Relatorio sobre Dureza Total da Água

Relatorio sobre Dureza Total da Água

Universidade do Estado de Santa Catarina - UDESC

Centro de Educação Superior do Alto Vale do Itajaí - CEAVI

Departamento de Engenharia Sanitária

Relatório de

Química Tecnológica

Dureza Total da água

Data de realização do experimento: 26/11/2013

Acadêmico: Emanuel Fusinato

Assinatura:

Acadêmica: Jose Guilherme Espindola

Assinatura:

Data de elaboração do relatório: 30/11/2013

Ibirama, 30 de novembro de 2013.

Objetivo

Por meio do processo de titulação por complexação, utilizando uma solução padronizada de EDTA, determinar a dureza da água.

Introdução

Dureza é um parâmetro característico da qualidade de águas de abastecimento industrial e doméstico. A dureza da água é determinada pela presença de sais de cálcio e de magnésio encontrados em solução. Assim, os principais íons causadores de dureza são cálcio e magnésio tendo um papel secundário o zinco e o estrôncio. Algumas vezes, alumínio e ferro férrico são considerados como contribuintes da dureza.

Normalmente, reconhece-se que uma água é mais dura ou menos dura, pela maior ou menor facilidade de obter espuma de sabão. As águas duras caracterizam-se, pois, por exigirem consideráveis quantidades de sabão para produzir espuma.

O método mais comumente empregado para determinação de dureza total é o método utilizado o EDTA, sendo baseado na reação do ácido etilenodiaminatetracético (EDTA) ou seus sais de sódio que formam complexos com certos cátions metálicos.

A reação que ocorre num pH = 10, necessita de um indicador, preto de eriocromo T, que apresenta seu ponto de viragem com característica cor azul, este é reconhecido quando suficiente EDTA é adicionado e íons metálicos formam complexos com o EDTA, em vez dos complexos associados ao eriocromo.

Materiais e Métodos

Materiais e Reagentes Utilizados

- Balança;

- Balões de Erlenmeyer de 250 mL;

- Bureta;

- Pipetas volumétricas;

- Pipetas graduadas;

- Conta gotas;

- Espátula;

- Estufa;

- Bico de busen;

- Balão volumétrico de 1000 ml;

- Água a analisar;

- Indicador de negro de Ericrómio T;

- Solução padrão de carbonato de cálcio, 0,01 M;

- Solução aquosa de NaOH 1 M;

- Solução padrão EDTA 0,01 M;

- Solução-tampão de NH4+/NH3;

- Água deionizada;

- Ácido clorídrico;

- Hidróxido de amônio 3 N:

Métodos

Solução tampão de NH4+ /NH3:

1- Dissolver 6,75 g de cloreto de amônio em 57 ml de amônia a 22% de NH3 e diluir a 100 mL com água deionizada.

2- Guardar em frasco de plástico. O prazo de validade da solução é de aproximadamente 1 mês.

Solução padrão de EDTA:

1- Pesar 3,723 g de etilenodiaminotetracetato dissódico dihidratado para um Becker.

2- Dissolver em água deionizada, transferir para um balão volumétrico de 1 L e diluir até à marca.

3- Guardar a solução num frasco de polietileno.

Preparação da solução de Negro de Ericrómio T:

1- Pesar 0,5 g de Negro de Ericrómio T e 4,5 g de cloreto de hidroxilamina.

2- Misturar muito bem num pilão.

3- Adicionar 2,0 ml da solução tampão, medidos com pipeta graduada, e 50 ml de álcool etílico. Transferir para um balão volumétrico de 100 ml e completar o volume com álcool etílico.

4- Rolhar o balão e agitar até homogeneização completa.

5- Deixar a solução em repouso durante 24 horas.

6- Filtrar a solução, utilizando papel de filtro e passar a solução para um frasco conta-gotas.

Determinação da concentração de EDTA:

1- Pipetar 20,00 ml da solução padrão de carbonato de cálcio para um balão Erlenmeyer de 250 ml.

2- Adicionar 30 ml de água deionizada, 1 ml de solução tampão e 3 gotas de indicador Negro de Ericrómio T.

3- Titular com solução de EDTA até a viragem de vermelho-vinoso para azul.

Determinação da dureza total:

1 - Pipetar 100,00 mL da água a analisar para um balão de Erlenmeyer.

2 - Adicionar 1 ml da solução‑tampão e 1 mL de indicador Negro de Eriocrómio T.

3 - Titular com a solução de EDTA. A viragem da cor vermelho-vinoso do indicador para azul indica o ponto final da reação.

4 - Exprimir o resultado da análise em miligramas de carbonato de cálcio por litro de água.

5- Repetir o procedimento até obter 3 resultados concordantes.

6- Calcular a dureza total da água expressa em mg/L de CaCO3.

Resultados e Discussões

As soluções que seriam utilizadas estavam preparadas e com concentração determinada.

Determinação da dureza total: Para realização da titulação antes temos que preparar a água, adicionando 1 mL do indicador negro de eriocromo T, e 1mL da solução tampão NH4+ /NH3, com isso observamos uma coloração vermelho-vinoso, devido a reação de complexação entre o negro de eriocromo T e os cátions Ca2+ e Mg2+.

Após preparada a solução, iniciamos a titulação, o ponto de viragem observado foi a passagem da cor vermelho-vinoso para azul, isto se deve a reação de complexação entre o EDTA e os cátions Ca2+ e Mg2+.

Realizamos a titulação em duplicata, o que resultou em um valor médio 1,7 mL, de EDTA 0,013 mol/L. Efetuando os cálculos chegamos a concentração de íons Cálcio e Magnésio:

1 mol de EDTA equivale a 1 mol de íon metálico.

CmEDTA = 0,013 mol/L

nEDTA = 0,013 mol/L. 1,7x10-3 nMetal = nEDTA = 2,21x10-5 mol

Utilizaremos a massa molar do carbonato de cálcio nos cálculos, como representante dos cátions Ca2+ e Mg2+.

nCaCO3= 2,21x10-5 = mCaCO3= 2,212x10-3 g

=

Esta é a concentração de na amostra de água do poço. Com a amostra da água da torneira efetuaremos os mesmos cálculos utilizando 2,7 mL como volume titulado.

CmEDTA = 0,013 mol/L

nEDTA = 0,013 mol/L. 2,7x10-3 nMetal = nEDTA = 3,51x10-5 mol

nCaCO3= 3,51x10-5 = mCaCO3= 3,513x10-3 g

=

Conclusão

Utilizando o método de complexação por titulação de EDTA, obtivemos a classificação da água quanto à dureza. Esta classificação pode ser determinada pela concentração de carbonato de cálcio na água:

Classificação da água conforme os níveis de mg/L

Água mole

< 50

Água de dureza moderada

50 - 150

Água dura

150 - 300

Água muito dura

> 300

A classe ideal para o consumo domestico e industrial é a de água mole, uma vez que níveis elevados de dureza podem causar vários problemas no uso domestico e industrial. Como sabor e odor desagradável, efeitos laxativos, reduzir a formação de espuma dos sabões e formar incrustações em tubulações e caldeiras.

Tendo como base a tabela acima e dados do Ministério da Saúde, os níveis ideais de dureza da água situam-se entre 40mg/L e 170mg/L de carbonato de cálcio, sendo o valor médio de 80mg/L. Podemos verificar que tanto a água do poço quanto a água da torneira estão na classe de água mole, portanto, considerada própria para o consumo.

Referências

http://pt.wikipedia.org/wiki/Dureza_da_%C3%A1gua (acessado em 30/11/13)

http://pt.wikipedia.org/wiki/EDTA (acessado em 30/11/13)

Introdução à Química da Água: Ciência, vida e sobrevivência; Ervim Lenzi, Luzia Otilia Bortotti Favero, Eduardo Bernardi Luchese.

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