O documento descreve experimentos para determinar a dureza da água (concentração de CaCO3) da torneira e do bebedouro através de titulação complexométrica com EDTA. A água da torneira apresentou concentração maior de CaCO3 (0,42827g/L) do que a água do bebedouro (0,00547g/L), tornando-a mais dura e imprópria para consumo.

1. Determinação da dureza da água da torneira e do bebedouro
1. OBJETIVOS
Experimento 1: Determinar a concentração de CaCO3 (dureza), em g/L,
presente na água da torneira através da concentração dos íons metálicos
Ca+2
/Mg+2
na solução.
Experimento 2: Determinar a concentração de CaCO3 (dureza), em g/L,
presente na água do bebedouro através da concentração dos íons metálicos
Ca+2
/Mg+2
na solução.
2. INTRODUÇÃO
Nas titulações complexométricas um íon metálico reage com um ligante
adequado para formar um complexo, e o ponto de equivalência é determinado
por um indicador. A grande maioria dessas titulações se faz com ligantes
multidentados (que possuem quatro ou seis grupos doadores de elétrons na
mesma molécula e formam complexos estáveis), principalmente o EDTA. As
soluções de EDTA são bastante úteis como titulante porque o reagente
combina com os íons metálicos na proporção de 1:1, não importando a carga
do cátion.
Através da titulação complexométrica pode-se determinar a dureza da
água de um determinado lugar, utilizando uma solução de EDTA já protonada
como titulante e o negro de Eriocromo T como indicador. O negro de Eriocromo
T é um indicador típico de íons metálicos, que é utilizado na titulação de
diversos cátions. Ele apresenta coloração azul, mas na presença de metais fica
com uma coloração avermelhada/vinho.
A dureza da água é a propriedade relacionada com a concentração
de íons de determinados minerais dissolvidos nesta substância, ela é
predominantemente causada pela presença de sais de cálcio e magnésio, de
modo que os principais íons levados em consideração na medição são os de
cálcio (Ca2+
) e magnésio (Mg2+
). A dureza é expressa em termos de CaCO3.
Neste relatório serão relatados experimentos realizados com a
objetivação de determinar a dureza da água através da concentração de
CaCO3 nela presente.

2. 3. PARTE EXPERIMENTAL
Experimento 1:
1) Colocou-se a água da torneira em um recipiente e, através da pipeta
volumétrica, foi pipetada uma alíquota de 20mL;
2) A alíquota foi transferida para um balão volumétrico de 250mL;
3) A fim de regularizar o pH da solução, colocou-se 3mL de uma solução
tampão de pH equivalente a 10 também no balão volumétrico;
4) O balão volumétrico foi completado com água destilada até o menisco
e agitado para homogeneizar a solução;
5) Foi retirada uma alíquota de 20mL do balão volumétrico e colocada
no erlenmeyer de 100mL;
6) No mesmo erlenmeyer foi colocada uma espátula do negro de
Eriocromo T. Agitou-se o erlenmeyer para homogeneizar a solução nele
contida (titulado);
7) A bureta foi completada com uma solução de EDTA já protonado,
com pH em torno de 6 e concentração de 0,00995 mol/L (titulante);
8) Abriu-se a bureta aos poucos para a adição do EDTA à solução
presente no erlenmeyer, que estava sendo agitado;
9) Esperou-se a solução ganhar um tom que deve ser marrom/vinho;
10) Anotou-se o volume da solução de EDTA consumido para o auxílio
dos cálculos da concentração de CaCO3 na água da torneira.
Experimento 2:
1) Colocou-se a água do bebedouro em um recipiente e, através da
pipeta volumétrica, foi pipetada uma alíquota de 20mL;
2) A alíquota foi transferida para o erlenmeyer de 100mL;
3) A fim de regularizar o pH da solução, colocou-se 5 gotas de uma
solução tampão de pH equivalente a 10 também no erlenmeyer;
4) No mesmo erlenmeyer foi colocada uma espátula do negro de
Eriocromo T. Agitou-se o erlenmeyer para homogeneizar a solução
nele contida (titulado);
5) A bureta foi completada com uma solução de EDTA já protonado,
com pH em torno de 6 e concentração de 0,00995 mol/L (titulante);
6) Abriu-se a bureta aos poucos para a adição do EDTA à solução
presente no erlenmeyer, que estava sendo agitado;
7) Esperou-se a solução ganhar um tom que deve ser marrom/vinho;
8) Anotou-se o volume da solução de EDTA consumido para o auxílio
dos cálculos da concentração de CaCO3 na água do bebedouro.

3. 4. RESULTADOS E DISCUSSÃO
O primeiro experimento foi realizado com água da torneira a fim de se
determinar a dureza da mesma, ou seja, concentração de CaCO3, por meio
da titulação após a amostra ter sido tamponada com pH igual a 10. Nesse
experimento foi utilizado o ligante EDTA, previamente padronizado, por este
reagir na proporção de 1:1 com os íons metálicos. E o negro de Eriocromo T
foi utilizado para indicar os íons metálicos no processo de titulação.
Primeiramente, anotou-se a quantidade de EDTA consumido na bureta
(8,6 mL). A partir desse valor, pode-se calcular o número de mols de EDTA,
utilizando o seguinte cálculo:
0,00995 mol de EDTA --------------- 1000mL
x ---------------- 8,6mL
x = 0,00008557 mol de EDTA
Como o EDTA é um ligante que reage de 1:1 com os íons metálicos,
possuímos então: 0,00008557 mol de Ca+
/Mg+
.
Achada a quantidade de íons metálicos em 20mL da solução, é
necessário saber o número de mols de Ca+
/Mg+
em 250mL da mesma
solução. Para tanto, efetua-se o seguinte cálculo:
8,557x10-5
mol de Ca+
/Mg+
--------- 20mL
y --------- 250mL
y = 0,00106 mol de Ca+
/Mg+
Dessa forma, pode-se efetuar o cálculo onde será encontrada a
concentração (em mol/L) de íons metálicos na solução:
0,00106 mol de Ca+
/Mg+
------------- 250mL
z ------------- 1000mL
z = 0,00427 mol/L de Ca+
/Mg+
O Magnésio, entretanto, não forma um complexo muito estável com o
EDTA e por apresentar menor massa molecular que o Cálcio, não é titulado
e, portanto, a dureza da água é calculada levando em consideração a
concentração de CaCO3.
Portanto, agora se deve determinar a concentração de CaCO3 em g/L:

4. 1 mol de CaCO3 ------------------- 100,1g
0,00427 mol de CaCO3 ------ w
w = 0,42827g de CaCO3
Logo, a concentração de CaCO3 na água da torneira é de 0,42827g/L.
No segundo experimento foram realizados os mesmos procedimentos,
utilizando, entretanto, a água do bebedouro.
Dessa forma, fica mais fácil obter a dureza da água ou concentração de
CaCO3.
Primeiramente, anotou-se a quantidade de EDTA consumido na bureta
(5,5 mL). A partir desse valor, pode-se calcular o número de mols de EDTA,
utilizando o seguinte cálculo:
0,00995 mol de EDTA -------------- 1000mL
x -------------- 5,5mL
x = 0,0000547 mol de EDTA
Como o EDTA é um ligante que reage de 1:1 com os íons metálicos,
possuímos então: 0,0000547 mol de Ca+
/Mg+
. Pelos mesmos motivos já
esclarecidos no texto, não se leva em consideração a titulação do Magnésio.
Agora, portanto, deve-se determinar a concentração de CaCO3 em g/L:
1 mol de CaCO3 ------------------- 100,1g
0,0000547 mol de CaCO3 ------ y
y = 0,00547g de CaCO3
Logo, a concentração de CaCO3 na água do bebedouro é de
0,00547g/L.
Quanto ao ponto de viragem, em ambos os experimentos, as soluções
com água da torneira e do bebedouro apresentavam coloração azulada
devido ao negro de Eriocromo T. Entretanto, a medida que o EDTA foi sendo
adicionado a solução, o negro de Eriocromo T foi descomplexado e perdeu
sua coloração original, adquirindo tonalidade marrom/vinho.

5. 6. CONCLUSÃO
Através dos experimentos realizados e resultados obtidos, pode-se
observar que o nível de concentração do carbonato de cálcio na água da
torneira (0,42827g/L) é bem mais alto que o da água do bebedouro
(0,00547g/L). A grande quantidade de sais de cálcio e magnésio na água da
torneira a torna “dura” e, portanto, imprópria ao consumo humano, podendo
trazer vários problemas de saúde caso seja ingerida sem o tratamento
necessário. Já a água do bebedouro é “macia” e própria para o consumo
humano, uma vez que apresenta pequenas quantidades dos sais.
7. REFERÊNCIAS
- http://www.ebah.com.br/content/ABAAAAeg8AG/equilibrio-complexos
- http://pessoal.utfpr.edu.br/colombo/arquivos/Dureza.pdf
- http://www.ufjf.br/nupis/files/2011/04/aula-7-Volumetria-de-
Complexa%C3%A7%C3%A3o-2011.11.pdf
- www.scribd.com/doc/43939896/Indicadores