El documento describe los procedimientos para determinar la dureza total en muestras de agua de manantial embotellada mediante valoraciones complejométricas utilizando el ácido etilendiaminotetraacético (EDTA) como agente quelante y el eriocromo negro T como indicador. Se explican los principios químicos involucrados, la preparación de las disoluciones patrón y la metodología para realizar las valoraciones y calcular los resultados en términos de mg de CaCO3 por litro de agua.

1. Valoraciones complejometricas
Determinación de dureza total en
muestras de agua de manantial
embotellada.
Paulina Silva Trejos

2. 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.

3. 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.

4. 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.

5. 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.

6. Estructura y equilibrios de disociación
del EDTA

7. Valores de las constantes

8. Curva de distribución de especies del
EDTA

9. Curvas de valoración de formación de
complejos

10. 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.

11. 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.

12. Determinación de dureza de aguas

13. Valores de la K de formación del
complejo para Ca, Mg y Zn a pH 10

14. 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.

15. 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:

16. Estructura del NET

17. Comportamiento acido base del
indicador NET

18. 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:

19. 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.

20. 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.

21. 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.

22. 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

23. Componentes de incertidumbre para
concentración sustancia disolución de
CaCO3
C CaCO3
Masa CaCO3
linealida
d
resolución
precisión
Pureza
Aforo balón
temperatura precisión
tolerancia
C CaCO3
M CaCO3

24. 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

25. Componentes de incertidumbre para
concentración sustancia disolución de CaCO3
CAEDT
Error punto
finalVolumen de punto
final
tolerancia
temperatura
Medición alícuota
10.00 mL
tolerancia temperatura
Precisión en la
valoración

26. 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.

27. 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

28. 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.

29. 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.