Volumetría directa REDOX, análisis aguas duras, EDTA

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[pic 53]

La M representa la posición que toman los átomos de los metales (Magnesio y Calcio)

El quelato de calcio quedaria asi:

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En la figura anterior se muestra un modelo hexacoordinado donde el Ca forma cinco anillos (heterocíclicos) de cinco miembros, cada uno de los cuales tiene el ion Ca central, que se haya envuelto como en una estructura octaédrica. En la figura, las líneas discontinuas representan los enlaces entre el ion y los grupos coordinantes del ligando.

Espacialmente los 5 anillos que forman corresponden a los “puentes” que forma el metal con el EDTA; así el se “incrusta” en una especie de semiesfera que da lugar el compuesto, y se estabiliza formando un complejo gracias a la atracción de los pares libres de electrones entre el calcio y el nitrógeno y oxígeno de la estructura, dando lugar a la formación de enlaces coordinados entre el y el EDTA[pic 56][pic 57]

Cuando ya no hay más ni con quien reaccionar el EDTA empieza a reaccionar con el indicador formando complejos con una coloración que indica el punto final de la titulación. El volumen gastado de EDTA multiplicado por su concentración da como resultado las moles de EDTA, que son equivalentes a las moles de y porque la relación metal-EDTA es 1:1.[pic 58][pic 59][pic 60][pic 61]

Para hallar la dureza cálcica se agrega NaOH para precipitar el Magnesio y poder trabajar solo con el calcio, por lo tanto en este caso las moles de EDTA son equivalentes sólo a las de Calcio. Se puede saber qué cantidad de moles existen restando la dureza cálcica de la total.

En teoría las moles obtenidas de EDTA serían iguales a las de Calcio y Magnesio bajo el supuesto de que no hay otros metales en la muestra , sin embargo hay que tener en cuenta que si hay presencia de otros metales el EDTA también reaccionaría con estos metales y las moles de EDTA serían equivalentes a las moles de varios metales en la muestra; a pesar de esto, lo más común es que las concentraciones de los otros metales sean muy pequeñas, por lo que se pueden despreciar y afirmar que el supuesto es válido.

Cuando se lleva a cabo el procedimiento para determinar la dureza cálcica se agrega ácido alcon carboxílico como indicador, éste reacciona con el formando un complejo, sin embargo cuando se agrega el EDTA el ácido secuestra los porque el complejo que se forma entre estos dos es más estable que el que se forma con el indicador; posteriormente cuando se consumen todos los reacciona el ácido con el indicador dando el cambio de color.[pic 62][pic 63][pic 64]

Hay que tener en cuenta que para determinar la dureza cálcica se debe hacer en un rango de pH específico (entre 8-10) ya que si se hace en un pH mayor a 10, cuando se agrega el NaOH no solo precipitaría el sino también el [pic 65][pic 66]

La dureza del agua es una propiedad que se determina midiendo la cantidad de iones y en sus formas insolubles, como las formadas por los carbonatos, bicarbonatos, cloruros, sulfuros y en menor medida nitratos[pic 67][pic 68]

De acuerdo al valor obtenido de dureza para la muestra de agua potable se concluye que está en el rango de agua muy blanda; se toma como referencia los valores indicados por la compañía suministradora de agua FACSA (1)

La determinación del punto final en una titulación depende ampliamente de las técnicas, la destreza y las diferentes perspectivas a la hora de observar el viraje en la solución.

- Conclusiones

- El uso de los indicadores permite tener una mejor inspección visual de los puntos de equivalencia ya que en cada viraje se forma un complejo determinado que da una tonalidad particular.

- La muestra estudiada presentó un valor de dureza muy bajo, menor a 7.

- El EDTA es un compuesto muy útil a la hora de determinar la presencia de iones metálicos en una muestra ya que por su geometría tiene la capacidad de formar complejos, y de combinarse en una relación 1:1.

- Referencias

- http://www.facsa.com/el-agua/calidad/la-dureza-del-agua#.V0h9q-lSH8o