TEMA: Determinación de dureza en agua. OBJETIVO Determinar la dureza total de la muestra de agua de laboratorio, aplicando principios de volumetría volumetría complejo métrica. Determinar la dureza cálcica y magnésica de la muestra de agua. •
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INTRODUCCIÓN La dureza es una propiedad química del agua que está determinada por el contenido de carbonatos, bicarbonatos, bicarbonatos, cloruros, sulfatos, nitratos de calcio y magnesio, estos generan sedimentaciones en las tuberías taponándolas, pero esta dureza es temporal y se puede eliminar por ebullición y esto al mismo tiempo esteriliza el agua. Debido al contenido de estas sustancias el agua puede ser clasificada como blanda, semidura, dura y muy duras. Los iones de calcio y magnesio son las principales causas de la dureza en agua, aunque el !ierro, aluminio, manganeso, estroncio son capaces de producir el mismo efecto. La dureza total del agua es definida como la cantidad de calcio y magnesio presente y se e"presa en unidades unidades de ppm #a#$%. &l método utilizado en este e"perimento para determinar la dureza del agua es el método de titulación complejo métrico de &D'(, esta especie posee ) átomos donantes y es !e"ad !e"aden entad tado. o. *eacci *eacciona ona con muc!os muc!os iones iones metáli metálico coss para para formar formar comple complejos jos estables. La forma usual de &D'( es como sal di sódica, +a-, durante la reacción se produce el ión !idronio, por lo que se requiere el uso de un amortiguador porque los iones del calcio y magnesio pueden ser titulados a p- altos para formar complejos estables y para el buen funcionamiento del indicador. Los indicadores usados para el &D'( se llaman indicadores metalcrómicos y son tintes orgánicos débilmente ácidos. &stos indicadores incluyen/ +egro de &riocromo ' 0&1'2, #alver y #almagita. 3eg4n procede la titulación, el &D'( &D'( remueve los iones metálicos del complejo con el indicador en el punto de equivalencia y la solución cambia de color al formarse el complejo quelado.
MATERIAE! " REACTIVO! Materia#e$ 5iseta 1ureta 5era 5robeta 3oporte universal &rlenmeyer p- metro &spátula 5ipetas volumétricas • • • • • • • • •
Reacti%&$ (gua destilada (gua mineral 6ure"ida 7cido sulf4rico 8,8 + -idró"ido de 3odio 0+a$-2 3olución &D'( estandarizada +egro de ericromo ' 3olución buffer p- 98 • • • • • • • •
'ROCEDIMIENTO: 9. . %. ;. <. ). =.
6edir 98 ml de muestra y :8 mL de agua destilada en una probeta, posteriormente colocarla en el &rlenmeyer. 6edir el p- inicial. (dicionar de 9 mL a mL de solución 1uffer con un p- 98 para que la solución inicial se estandarice a un p- ácido y medir el p- en el p- metro. (gregar una pizca de indicador de +egro de &riocromo ' 0+&'2, en este punto nuestra solución tendrá un color berenjena. 'itular con &D'( !asta observar el cambio a color azul. Determinar el gasto de la bureta del &D'(. *ealizar los cálculos correspondientes en cuanto a la dureza total, dureza cálcica y dureza magnésica de la muestra.
RECOMENDACIONE! 9. 3i se quiere tener un mínimo porcentaje de error se recomienda usar correctamente los instrumentos de medición volumétrica, en especial la bureta, ya que es necesario que se lave y se elimine todo factor químico o físico que altere el resultado final. . (segurarse de mezclar bien las disoluciones para que puedan reaccionar todos los elementos presentes en la muestra. %. 5ara poder identificar de mejor manera el color de la disolución cuando se dé el viraje lo adecuado es no poner e"ceso del indicador. ;. (l momento de realizar la titulación abrir cuidadosamente la llave de la bureta para que la titulación se dé correctamente. <. 3e debe colocar unos 8,< g apro"imadamente de +&' para que el color que deseamos en este caso berenjena sea el e"acto y de esta forma podamos titular de una forma correcta. ). La parte de soluciones que sobraron del e"perimento deberán ser colocadas en envases separados e identificadas.
RE!UTADO! E('ERIMENTAE!: Ca)* * Na)+)" Beren,ena
Datos:
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V mue$tra de agua: 98 mL V agua de$ti#ada: :8 mL -EDTA/ 8,89%<; V EDTA ga$tad&: 9,< mL
Ca+)" * )Na Azu#
Cálculos:
Dureza t&ta# /
[ EDTA ]∗[ V ( EDTA )]∗ PM ( CaCO 3 )∗ 1000 V ( muestra )
( 0,01354 )∗( 1.5 )∗(100 )∗1000 Dureza t&ta# / ( 100 )
Dureza t&ta# / 8,%9 mg>L #a#
%$[ EDTA ]∗[ V ( EDTA ) ]∗ PM ( CaCO 3 )∗1000 Dureza Ca / V ( muestra ) )*
Dureza Ca
)*
( 0,01354 )∗( 1 )∗(100)∗1000 / ( 100 )
Dureza Ca )* / 9%,<; mg>L #a#$% •
Dureza Mg)* / Dureza total ? Dureza #a @ Dureza Mg)* / 8,%9 mg>L #a#$ % 0 9%,<; mg>L #a#$% Dureza Mg)* / ),== mg>L #a#
%$DI!CU!IÓN &n la determinación de la dureza del agua se realizó una titulación complejo métrica a partir de una solución de &D'( y además se utilizó la siguiente tabla de dureza del agua para verificar que las concentraciones sean las reglamentadas en base a normas (5-(.
5or consiguiente, con los resultados obtenidos anteriormente en los cálculos pudimos constatar que el agua mineral 0muestra2 tiene una dureza 8,%9 mg>L #a#$ %, lo que la ubica en el grupo de las aguas suaves. -aciendo la comparación con otro grupo de laboratorio el cual utilizó como muestra el agua residencial, podemos constatar que el tipo de agua que presenta se le ubica de igual forma en el grupo de aguas suaves por poseer una dureza de ;,%= mg>L #a#$ %, con esto podemos determinar que ambas aguas poseen una dureza temporal ya que contienen una mayor cantidad de iones de calcio que de magnesio.
De esta forma podemos ver que ambas aguas son tratadas con una mayor cantidad de calcio, porque este compuesto es temporal en el agua, esto se da por un simple proceso de calentamiento y el #alcio se separa del agua.
CONCU!IONE! •
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(nalizando e interpretando los resultados obtenidos en esta práctica podemos deducir que el agua mineral utilizada posee una cantidad muy pequeAa de impurezas, esto se ve reflejado en los valores obtenidos de dureza los cuales, seg4n la tabla de interpretación de las normas (5-(, están en los niveles aptos para el consumo !umano, es decir que posee cantidades pequeAas de #a#$ %, el cual es el indicativo principal de la dureza del agua. 5ara realizar la titulación se usa +a &D'(, una sal que no es solución patrón. 5odemos concluir que dependiendo del grado de concentración que posean los iones de calcio y de magnesio la dureza la podemos clasificar en/ Dureza temporal ó dureza de carbonatos, constituida por carbonatos ácidos de calcio o magnesio. &n esta práctica pudimos ver que se usan indicadores que son agentes quelantes ya que se forman con los iones metálicos, compuestos coloreados que difieren al color del indicador sin reaccionar. &l indicador conocido es el +.&.'. para valorar iones 6g@ .
BIBIO1RA23A: 3B$$C D., &3'. EFuímica (nalíticaG. &ditorial 6c CraH -ill. 'ercera &dición. 6adrid, &spaAa. 9::8. 3B$$C D., L&(* I. E(nálisis Jnstrumental Fuímica (nalíticaG. &ditorial 6c CraH -ill. #uarta &dición. 6adrid, &spaAa. 9::. -J''&+ B., C(JL& B. EFuímica CeneralG. +ueva editorial Jnteramericana. 5rimera edición en &spaAol. 6é"ico D.K, 6é"ico. 9:=.
