NIVERSIDAD NACIONAL MICAELA BASTIDAS DE APURMAC FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA ACADMICO PROFESIONAL DE INGENIERA AGROINDUSTRIAL

DETERMINACIN DE DUREZA TOTAL (Mtodo volumtrico)YDETERMINACIN DE CALCIO EN AGUA (Complexometria)

I. Objetivos Determinar la dureza del agua como contenido de calcio y magnesio y la dureza total por valoracin de formacin de complejos.II. Marco teorico

2.1. AGUA DURA

Se denomina as el agua obtenida de fuentes naturales (ros, lagos, vertientes, pozos) debido a que ella no es qumicamente pura, pues contiene materia inorgnica y orgnica, tanto en solucin como en suspensin. El tipo y nivel de contaminacin depender de la naturaleza del suelo con que el agua haya estado en contacto. Industrialmente, estas aguas no pueden ser utilizadas para alimentar calderas, ya que dan origen a incrustaciones (costras) en los equipos. Este problema se genera por dos causas, la presencia de bicarbonatos solubles de calcio Ca(HCO3)2 y magnesio, y Mg(HCO3)2 y la de otras sales solubles de estos cationes, tales como sulfatos, nitratos y cloruros, CaSO4, MgSO4, Ca(NO3)2, CaCl2, etc. Los bicarbonatos (solubles) se transforman en carbonatos (insolubles) a la temperatura de ebullicin del agua, produciendo la incrustacin, segn las siguientes ecuaciones si se trata del calcio:

Las restantes sales solubles se concentran al evaporarse el agua, y alcanzar su saturacin se depositan en el interior de la caldera contribuyendo a la formacin de la incrustacin. Por este motivo, es necesario someter el agua dura a un proceso de ablandamiento o intercambio inico, para eliminar los cationes y antes de su ingreso a la caldera. A pesar de ello, un agua dura puede ser apta para usos domsticos (potable).

Los tipos de Dureza Debido a que la dureza puede deberse ms que todo a los iones Calcio y Magnesio, esta se puede dividir en tres tipos de Dureza: Dureza Total. Que involucra a todos los iones metlicos Polivalentes que puedan encontrarse presentes en la muestra. Dureza Clcica. Que cuantifica solo la dureza por efecto del in Calcio. Dureza Magnesiana. Que cuantifica solo la dureza por efecto del In Magnesio

Limites de dureza:

Se puede clasificar en :

Clasificacin de aguas durasLimite permisible de CaCO3

Mnimo mximo

Aguas blandas075 mg/L

Aguas semiduras75 mg/L150 mg/L

Aguas duras150 mg/L300 mg/L

Aguas muy duras300 mg/LMs de 300 mg/L

Dureza total = dureza clcica + dureza magnsica

Por qu en la mayora de las aguas la dureza es debido a estos dos cationes

Fundamentos del Mtodo Volumetra.

El principio del anlisis volumtrico se basa en el hecho de hacer reaccionar el Analito problema (en forma directa o indirecta), con un volumen de un reactivo para originar una Reaccin (Directa o Indirecta). Del Volumen y Concentracin del reactivo agregado, se calcula la concentracin del analito problema.El anlisis volumtrico volumtrico por formacin de complejos utiliza con frecuencia los cidos aminopolicarboxilicos como agente complejante de un gran nmero de elementos metlico. Las denominadas complexonas poseen un grupo funcional el ms simple el cido amino diacetico: HN(CH2 COOH)2.

La estructura del EDTA: (HOOC-CH2)2 N-CH2-CH2 N (CH3-COOH)2 El poder complejante del EDTA se basa en su capacidad de actura como ligante a travez de lso atomos de nitrgeno y de los oxgenos carboxlicos de los grupos acetato. Los grupos fromadores de quelatod estn ubicados en la molecula de modo que los centros de coordinacin son fcilmente accesibles y aseguran la formacin de anillos de cinco miembros.

III. Materiales y reactivos3.1. Materiales Pipetas aforadas de 5ml y 1 ml Vaso precipitado propipeta3.2. Reactivos EDTA Indicador NET Buffer(NH4Cl + NH4OH) CaCO3 Agua destilada Indicador murexida Muestras de agua( aguas de santo tomas y tamburco agua de grifo)

IV. ProcedimientoTtulo del EDTA Primero preparamos nuestra solucin de EDTA, calculando su peso y para luego aforarlo a 250 ml. Luego preparamos en un vaso precipitado 1ml de CaCO3, aadimos 1 ml de bafer, para luego aadir una pisca de indicador NET (ph=10) o murexida(pH=12), para que tenga un color rojo vino( NET) o rosado(murexida) y luego valoramos con la solucin de EDTA preparada anteriormente, hasta que cambie a un color azul oscuro (con NET)o purpura (con murexida). Anotamos el volumen gastado de EDTA, para hallar el TITULO del EDTA.1. Dureza total Valoracin en muestra Se mide una determinada muestra de agua (con pipeta) y se transfiere a un vaso precipitado. se aade 1 ml de disolucin reguladora de pH 10 (buffer) y pisca de indicador NET y se homogeniza la mezcla. Luego se aade gota a gota y agitando con la mano, la disolucin de EDTA hasta el cambio de color de rojo vino a azul. Se anota el volumen gastado y se reemplaza en la frmula de dureza total.

2. Determinacin de calcio Se mide una determinada muestra de agua (con pipeta) y se transfiere a un vaso precipitado. Se aade 1 ml de disolucin reguladora de pH 12 (buffer) y unos cristales de indicador murexida y se homogeniza la mezcla. Luego se aade gota a gota y agitando con la mano, la disolucin de EDTA hasta el cambio de color de rosado a purpura. Se anota el volumen gastado y se reemplaza en la frmula de calcio.Clculos Masa del EDTA m = m = m = 2,3265 g de EDTA Ttulo de EDTAPH (10)1mg CaCO3 2,7 ml EDTA X 1 ml EDTATitulo = 0,3703 ml EDTA/mg CaCO3PH (12)0,4mg Ca 2.7 ml EDTA X 1 ml EDTATitulo =0,1481 ml EDTA/mg Ca Dureza total Formula:DT= Muestras Aguas de santo tomas DT= DT = 207.36 Agua de grifo (tamburco) DT= DT = 397.6 Determinacin de calcioFormula:Ca (ppm) =Muestras Aguas de santo tomas Ca (ppm) = Ca (ppm) =59,24 Agua de grifo(tamburco) Ca (ppm) = Ca (ppm) = 51,83

Determinacin de magnesio Formula:Mg= DT Ca Aguas de santo tomas Mg= 207.36 59.24 Mg= 148.12 Agua de grifo(tamburco)

Mg= 397.6 51.83 Mg= 345.77

V. Resultados Los resultados obtenidos en las muestras son las siguientes:MuestraDureza total Ca+2 ppmMg+2 ppm

Tamburco 397.651,83345.77

Aguas de santo tomas207.3659,24148.12

VI. DiscusionesSe determin que las muestras de aguas de SANTO TOMAS son muy duras por consiguiente no son muy aptos para el consumo humano pero el agua de tamburco que es de grifo tiene valores inferiores a 100ppm lo cual es una cantidad aceptable para el consumo humano.Las muestras tradas de santo tomas se observ que son muy duras altas concentraciones de calcio y magnesio lo cual es comn porque son unas aguas continentales subterrneas con un grado de mineralizacin mayor. En cambio el agua de tamburco es blanda una razn es que como es para consumo humano es el hace los tratamientos para reducir las concentraciones de minerales.

VII. Conclusiones

De la prctica realizada concluimos lo siguiente: El mtodo complexometrico es un mtodo muy til el ms utilizado para determinacin de la dureza de agua de varios tipos como se hizo en la prctica en las aguas de santo tomas y agua de grifo y tambin se puede utilizar para la determinacin de calcio y magnesio en alimentos. Por eso es muy til saber la utilizacin correcta de los reactivos como EDTA, buffer y hacer las valoraciones correctamente. Este mtodo es muy til a la hora de determinar las concentraciones exactas de magnesio y calcio en aguas asi saber a la clasificacin a que pertenecen que puede ser aguas blandas, moderadamente duras, duras y muy duras , y en esta prctica se determin que las aguas procedentes de santo tomas es muy dura las concentraciones son mayores a 300ppm y la muestra analizada de tamburco era una agua blanda porque est en el rango de 0-100ppm.

VIII. Bibliografa MAHAN AND MYERS. Qumica Curso Universitario. Addison-Wesley Iberoamericana 4 Edicin. Mxico 1990. IRAZABAL, Alejandro. Qumica Laboratorio. Ediciones Co-Bo. 2 Edicin. Caracas 1994. BERMEJO, 1996. qumica analtica. general cuantitativa e instrumental (2 vol). Ed. Paraninfo. DAY R. A. y UNDERWOOD A. L. qumica analtica cuantitativa estadstica. Prentice hall.