Valoraciones complejometricas determinación de dureza cálcica en muestras

Valoraciones complejometricas

Determinación de dureza total en

muestras de agua de manantial

embotellada. Paulina Silva Trejos

Valoraciones complejometricas

• En estas valoraciones se cuantifican metales que reaccionan con especies dadoras de electrones conocidas como ligandos, L, para formar compuestos de coordinación.

• El L se caracteriza por tener pares de electrones sin compartir , si disponen de un par de electrones se conocen como ligandos monodentados, los de dos pares bidentados, tridentados, etc.

Difusión de las valoraciones

complejometricas • La introducción de ligandos con mas de un par

de electrones disponibles para formar los complejos, en este caso llamados quelatos y que tienen la característica de su gran estabilidad disparó la aplicación de las volumetrías de formación de complejos en el campo del análisis cuantitativo.

Acido etilen diamino tetraacetico

• El AEDT como agente formador de complejos, dispone de 4 grupos ácidos que dependiendo del pH pueden disociarse dejando la posibilidad de pares de electrones libres para formar enlaces coordinados ha contribuido a la aplicación de las volumetrías de formación de complejos para la determinación de dureza total, dureza cálcica y dureza magnésica.

Equilibrios de formación de complejos

• La mayoría de los iones metálicos de transición aceptan 6 pares de electrones, es decir 6 ligandos monodentados.

• El EDTA es un ligando multidentado, caracteristica que confiere a los complejos formados gran estabilidad. Esta característica es la responsable de la amplia aplicación de este agente formador de quelatos.

Estructura y equilibrios de disociación

del EDTA

Valores de las constantes

Curva de distribución de especies del

EDTA

Curvas de valoración de formación de

complejos

Propiedades de las disoluciones de

EDTA • La sal di sódica del EDTA Na2H2Y.2H2O tiene la

propiedad de solubilidad adecuada por lo que a partir de ella se acostumbra preparar las disoluciones aproximadamente y luego se valoran frente a CaCO3 tipo primario.

• El EDTA tiene la ventaja de formar quelatos 1:1 con los iones metálicos independientemente del numero de oxidación, y, con constantes de formación altas.

Especificidad del EDTA

• El EDTA forma quelatos con casi todos los cationes, sin embargo se logra especificidad a través de la regulación del pH del medio. Los cationes trivalentes se determinan sin interferencia de los divalentes a pH aproximadamente de 1, otra manera de eliminar interferencias es por adición de agentes enmascarantes, es decir adicionando un ligando auxiliar que forme de modo preferente complejos mas estables con la interferencia potencial.

Determinación de dureza de aguas

Valores de la K de formación del

complejo para Ca, Mg y Zn a pH 10

Determinación de dureza total

• De acuerdo con los valores de las constantes de formación de quelatos para los cationes calcio y magnesio con el EDTA, reaccionara primero los iones calcio y luego los iones magnesio, pero no es posible valorarlos separadamente.

• Al valorar con disolución patrón de EDTA una muestra de agua que contiene calcio y magnesio con el pH regulado a 10 y con indicador eriocromo negro T se valoran ambos hasta el viraje de rojo a azul y la dureza total se expresa como mg de CaCO3 por litro de agua.

Métodos de detección del punto final:

NET • El indicador eriocromo negro T es un indicador

metalocromico acido triprotico cuyas especies predominantes están determinadas por el pH, de acuerdo con los equilibrios:

Estructura del NET

Comportamiento acido base del

indicador NET

Color del indicador en presencia de

iones magnesio o calcio • A pH 10 el indicador solo tendrá un color azul

debido al predominio de la especie HIn-2 de color azul pero en presencia de iones magnesio:

Factibilidad del uso del NET para

valorar iones calcio y magnesio • La constante de estabilidad del complejo MgIn-1 es

suficientemente alta, del mismo orden de magnitud de la del complejo MgY-2, pero menor, por lo que se asegura un cambio nítido de rojo a azul debido al desplazamiento del ion magnesio del complejo con el NET, una vez que se ha valorado todo el magnesio libre.

• Por tanto el NET se puede utilizar para determinar calcio y magnesio juntos, sin embargo, no se puede utilizar cuando solo contiene calcio, ya que la constante del complejo calcio indicador no permite un cambio nítido de rojo a azul en el punto final.

Disolución de AEDT: Preparación

disolución patrón de carbonato de

calcio

• La disolución se les dará preparada de concentración de sustancia aproximada 0.01 mol/L y contiene magnesio para poder determinar el punto final.

• Para la valoración se preparara 200.00 mL disolución madre de Calcio, pesando por diferencia y con exactitud 0.3 g de carbonato de calcio previamente desecado, disolviendo en pequeña porción de agua destilada y mínima cantidad de HCl S.R gota a gota hasta que cese efervescencia, se trasvasa y afora a balón de 200.00 mL.

Valoración de la disolución de AEDT

• Se miden alícuotas de 10.00 mL de la disolución patrón de CaCO3 se trasvasan a erlenmeyers de 125 mL, se adicionan 2 mL de disolución reguladora de pH 10 de NH3 – NH4CL, se adicionan 5 gotas disolución de indicador NET y se valora con disolución de AEDT hasta viraje de rojo a azul.

Mensurando para concentración de

sustancia disolución patrón de CaCO3

• C CaCO3 = (m * P) CaCO3 /(200.00* M CaCO3 )

• m masa de CaCO3

• M CaCO3 masa molar 100.06 g/mol

• P pureza de CaCO3

• 200.00 volumen balón aforado

Componentes de incertidumbre para

concentración sustancia disolución de

CaCO3

C CaCO3

Masa CaCO3

linealidad

resolución

precisión

Pureza

Aforo balón

temperatura precisión

tolerancia

C CaCO3

M CaCO3

Mensurando para determinación

concentración disolución de AEDT • (V*C) AEDT = (V*C) CaCO3

CAEDT = (V*C) CaCO3 /v AEDT

V CaCO3 = alícuota 10.00 mL de disolución patrón

de CaCO3

C CaCO3 = concentración de sustancia disolución patrón de CaCO3

v AEDT = Volumen gastado al punto final de la valoración

Componentes de incertidumbre para

concentración sustancia disolución de CaCO3

CAEDT

Error punto final Volumen de punto

final

tolerancia temperatura

Medición alícuota 10.00 mL

tolerancia temperatura

Precisión en la valoración

Análisis de incógnita de ventanilla

• La incógnita se trasvasa a balón aforado de 50.00 mL, se miden por triplicado alícuotas de 10.00 mL , se adiciona 5 gotas indicador NET, 2 mL buffer y se valoran con disolución patrón de AEDT hasta el cambio de color de rojo a azul.

Calculo de mg de CaCO3en la botella

• Mensurando:

• (V*C) AEDT = (m Ca /M Ca )* 50.00/10.00*1000

• donde:

• V AEDT = volumen de disolución AEDT al punto final

• CAEDT = concentración sustancia disolución AEDT

Determinación de dureza total en agua

embotellada expresada como mg CaCO3 por

litro • Se analizará una muestra de agua de manantial

de las vendidas por planta Cristal, que ha sido analizada por A y A y que reporta una dureza total igual a 76 mg/L.

• Diluir 10 veces la disolución de AEDT y valorar por triplicado alícuotas de 25.00 mL del agua de manantial trasvasar a erlenmeyers de 250mL , adicionar 5 gotas de NET 2 mL buffer y valorar hasta cambio de rojo a azul.

• Exprese el resultado como mg CaCO3/L.

Preparación del ensayo en blanco para

la incógnita de ventanilla • En erlenmeyer de 125 mL adicione 10 mL de

agua destilada, agregue 2 mL de bufer y 5 gotas de eriocromo negro T. Valore hasta el cambio de color de rojo vino a azul.