PRACTICA N 9

TITULACIONES COMPLEJOMETRICAS

OBJETIVOS

Normalizar por titulacin complejomtrica una solucin de la sal disdica

del EDTA.
Determinar por complejometra la dureza del agua.
Determinar por complejometra el contenido de Ca+2 y Mg+2 en una
muestra.
Determinar el porcentaje de carbonato de calcio en ppm
Determinar el contenido de calcio y magnesio en agua

PREGUNTAS Y/O EJERCICIOS PREVIOS

Escribir las reacciones qumicas que se efectan en cada ensayo.

Investigar los valores de las constantes de equilibrio correspondiente
Cul es el reactivo ms ampliamente usado en las titulaciones
complejimetricas? Escribir la formula
Qu patrones primarios son factibles en la normalizacin de EDTA?
Calcula el volumen de EDTA 0,01M que se consume tericamente en el
ensayo de normalizacin
Menciona algunas de las aplicaciones mas importantes de las titulaciones
con EDTA

FUNDAMENTO TERICO

En qumica, se denomina dureza del agua a la concentracin de compuestos

minerales, en particular sales de magnesio y calcio. Son stas las causantes de
la dureza del agua, y el grado de dureza es directamente proporcional a la
concentracin de sales metlicas.

La dureza del agua tiene una distincin compartida entre dureza temporal (o de
carbonatos). y dureza permanente (o de no-carbonatos). La forma ms comn
de medida de la dureza de las aguas es por titulacin con EDTA. Este agente
complejante permite valorar tanto la concentracin de Ca como la de Mg.

El acido etilendiaminotetracetico abreviado comnmente como EDTA, es el

titulante complejomtrico mas utilizado. El EDTA tiene la siguiente estructura:

HOOCCH 2 2 NCH 2 CH 2 N CH 2 COOH 2

 La molcula de EDTA es un ligando hexadentado con seis sitios posibles para
unirse a un in metlico: los cuatro grupos carboxilo y los ltimos grupos
amino, cada uno de estos ltimos con un par de electrones no compartidos. Es
til indicar que la reaccin del EDTA como acomplejante de un metal siempre
es mol a mol.

EQUIPOS, MATERIALES Y REACTIVOS

EQUIPOS / MATERIALES REACTIVOS

3 Vasos de precipitados 100 Zinc metlico puro 20-30 mallas.

mL. HCl al 6N.
1 Bureta. NaOH 1N.
1 pinza de bureta Rojo de metilo sol 0,05%.
4 Matraces Erlenmeyer de 250 Negro de eriocromo T (NET): (mezclar 1 g
mL. NET puro con 80 g de NaCl)
espatula Murexida: (mezclar 0.2 g de murexida pura
2 Matraces volumtricos de 50 con 100 g de NaCl)
ml. Solucin reguladora pH10 : (16.9 g de
1 Matraces volumtricos 100 NH4Cl con 143 ml de NH4 OH) corregir el
ml. pH a 10 agregando NH4Cl para bajar o
3 pipetas volumtricos de 10 NH4 OH para elevar el pH ;debe trabajar
ml. bajo campana y no pipetear con la boca las
1 pipeta graduada de 5 ml. soluciones.
Probeta de 50 ml. Solucin EDTA 0.01 M (EDTA 372.2 g/mol)
Hornilla o mechero. NaOH al 30 %
Vidrio de reloj.

PROCEDIMIENTO

Preparacin de la solucin patrn primario de Zinc.

1. En una vaso de precipitados de 100ml, limpio y seco se pesan con precisin

0,32 g de zinc puro granulado, bajo una campana de extraccin se aaden
10ml de HCl 6N y se tapa el vaso con un vidrio de reloj.
2. Se espera hasta que todo el Zinc se disuelva. (Escriba la ecuacin qumica
de ataque del Zinc con HCl). Despus de la disolucin se levanta el vidrio
de reloj con precaucin y se recogen las porciones de solucin de ataque
que salpicaron al vidrio de reloj en el mismo vaso de precipitado,
enjuagndolo con un chorrito de agua destilada de la pizeta.
3. El contenido del vaso de precipitado se transfiere al matraz volumtrico de
100ml se enjuaga el vaso con dos porciones de agua destilada y cada
enjuague se mezcla con solucin anterior. Las paredes del vaso de
 precipitado se enjuagan tambin con una pequea cantidad de agua
destilada
4. el nivel de la solucin en el matraz volumtrico de 100 ml se lleva hasta el
aforo con agua destilada.
5. El matraz se tapa y se agita para homogenizar (solucin A). cual es la
concentracin de Zinc en la solucin anterior.

6. tomar y transferir 10 ml con pipeta volumtrica de esta solucin a otro

matraz volumtrico de 50ml, se aade una gota de rojo de metilo y gota a
gota de solucin de NaOH hasta el cambio de color del indicador (no
agregar sosa en exceso).
7. Debe observarse en este momento la existencia de una turbidez en la
solucin (indicar a que se debe).
8. Se agrega 10ml de la solucin amortiguadora de pH 10 constituido por
NH4Cl/NH3 se agita hasta que la turbidez desaparezca por y se completa
con agua destilada hasta la marca del aforo (solucin B). cual es la
concentracin de zinc en esta ultima solucin.

Normalizacin de EDTA

1. La bureta se enjuaga con una pequea porcin de la solucin titulante de

EDTA, se descarta el enjuague y se llena con la misma solucin.
2. Se controla que no persistan burbujas de aire en el cuerpo de la bureta.
3. Con la pipeta volumtrica de 10ml tomar este volumen de solucin B y
transferir a un matraz Erlenmeyer de 250ml.
4. Se agrega el indicador NET (una punta de esptula aproximadamente 30
mg) y se procede a titular con la solucin de EDTA hasta observar el viraje
del indicador (Calcular la concentracin de EDTA)

Determinacin de la dureza del agua

1. Transferir 100ml de agua filtrada de la llave de grifo del laboratorio a un

matraz Erlenmeyer de 250ml. Calentar aproximadamente a 60C. enfriar
luego agregar 5 ml de solucin reguladora e indicador NET.
2. Titular con EDTA (normalizada en 4.2.3) hasta que vire del indicador de
color vino rosado a azul.
3. Calcular la dureza del agua en ppm de CaCO3.

Determinacion de Ca2+ y Mg2+

Se ha descrito previamente como se determin Ca2+ y Mg2+ y otros cationes

que se encuentran en mnimas concentraciones en agua y se expres todo los
carbonatos como CaCO3 (dureza del agua) para saber el contenido individual
de calcio y magnesio, una alternativa es medir por EDTA especficamente
solamente el calcio utilizando murexida como indicador y calcular el contenido
de Magnesio por diferencia del anlisis con EDTA e indicador NET (dureza
total, contenido de calcio + magnesio) menos el anlisis de calcio por EDTA
con murexida como indicador.(contenido de calcio).
Determinacin de Ca2+

1. Transferir 100ml de agua filtrada de la llave de grifo del laboratorio a un

matraz Erlenmeyer de 250ml. Calentar aproximadamente a 60C. dejar
enfriar
2. luego regular el pH entre 12 y 13 con unas gotas de NaOH al 30%
3. Agregar una punta de esptula del indicador murexida
(aproximadamente 30 mg).

4. Titular con EDTA (normalizada en 4.2.3) hasta que vire del indicador de
color rosado a vino. Calcular la concentracin de calcio en la muestra.

NOTA: El contenido de calcio en 4.2.5.1 transformar a moles de calcio que ser

restada de los moles de calcio +magnesio determinado en 4.2.4 y calcular la
concentracin de magnesio de la muestra.

HOJA DE CONTROL DE DATOS

TABLA 1: NORMALIZACION DE LA SOLUCION DE EDTA

..g Zn aforados en ml de solucin SOLUCION A

ml de la SOLUCION A aforados en ..ml SOLUCION B

N [ml] alcuota de la solucin B [ml] de EDTA [M] EDTA

1
2
3
4
5
6

TABLA 2: DETERMINACION DE DUREZA DEL AGUA

N [ml] de muestra [ml] de EDTA ppm de CaCO3

1
2
3
4
5
6

La muestra de agua pertenece a la clasificacin ..

TABLA 3: DETERMINACION DE CALCIO DEL AGUA

N [ml] de muestra [ml] de EDTA ppm. Ca ppm. Mg

1
2
3
4
5
6

BIBLIOGRAFIA

1. Qumica Analtica, Skoog D.A., West D.M., Holler F.J. Crouch S.R., 7a
Ed. Editorial, Mc GRAW-HILL, Mexico, 2001.
2. Manual Fisicoqumico para anlisis de Aguas, Universidad Mayor de
San Simn, Facultad de Ciencias y Tecnologa, Centro de Aguas, 1985.
https://es.scribd.com/presentation/306106160/analisis-fisicoquimico-de-aguas

3. Durezas
Determinar por volumetra con EDTA, las durezas total, de calcio y/o de magnesio, y la
concentracin de calcio y/o magnesio en una muestra de agua.

3.1. Fundamento

En la prctica se define la dureza total del agua como la suma de las concentraciones
de iones calcio y magnesio expresado como carbonato de calcio en mg/L. El mtodo
volumtrico se basa en la capacidad que tiene la sal sdica del cido
etilendiaminotetraactico (EDTA) para formar complejos de quelato solubles al
aadirse a soluciones de algunos cationes metlicos. Al determinar la Dureza Total, el
pH de la solucin debe estar alrededor de 10, para lo cual se adiciona la solucin
tampn de dureza y como indicador el Negro de Eriocromo T, que causa una
coloracin rojo vino.

La adicin de EDTA como titulante acompleja los iones calcio y magnesio y en el punto
final de la titulacin, la solucin vira a color azul. Para asegurar un satisfactorio punto
final, tiene que existir Mg, el cual se introduce en el tampn. Aunque la agudeza del
punto final se incrementa con el pH, ste no puede incrementarse indefinidamente
pues precipitara carbonato de calcio o hidrxido de magnesio.

Para la Dureza de Calcio se utiliza como alcalinizante el hidrxido de sodio para llevar
el pH a un alto nivel con el fin de precipitar el magnesio y poder determinar el calcio,
utilizando Murexida como indicador, que forma con el EDTA un punto final de color
violeta definido.

La Dureza de Magnesio se determina por diferencia entre la Dureza Total y la de Calcio.

El Calcio y el Magnesio se determinan por clculos provenientes de las Durezas de
Calcio y Magnesio, respectivamente.

3.2. mbito de aplicacin

El mtodo es aplicable a todo tipo de aguas, siempre que no sean altamente

coloreadas, salinas o con altos contenidos de metales. Las aguas residuales o
contaminadas deben someterse previamente a una digestin cida.

3.3. Interferencias

A las concentraciones habitualmente encontradas en nuestras aguas crudas y tratadas,

no interfieren otras sustancias.

3.4. Descripcin de la metodologa analtica

3.4.1. Recoleccin, preservacin y almacenaje de muestras:

Las muestras pueden recolectarse en frascos de plstico o vidrio. Se recomienda

analizar sin dilacin aunque pueden preservarse a pH < 2 con cido ntrico o cido

sulfrico y almacenarse por un tiempo no mayor de seis meses sin necesidad de

refrigeracin. No obstante, puede refrigerarse la muestra si otros analitos as lo

requieren.

3.4.2. Equipos y materiales:

- Bureta

- Erlenmeyers de vidrio, preferiblemente de 200-300 mL

- Agitador magntico

3.4.3. Reactivos:

Para la preparacin de reactivos, patrones y muestras, se emplear agua desionizada.

Todos los reactivos son de grado analtico, excepto se indique alguna especificacin.

- Solucin EDTA 0.01M: utilizar la Solucin Titrisol Titriplex III 0.1 M; pipetear 100 mL
de esta solucin Titrisol a un matraz aforado de 1000 mL y enrasar con agua. Pueden
emplearse otras soluciones comerciales de EDTA.Na 0.01M valoradas.

- Como alternativa: pesar 3.723g de la sal sdica del cido etilendiaminotetraactico

dihidratado (EDTA-Na2.2H2O) y 0.4 g de NaOH y disolverlo con agua enrasando en
matraz aforado de 1000 mL. En cualquier caso, hay que estandarizar con solucin
estndar de Ca; un mL de solucin EDTA 0.0100 M equivale a 1000 g CaCO3 ( 400.8
g Ca)/mL. Guardar en frasco de vidrio borosilicatado o de plstico. Es estable por
varias semanas pero para compensar el posible deterioro gradual, debe estandarizarse
mensualmente. Los resultados se registran en el correspondiente FR_311 Control de
soluciones de titulacin.

- Solucin de Calcio Estndar 0.01 M: pesar 1.0000 g de carbonato de calcio anhidro

(CaCO3), previamente secado a 120C por dos horas y colocarlo en un erlenmeyer de
500 mL. Colocar un embudo en el cuello del frasco y adicionar poco a poco HCl 1:1
hasta disolver el carbonato de calcio. Aadir 200 mL de agua destilada y hervir por
algunos minutos (2-4) para expulsar el CO2. Enfriar y aadir 2 gotas de rojo de metilo.
Ajustar el color a naranja aadiendo gotas de HCl 1:1 o de NH4OH 3N. Trasvasar a un
matraz aforado de 1000 mL y enrasar con agua. Un mL de esta solucin contiene 1.00
mg de CaCO3. Guardar en frasco de vidrio hasta seis meses.

- Solucin Tampn para Dureza Total: pesar y disolver 16.9 g de cloruro de amonio
(NH4Cl) en 143 mL de hidrxido de amonio concentrado (NH4OH). Aadir 1.25 g de sal
de magnesio de EDTA. Enrasar con agua en matraz aforado de 250 mL.

- Solucin de hidrxido de sodio 1 N: pesar 40 g de NaOH en lentejas y disolverlos con

agua en baln aforado de 1000 mL.

- Solucin de cido clorhdrico 1:1: tomar 100 mL de HCl concentrado y completar a

200 mL con agua en baln aforado.

- Indicador Negro de Eriocromo T: pesar 0.5 g de polvo Negro de Eriocromo T y

mezclarlos ntimamente con 100 g de cloruro de sodio finamente pulverizado y seco.
Guardar en una botella oscura, su estabilidad es al menos de un ao.
- Indicador de Murexida: pesar 0.2 g de polvo Murexida (purpurato de amonio) y
mezclarlos ntimamente con 100 g de NaCl finamente pulverizado y seco. Conservar
por seis meses.

3.4.2. Procedimiento:

Las condiciones ambientales no son crticas para la realizacin de este ensayo.

Titulacin del EDTA 0.01M:

Dejar que la solucin estndar de Ca alcance la temperatura ambiente y pipetear 10

mL de la misma a un matraz erlenmeyer de 250 mL, agregar 40 mL de agua
desionizada y 1 mL de solucin tampn (para garantizar pH prximo a 10). Aadir 1
cucharilla de Indicador Negro de Eriocromo T (la solucin tomar color rojo vino).
Titular con solucin EDTA hasta viraje a color azul suave.

Clculos:

V (CaCO3) x M (CaCO3) = V (EDTA) x M (EDTA)

Realizar al menos dos rplicas que resulten coincidentes (diferencia mxima de 0.1 mL
en los volmenes gastados) y considerar el valor promedio.

El criterio previo de analizar rplicas, tambin se aplica a las muestras.

Determinacin de dureza total en muestras:

- Dejar que la muestra alcance la temperatura ambiente.

- Pipetear 50 mL de muestra a un erlenmeyer.

- Aadir 1 mL de solucin tampn y una cucharilla de Indicador Negro de

Eriocromo T (la solucin tomar color rojo vino).

- Titular con solucin EDTA hasta viraje a color azul suave.

Determinacin de dureza de calcio en muestras:

- Dejar que la muestra alcance la temperatura ambiente.

- Pipetear 50 mL de muestra a un erlenmeyer.

- Aadir 1 mL de solucin NaOH 1N y verificar que el pH sea 12-13. De ser

necesario, aadir otro mL de NaOH; aadir una cucharilla de Indicador de

Murexida (la solucin tomar color rosado).

- Titular inmediatamente con solucin EDTA (ya que el indicador es inestable

en medio bsico) hasta color violeta definido; anotar el volumen de EDTA

consumido y aadir 1-2 gotas en exceso para verificar que no ocurre cambio

de color adicional.

3.6. Clculos y presentacin de resultados

Clculos:

Dureza total:

A x M x 100000

Dureza total como mg CaCO3/L = ------------------------------ mL de muestra

Dureza de Calcio:

A x M x 100000

Dureza de Ca como mg CaCO3/L = ------------------------------ mL de muestra

Para ambas:

A = mL de EDTA gastados en la titulacin

M = molaridad del EDTA

Para 50 mL de muestra, volumen habitualmente utilizado, se simplifica a:

Dureza (total o de Ca) como mg CaCO3/L = A x M x 2000

En caso de utilizar diluciones:

Dureza (total o de Ca) como mg CaCO3/L = A x M x 2000 x Fd

Siendo Fd: factor de dilucin

Dureza de Magnesio:

Dureza de Magnesio = Dureza Total - Dureza de Calcio

Calcio:

mg Ca/L = Dureza de Calcio / 2.5

mg Ca/L = [ A x 40.08 x M x 1000 ] / mL de muestra

Magnesio:

mg Mg/L = Dureza de Magnesio / 4.12

mg Mg/L = Dureza de Magnesio x 0.243

Todos los resultados se expresan en mg/L y redondeados a la unidad.

Para las durezas se expresan en mg CaCO3/L.

Cuando el resultado sea < 5 mg/L, consultar el lmite de deteccin vigente o

calcularlo en el momento del ensayo.

Bibliografa

- APHA-AWWA-WEF (2005) Standard Methods for the Examination of Water

and Wastewater. 21th Edition. New York, 2-37 a 2-39, mtodo 2340 C; 3-65 y

3-66, mtodo 3500-Ca B; 3-83 y 3-84 mtodo 3500-Mg B.

- ASTM (1995) Standard Test Methods for Calcium and Magnesium In Water D

511-93, Philadelphia, 6 pginas.

http://www.eumed.net/libros-gratis/2013a/1326/1326.pdf

Dureza total

La dureza total es calculada como siendo la suma de las concentraciones de iones

calcio y magnesio en el agua, expresados como carbonato de calcio.

La dureza de un agua puede ser temporal o permanente.

La dureza temporal, tambin llamada dureza de carbonatos, es producida por la

presencia de bicarbonatos de calcio y magnesio. Ese tipo de dureza resiste a la accin
de los jabones y genera incrustaciones. Se denomina temporal porque los
bicarbonatos, por la accin del calor, se descomponen en gas carbnico, agua y
carbonatos insolubles que se precipitan.

La dureza permanente, tambin llamada dureza de no carbonatos, se debe a la

presencia de sulfatos, cloruros y nitratos de calcio y magnesio, resiste tambin a la
accin de los jabones, pero no genera incrustaciones por ser sus sales muy solubles en
el agua. No se descompone por la accin del calor.

La portara MS n 2.914/2011 establece para dureza total la concentracin de 500 mg/l

en trminos de CaCO3 como el valor mximo permitido para agua potable.

Mtodo de determinacin

Titulacin con EDTA

Material necesario:

a) bureta de 50 ml;

b) pipeta volumtrica de 25 ml;

c) baln volumtrico de 50 ml;

d) Becker de 100 ml;

e) frasco Erlenmeyer de 250 ml;

f) solucin estndar de EDTA 0,01 M;

g) solucin tampn;

h) indicador eriochrome black T;

i) inhibidor I cianuro de sodio P.A en polvo;

j) inhibidor II sulfuro de sodio.

Tcnica

a) tomar 25 ml de la muestra y diluir para 50 ml con aguadestilada en baln

volumtrico;

b) transferir para un becker de 100 ml y adicionar 1 a 2 ml de la solucin tampn para

elevar el pH a 10 0,1;

c) transferir para un frasco Erlenmeyer de 250 ml y adicionar alrededor de 0,05 gramos

del Indicador negro de eriocromo T;

d) titular con EDTA 0,01M agitando continuamente hasta el desaparecimiento del color
purpuro rojizo y la aparicin del color azul (final de la titulacin);

e) anotar el volumen de EDTA gasto (ml);

f) hacer un blanco con agua destilada;

g) sustraer el volumen de EDTA gasto en la titulacin del blanco del volumen de EDTA
gasto en la titulacin de la muestra. La diferencia es el volumen que ser aplicado en el
clculo abajo.

Clculo

Dureza Total en mg/l CaCO3 = ml de EDTA x 1000 x Fc/ ml de la muestra

Notas: 1. La ausencia de un punto de viraje definido, por lo general, indica la necesidad

de adicin de un inhibidor o que el indicador est determinado;
2. No tome ms de 5 minutos para la titulacin, medido luego de la adicin de la
solucin tampn;

3. Caso la dureza del agua sea muy baja, use muestra mayor, 50 a 250 ml, adicionando
proporcionalmente mayor cantidad de solucin tampn, del inhibidor e indicador;

4. Caso necesite usar el inhibidor, adicionar 20 gotas del inhibidor II.

5. Fc = Factor de correccin del EDTA cuando haya y sea diferente de 1.

http://www.funasa.gov.br/site/wp-content/files_mf/manualaguaespanholweb_2.pdf