laboratorio de ingenieria ambiental

Anlisis de dureza total por titulacin con

laboratorio de ingenieria ambientalAnlisis de Dureza Total por titulacin con EDTA

Anlisis de Dureza Total por titulacin con EDTA

ndice

I.INTRODUCCIN2II.FUNDAMENTO DEL MTODO.4III.OBJETIVOS5IV.MATERIALES6V.PROCEDIMIENTO7VI.RESULTADOS11VII.DISCUSION14VIII.CONCLUSIONES17IX.BIBLIOGRAFIA18

I. INTRODUCCIN

LaDUREZAes una caracterstica qumica del agua que est determinada por el contenido de carbonatos, bicarbonatos, cloruros, sulfatos y ocasionalmente nitratos decalcio y magnesio.

La dureza es indeseable en algunos procesos, tales como el lavado domstico e industrial, provocando que se consuma ms jabn, al producirse sales insolubles.En calderas y sistemas enfriados por agua, se producen incrustaciones en las tuberas y una prdida en la eficiencia de la transferencia de calor, Adems le da un sabor indeseable al agua potable.Grandes cantidades de dureza son indeseables por razones antes expuestas y debe ser removida antes de que el agua tenga uso apropiado para las industrias de bebidas, lavanderas, acabados metlicos, teido y textiles.La mayora de los suministros de agua potable tienen un promedio de 250 mg/l de dureza.Niveles superiores a 500 mg/l son indeseables para uso domstico.Dureza Temporal:Est determinada por el contenido de carbonatos y bicarbonatos de calcio y magnesio. Puede ser eliminada por ebullicin del agua y posterior eliminacin de precipitados formados por filtracin, tambin se le conoce como "Dureza de Carbonatos".Dureza Permanente:est determinada por todas las sales de calcio y magnesio excepto carbonatos y bicarbonatos. No puede ser eliminada por ebullicin del agua y tambin se le conoce como "Dureza de No carbonatos". Dureza como CaCO3 Interpretacin 0-75 Agua suave 75-150 Agua poco dura 150-300 Agua dura > 300 Agua muy dura En agua potable El lmite mximo permisible es de 300 mg/l de dureza.En agua para calderas El lmite es de 0 mg/l de dureza

La dureza total es, a su vez, la suma de ladureza temporaly ladureza permanente. La dureza temporales debida a los bicarbonatos de calcio y magnesio presentes en el agua, se llama temporal porque esta dureza se pierde al hervir el agua. La dureza permanentees la que queda despus de la ebullicin del agua, se debe a las sales de calcio y magnesio procedentes de sulfatos, cloruros, etc. Por otra parte, tambin podemos hablar dedureza especfica, que indica la concentracin individual de cada catin alcalinotrreo, concretamente hablaremos dedureza clcicay dureza magnsica.La Dureza en el Agua es una propiedad ocasionada por la presencia de cationes metlicos Polivalentes. Esta se manifiesta por reacciones entre los cationes de dureza y ciertos aniones.La Dureza en el Agua se debe principalmente a la presencia de iones Ca+2 y Mg+2. Otros cationes polivalentes (Ejem. Fe+3 , Cu+2 , etc), pueden estar presentes en pequeas concentraciones, pero casi siempre son insignificantes.Cmo se determina la Dureza? La Dureza se determina en forma volumtrica utilizando el principio de Quelacin Para ello, se utiliza un agente Quelante como titulador (EDTA), el cual forma un complejo incoloro con los iones metlicos Polivalentes a valores de pH controlados.

Debido a que estos complejos metlicos son incoloros, debe de utilizarse un indicador de color para detectar en forma visual el punto final de la Titulacin. Para dureza total se utiliza como indicador el NET

II. FUNDAMENTO DEL MTODO.

Debido a que el anlisis volumtrico utiliza relaciones de volmenes exactos, es esencial adoptar un estndar definido para una unidad de volumen y calibrar todo el material de vidrio para cumplir con ese estndar. El material de vidrio para la medicin que se utiliza con ms frecuencia son: Buretas, Pipetas y Matraces o Frascos Erlenmeyer.Determinacin con EDTA En la determinacin de Dureza con EDTA debe de tenerse en cuenta que: Existen varios equilibrios competitivos Debe de asegurarse la estabilidad del Complejo Evitar la precipitacin de los iones metlicos Los Complejos son incoloros y por tanto se requiere el uso de un indicador de color para la deteccin del punto final. De la titulacin.Indicador de Color: NETEl Indicador de color que se utiliza para la determinacin de color en Dureza Total es el Negro de Eriocromo T, tambin conocido como NET. Para la determinacin de Dureza Clcica se utiliza Murexida, tambin conocido como Purpurato de Amonio. Estos son agentes quelantes que cambian de color al encontrarse en forma libre en la solucin.Es importante recordar que cada uno de estos indicadores presenta un pH de Trabajo adecuado para el cambio de color

REACCIONES:

REACCION TOTAL

III. OBJETIVOS

Determinar la Dureza en muestras de Agua utilizando el mtodo Titulomtrico con EDTA

IV. MATERIALES

Muestras de agua : potable, de mar, estancada y de rio. Solucin buffer. Agua destila Indicador NET Vasos de precipitacin. Probetas Pipetas Matraz de elenmeyer Fiolas Balanzas Vasos de precipitacin

V. PROCEDIMIENTO

Preparacin de Buffer

AGREGAR AFORAR AGITAR 6.8 gr de cloruro de amonio PESAR 57 ml de amoniaco Hasta 100 ml

Preparacin de cloruro de magnesio

AGREGAR AFORAR 0.1 gr de cloruro de magnesio PESAR 1.5 ml de HCL Hasta 100 ml

AGITAR

Valoracin del EDTA

En este caso se va a realizar el experimento por cuadruplicado

VALORACION. EDTA

AGREGAR

25 ml de sol patrn 25 ml de agua destilada 10 ml de sol buffer 2 gts de cloruro de magnesioIndicador NET

AGITAR Y MONTAR EL EQUIPO

VI. RESULTADOS

En este caso se cambia de coloracin de un color rosado a un color azul. Se lee la cantidad de ml de EDTA gastados

Clculos matemticos:

=

Comparando los resultados con los datos de algunos experimentos que se han realizado

Dureza como CaCO3 Interpretacin 0-75 Agua suave 75-150 Agua poco dura 150-300 Agua dura > 300 Agua muy dura En agua potable El lmite mximo permisible es de 300 mg/l de dureza.En agua para calderas El lmite es de 0 mg/l de dureza

En este caso comparando los resultados con la tabla nos da que es un agua suave ya que nos dio

Clculos matemticos:

Para las muestras de agua de rio, de mar, estancada y agua potable

MUESTRAMl gastado EDTAppm

Agua de rio7.7 ml528 ppm

Agua de mar32 ml8140 ppm

Agua estancada4.8 ml340 ppm

Agua potable4.3 ml408 ppm

VII. DISCUSION

La dureza de una agua, tambin conocida como el grado hidrotimetico corresponde a la suma de las concentraciones de cationes metlicos, sin considerarse la concentracin de los metales alcalinos y del ion hidrogeno. En casi la totalidad de los casos la dureza se debe a la presencia de iones de calcio y de magnesio a los que en ocasiones se suman los iones hierro, aluminio, estroncio y magneso.El trmino dureza se refiere al contenido total de iones alcalinotrreos (Grupo 2) que hay en el agua. Como la concentracin de Ca2+ y Mg2+ es, normalmente, mucho mayor que la del resto de iones alcalinotrreos, la dureza es prcticamente igual a la suma de las concentraciones de estos dos iones. La dureza, por lo general, se expresa como el nmero equivalente de miligramos de carbonato de calcio (CaCO3) por litro. Es decir, si la concentracin total de Ca2+ y Mg2+ es 1 mM, se dice que la dureza es 100 mg L-1 de CaCO3 (= 1 mM de CaCO3). Un agua de dureza inferior a 60 mg L-1 de CaCO3 se considera blanda. Si la dureza es superior a 270 mg L-1 de CaCO3, el agua se considera dura. La dureza especfica indica la concentracin individual de cada in alcalinotrreo. Conocer la dureza total del agua es importante tanto en el sector privado como en el industrial.

Para medir la dureza total, en primer lugar, se trata la muestra con cido ascrbico o con hidroxilamina para reducir el Fe3+ a Fe2+, y con cianuro para enmascarar el Fe2+, el Cu2+ y otros iones metlicos minoritarios. A continuacin, se lleva a cabo una valoracin complexomtrica con cido etilendiaminotetraactico (AEDT), en medio amoniacal tamponado a pH 10, en presencia de una mezcla de indicadores (negro de eriocromo T y rojo de metilo) segn la norma tcnica .NMX-AA-072-SCFI-2001 2/14

El mtodo se basa en la formacin de complejos por la sal disdica del cido etilendiaminotetraactico con los iones calcio y magnesio. El mtodo consiste en una valoracin empleando un indicador visual de punto final, el negro de eriocromo T, que es de color rojo en la presencia de calcio y magnesio y vira a azul cuando estos se encuentran acomplejados o ausentes. El complejo del EDTA con el calcio y el magnesio es ms fuerte que el que estos iones forman con el negro de eriocromo T, de manera que la competencia por los iones se desplaza hacia la formacin de los complejos con EDTA desapareciendo el color rojo de la disolucin y tornndose azul. Tambin pueden adquirirse en el mercado disoluciones amortiguadoras inodoras, las cuales constituyen una alternativa satisfactoria. Contienen sal de magnesio de EDTA y tienen la ventaja de ser relativamente inodoras y ms estables que las amortiguadoras de NH4+/NH3. Por lo general, las disoluciones amortiguadoras inodoras no proporcionan un punto final tan favorable como los de NH4+/NH3 a causa de su reaccin ms lenta y pueden resultar intiles cuando el mtodo est automatizado.La dureza total de las aguas es un componente con bastante significacin en la calidad fisico-qumica. No se conocen con claridad los efectos de las aguas blandas y duras sobre el organismo de los consumidores, aunque ciertos estudios epidemiolgicos parecen apuntar a que la incidencia de enfermedades cardiovasculares es mayor en las zonas de consumo de aguas blandas. Por otra parte, las aguas blandas son agresivas y facilitan la disolucin de metales de las caeras, provocando, entre otras enfermedades, saturnismo o intoxicacin por plomo en aquellos abastecimientos en que an se conservan tuberas antiguas de plomo.RODIER, J. Anlisis de Aguas

La presencia de calcio en las aguas naturales tiene su origen en la lixiviacin de los terrenos calizos que atraviesa. El calcio, junto con el magnesio, son elementos de la dureza del agua. El calcio se encuentra en las aguas en cantidades muchos mayores que el magnesio siendo, salvo muy raras excepciones, el catin ms abundante. A las aguas pasa, o bien por simple disolucin cuando tiene su origen en los yesos o los silicatos, o bien por ataque de las calizas o dolomas, por la accin del anhdrido carbnico.

Despus de los cuatro elementos organgenos, oxgeno, carbono, hidrgeno y nitrgeno, el ms abundante en el organismo humano, necesitando ste recibir un aporte diario de un gramo de calcio. El contenido de calcio en las aguas puede variar desde muy pocos miligramos por litros a varios cientos de mg/l; puede presentarse en formas de bicarbonatos, sulfatos y cloruros. Aunque se ha discutido la influencia del calcio sobre la salud, no hay pruebas que acrediten efectos nocivos.

La reglamentacin tcnico-sanitaria espaola establece como valor orientador de calidad hasta un contenido en calcio de 100 mg/l y como lmite mximo tolerable 200 mg/l. El magnesio contribuye notablemente, junto con el calcio, a caracterizar la dureza de un agua. El contenido en magnesio de un agua depende casi exclusivamente de los terrenos que atraviesa, pudiendo variar desde muy pocos mg/l a varios cientos de mg/l. AYRES, Gilbert. Anlisis qumico cuantitativo

VIII. CONCLUSIONES

Se considera en este anlisis a la existencia de Minerales y Sales dispersas en el agua, tomando en cuenta el grado de Concentracin que estas presenten en la solucin, siendo las principales las Sales de Calcio y Magnesio y considerndose topes o lmites permitidos para poder ser aptas para consumo, teniendo distintas tolerancias.

Se concluye que uno de los anlisis de calidad que se le realiza al agua es la dureza ya que depende del grado de dureza para ver el tipo de agua y si esa agua es aceptable para el consumo humano o de caso contrario para que se podra utilizar

Tambin concluimos que la calidad del agua destilada nos dio como resultado un agua suave por la cantidad de CaCO3 por litros que esta tiene, es decir est dentro de este parmetro establecido por las normas tcnicas.

IX. BIBLIOGRAFIA

RODIER, J. Anlisis de Aguas: aguas naturales, aguas residuales, agua de mar. Barcelona: Omega, 1981.

ROJAS,J.A. Calidad del agua. Bogot: Escuela de Ingeniera, 2002

AYRES, Gilbert. Anlisis qumico cuantitativo. 2 ed. Mxico: Harla, 1970.

Norma tcnica .NMX-AA-072-SCFI-2001 2/14

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