Artculo de laboratorio

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DETERMINACIN DE PH Y DUREZA DE LAS MUESTRAS DE AGUA 31212, 31181 Y 312581. INTRODUCCIN.El control de la calidad del agua implica el establecimiento de criterios de calidad para definir los lineamientos y normas o requisitos mnimos que debe satisfacer un agua para que sea apropiada para un uso determinado. La medicin de pH, acidez, alcalinidad y dureza en las muestras, es hoy en da una de las medidas analticas ms importantes en el control de calidad de las mismas. La acidez y alcalinidad son utilizados como indicadores de la productividad de cuerpos de agua naturales; adems, estas medidas (de alcalinidad especialmente) son utilizados en la interpretacin y control del tratamiento de aguas claras y aguas usadas. Por ejemplo, las aguas usadas crudas de origen domstico tienen una alcalinidad menor de o ligeramente mayor que el suministro de agua potable. Otro parmetro utilizado con gran frecuencia es la dureza, y esta es definida como la suma de las concentraciones de calcio y magnesio, expresadas como CaCO3 en mg/L. El rango de dureza vara entre 0 y cientos de mg/L, dependiendo de la fuente de agua y el tratamiento a que haya sido sometida. A continuacin se presenta un estudio de calidad de 3 muestras diferentes, mediante la determinacin de la dureza, pH, alcalinidad y acidez de cada una de ellas, con su anlisis respectivo.Conceptos tericosComplejometra: En las volumetras complejomtricas se mide el volumen de solucin tipo, necesario para formar un complejo con un catin metlico del compuesto que se analiza. Muchos cationes metlicos reaccionan con especies dadoras de electrones llamadas ligandos, para formar compuestos de coordinacin o complejos. El ligando debe tener por lo menos un par de electrones sin compartir. Los complejos llamados quelatos, se producen por la coordinacin de un catin y un ligando, en los que el catin (metlico) es parte de uno o varios anillos de cinco o seis miembros.Los compuestos orgnicos ms conocidos que forman quelatos utilizables en anlisis cuantitativo son el cido nitrilotriactico, el cido etilendiaminotetraactico (EDTA) y la sal disdica del EDTA; estos compuestos se conocen comercialmente con los nombres de Titriplex I, II, y III respectivamente; tambin se utilizan los nombres de Complexonas, Vercenos o Secuestrenos. El ms empleado de los anteriores compuestos es la sal disdica del EDTA, por la facilidad de disolucin en agua; la solucin se prepara por el mtodo directo dado el carcter de reactivo tipo primario de la sal disdica. El cido etilendiaminotetraactico EDTA contiene cuatro hidrgenos cidos; por esa razn se representa tambin como H4Y.El EDTA forma complejos estables con la mayora de los cationes y entra siempre en relacin molar 1:1 en la frmula del complejo, independiente de la carga del catin, como se muestra en las siguientes reacciones:Mg+2+ Y-4 MgY-2 (1)Al+3+ Y-4 AlY-1 (2)Ca+2+ Y-4 CaY- (3)Ag++ Y-4 AgY- (4)Los iones formados en las reacciones anteriores son incoloros, de tal manera que para determinar el punto final se emplean indicadores llamados metalcrmicos. Estos tienen la propiedad de formar complejos con cationes como el Ca+2y el Mg+2,de distinto color al que presenta el indicador libre. Estos indicadores son cidos dbiles que se representan como Hin.Determinacin de la dureza total.El colorante utilizado para determinar la dureza total del agua (debida al calcio y al magnesio), es el negro de eriocromo T. Este colorante es triprtico y existe inicialmente como anin divalente de color azul HIn-2a pH 10. A la muestra se le adiciona solucin buffer de pH 10 +0.1, para mantener la estabilidad de los complejos formados; no puede incrementarse el pH de este valor, por cuanto precipitan el CaCO3 o el Mg(OH)2, adems porque el indicador cambia de color a pH elevado, obtenindose In- de color naranja.La reaccin del indicador con los iones M+2(Ca+2+ Mg+2) presentes en la solucin que se valora es del siguiente tipo:M+2+ HIn-2Metal * indicador-1+ H+ (5)

Color azulColor rojo

Al adicionar EDTA a la solucin que contiene la muestra con el indicador, el EDTA se combina primero con el Ca+2y luego con el Mg+2, ya que el complejo EDTA-Ca+2,es ms estable que el complejo EDTA- Mg+2,mediante las siguientes reacciones:EDTA + Ca+2EDTA + Mg+2EDTA. Ca+2EDTA. Mg+2 K = 1010.7 (6)K = 108.7 (7)

Determinacin de la dureza clcica.El calcio y el magnesio son ambos acomplejados por el EDTA a pH 10; la determinacin de la dureza debida nicamente al calcio se hace a pH elevado (12-13), en este rango de pH, el magnesio precipita como Mg(OH)2y no interviene en la reaccin; adems el indicador utilizado para esta determinacin solo se combina con el calcio.El indicadormurexidase emplea para determinar la dureza debida al Ca+2, vira de rojo claro (cuando forma el complejo con el Ca+2)a violeta (cuando est libre).ndices de alcalinidad, segn indicador y viraje del mismo.La alcalinidad es definida como la capacidad del agua para neutralizar cidos o aceptar protones. Esta representa la suma de las bases que pueden ser tituladas en una muestra de agua. Dado que la alcalinidad de aguas superficiales est determinada generalmente por el contenido de carbonatos, bicarbonatos e hidrxidos, sta se toma como un indicador de dichas especies inicas. La fenolftalena presenta un color rosado slo si OH- y/o CO32- estn presentes. El rojo-anaranjado presenta un color amarillo slo si HCO3-est presente. Durante la titulacin con el cido, cualquier CO32- presente se convierte primero a HCO3. La alcalinidad de fenolftalena mide todo el hidrxido presente y la mitad (1/2) de la alcalinidad producida por carbonato (CO32-). La alcalinidad de rojo-metilo mide la alcalinidad de bicarbonato inicial y la mitad del carbonato, de estar ste presente.2. OBJETIVOS.2.1. OBJETIVO GENERAL.Determinar la calidad del agua a travs de los parmetros posibles de obtener por mtodos volumtricos. 2.2. OBJETIVOS ESPECFICOS Determinar la dureza total de las muestras de agua dadas. Determinar la dureza clcica y no clcica de las muestras de agua dadas. Determinar la acidez debida a sales hidrolizables y/o minerales de las muestras de agua dadas. Determinar la alcalinidad debida a hidrxidos y/o carbonatos de las muestras de agua dadas.

3. METODOLOGA.3.1 Determinacin del pH.

3.2 Determinacin de la acidez.

DUREZA TOTAL (DT), CALCICAY MAGNESICA Muestra 1-31212Para el clculo de la dureza total se tiene en cuenta el volumen gastado de EDTA para el cambio de viraje con el indicador NET (Negro de eriocromo T), para la dureza clcica se tiene en cuenta el volumen gastado de EDTA para el cambio de viraje con Murexide, y la dureza por magnesio es determinada por la diferencia entre ambas durezas.

Muestra 2-31181Para el clculo de la dureza total se tiene en cuenta el volumen gastado de EDTA para el cambio de viraje con el indicador NET (Negro de eriocromo T), para la dureza clcica se tiene en cuenta el volumen gastado de EDTA para el cambio de viraje con Murexide, y la dureza por magnesio es determinada por la diferencia entre ambas durezas.

Muestra 3-31258Para el clculo de la dureza total se tiene en cuenta el volumen gastado de EDTA para el cambio de viraje con el indicador NET (Negro de eriocromo T), para la dureza clcica se tiene en cuenta el volumen gastado de EDTA para el cambio de viraje con Murexide, y la dureza por magnesio es determinada por la diferencia entre ambas durezas.

Muestra 3-31258Para el clculo se debe tener en cuenta la Dureza total (DT) que es y la alcalinidad total (AT) que es , para lo cual tenemos

Con la anterior relacin se determina:

4. REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS.Biblioteca virtual de desarrollo sostenible y salud ambiental. Control de calidad del agua y anlisis de las normas. Documento disponible en lnea. Consultado 08/10/13.http://www.bvsde.paho.org/bvsacd/scan2/031275/031275.pdfFisicanet. Determinacin de la dureza en aguas mediante volumetra complejomtrica. Documento disponible en lnea. Consultado 08/10/13.http://www.fisicanet.com.ar/quimica/aguas/lb01_agua_dureza.phpRecinto Universitario de Mayaguez, Puerto Rico. Manual de Ecologa. Documento disponible en lnea. Consultado 08/10/13. http://www.uprm.edu/biology/profs/massol/manual/p2-alcalinidad.pdf