DETERMINACION CUANTITATIVA DE IONES EN EL AGUA 1. Objetivos
Interpretar el proceso de desionizacion del agua, para su aprovechamiento domestico e industrial, especialmente respecto al tratamiento de la dureza de la misma mediante los métodos o procedimientos siguientes: -
Método Clark
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Método Complexométrico
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Tratamiento con solución de Ca(OH) 2/Na2CO3.
2. Fundamento Fundamento Teórico Dureza del agua.
La dureza del agua se define como la suma de las concentraciones de calcio y magnesio, ex presadas como CaCO3 en mg/l. El rango de dureza varia entre 0 y cientos de mg/l, dependiendo de la fuente de agua y el tratamiento a que haya sido sometida. Para determinar la cantidad de iones calcio y magnesio se utilizan las volumetrías complejo métricas, en ellas se mide el volumen de solución patrón, necesario para formar un complejo con un catión metálico del compuesto que se analiza. Muchos cationes metálicos reaccionan con especies dadoras de electrones llamadas ligandos, para formar compuestos de coordinación o complejos. El ligando debe tener por lo menos un par de electrones sin compartir. Los complejos llamados quelatos, se producen por la coordinación de un catión y un ligando, en los que el catión (metálico) e s parte de uno o varios anillos de cinco o seis miembros. Los compuestos orgánicos mas conocidos que forman quelatos utilizables en análisis cuantitativo cuantitativo son el ácido nitrilotriacetico, el ácido etilendiaminotetra acético (EDTA) y la sal disodica del EDTA; estos compuestos se c onocen comercialmente con los nombres de Titriplex I, II, y III respectivamente; tambien se utilizan los nombres de Complexonas, Vercenos o Secuestrenos. El mas empleado de los anteriores compuestos es la sal disodica del EDTA, por la facilidad de disolución en agua; la solución se prepara por el m étodo directo dado el carácter de reactivo tipo primario de la sal disodica. El ácido etilendiaminotetra acético EDTA contiene cuatro hidrógenos ácidos; por esa razón se representa también como H4Y. El EDTA forma complejos estables con la mayoría de los cationes y entra siempre en en relación molar 1:1 en la formula del complejo, independiente de la carga del catión, como se muestra en las siguientes reacciones: Mg2+ + Y4− −! MgY2− Al3+ + Y4− −! AlY− Ca2+ + Y4− −! CaY2− 12 Ag+ + Y4− −! AgY3−
Los iones formados en las reacciones anteriores son incoloros, de tal manera que para determinar dete rminar el punto final se emplean indicadores llamados metalcromicos. Estos tienen la propiedad de formar complejos con cationes como elCa2+y el Mg2+, de distinto color al que presenta el indicador libre. Estos indicadores son ácidos débiles que representaremos por Hind.
S
3. Parte Experimental Experimento N°1 “
Determinación de la dureza del agua por el método Clark ”
A. Dureza Total: PROCEDIMIENTO 1. En un Erlenmeyer de 125 ml, vierta 10 ml de agua dura (agua de caño). 2. Mediante un gotero, añade gota a gota solución valorada de jabón, hasta obtener una espuma
estable. Durante el tiempo que dura la adición de la solución jabonosa debes agitar constantemente el Erlenmeyer que contiene el agua. 3. Anota el N° de gotas de solución de jabón utilizado y determine la dureza del agua en ppm de
CaCO3. DATOS OBTENIDOS
Volumen de agua de caño en e l Erlenmeyer = 10 ml
Numero de gotas de solución jabonosa valorada usadas = 80 gotas
20 gotas = 1 ml
1 ml de solución jabonosa = 1 mg de CaCO3.
CALCULOS -2
Volumen de agua de caño en LI TROS = 10 L 4 ml de solución jabonosa = 4 mg de CaCO3. Dureza total =
Tipo de agua = Salinas, salobres o malas B. Dureza Permanente: PROCEDIMIENTO
1. Usa un vaso de precipitado lleva a ebullición 100 ml de agua de caño. Tapa el vaso con una luna de reloj y déjalo enfriar. 2. Filtra el agua hervida y reponer el volumen perdido por la evaporación con agua desionizada. 3. En un Erlenmeyer, vierta 10 ml del agua del paso 2. 4. Mediante un gotero, añade gota a gota la solución valorada de jabon, hasta obtener una espuma estable. Durante el tiempo que dura la adicion de la solución jabonosa se debe agitar constante mente el Erlenmeyer que contiene agua. 5. Anota el N° de gotas de slucion de jabon utilizado y determine la dureza del agua en ppm de CaCO3. DATOS OBTENIDOS
Volumen de agua de caño después de la ebullición en el Erlenmeyer = 10 ml
Numero de gotas de solución jabonosa valorada usadas = 50 gotas
20 gotas = 1 ml
1 ml de solución jabonosa = 1 mg de CaCO3.
CALCULOS -2
Volumen de agua de caño en LI TROS = 10 L
2,5 ml de solución jabonosa = 2,5 mg de CaCO3. Dureza Permanente =
Experimento N°2 “
Determinación de la dureza del agua por el método Complexométrico”
A. Dureza Total: PROCEDIMIENTO
1. En un Erlenmeyer de 125 ml, vierta 10 ml de agua de caño, más 2 ml de solución buffer, más 2 ml solución inhibidora (Na 2S) y 2 gotas de indicador de dureza (negro ericromo). 2. Enrasa la bureta hasta el cero con la solución valorada EDTA. Adicione gota a gota esta solución
de la bureta al Erlenmeyer con agitación contigua, hasta que la solución tome una coloración azul. DATOS OBTENIDOS
Volumen gastado de solución EDTA en la bureta = 4,6 ml
1 ml de EDTA = 1 mg de CaCO3.
CALCULOS
Volumen de agua de caño en el Erlenmeyer = 10-2 L 4,6 ml de solución EDTA = 4,6 mg de CaCO3 Dureza Total =
Tipo de agua = Salinas, salobres o malas B. Dureza Permanente: PROCEDIMIENTO
1. En un Erlenmeyer de 125 ml, vierta 10 ml de agua de caño del experimento 1 parte b, más 2 ml de solución buffer, más 2 ml solución inhibidora (Na 2S) y 2 gotas de indicador de dureza (negro ericromo). 2. Enrasa la bureta hasta el cero con la solución valorada EDTA. Adicione gota a gota esta solución de la bureta al Erlenmeyer con agitación contigua, hasta que la solución tome una coloración azul. DATOS OBTENIDOS
Volumen gastado de solución EDTA en la bureta = 3,7 ml
1 ml de EDTA = 1 mg de CaCO3.
CALCULOS -2
Volumen de agua de caño en el Erlenmeyer = 10 L 3,7 ml de solución EDTA = 3,7 mg de CaCO 3
Dureza Total =
C. Dureza Cálcica PROCEDIMIENTO 1. En un Erlenmeyer de 125 ml vierta 10 ml de agua de caño, 5 ml de NaOH 1 M y 2 gotas de indicador MUREXIDE. 2.
Titula la muestra del Erlenmeyer con solución valorada de EDTAN hasta la observación de cambio de color.
DATOS OBTENIDOS
Volumen gastado de solución EDTA en la bureta = 2,8 ml
1 ml de EDTA = 1 mg de CaCO 3.
CALCULOS -2
Volumen de agua de caño en el Erlenmeyer = 10 L 2,8 ml de solución EDTA = 2,8 mg de CaCO 3
Dureza Cálcica =
Experimento N°3
Ablandamiento del agua – Método Cal/Sosa”
“
PROCEDIMIENTO 1. En un vaso de precipitado de 250 m l vierte 100 ml de agua de caño con 2 ml de Ca(OH)2 y 2 ml de
Na2CO3 0,1 M cada uno. 2. Deja reposar la solución preparada nos 5 min y luego se procede a filtrarla. 3. Con la solución ya filtrada se procede a utilizar los métodos Clark y Complexométrico para calcular
su dureza. a. Método Clark: DATOS OBTENIDOS
Volumen de agua de caño en e l Erlenmeyer = 10 ml
Numero de gotas de solución jabonosa valorada usadas = 40 gotas
20 gotas = 1 ml
1 ml de solución jabonosa = 1 mg de CaCO3.
CALCULOS -2
Volumen de agua de caño en LI TROS = 10 L 2 ml de solución jabonosa = 2 mg de CaCO3. Dureza total =
b. Método Complexométrico: DATOS OBTENIDOS
Volumen gastado de solución EDTA en la bureta = 3,9 ml
1 ml de EDTA = 1 mg de CaCO 3.
CALCULOS -2
Volumen de agua de caño en el Erlenmeyer = 10 L 3,9 ml de solución EDTA = 3,9 mg de CaCO 3 Dureza Total =
4. Conclusiones
Como hemos podido observado por los resultados obtenido concluimos que el agua del laboratorio es un agua de tipo salina, salobre o m ala.S
5. Bibliografía
Brown, T.L. (2009). Química, La ciencia Central (Decimo primera edición).Naucalpan de Juárez, México: Pearson Educación.
Chang R. (2002). Química General (séptima edición). México D. F, México: McGraw-Hill
Petrucci, R.H. (2003). Química General (Octava edición). Madrid, España: Pearson educación.
