc - . Octubre 27Octubre 27 de 2009.

de 2009.

3.

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(5)

4.

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