Prof. Colombo Determinação da DUREZA EM ÁGUAS 1- INTRODUÇÃO DEFINIÇÃO: Característica conferida à água, pela presença de sais alcalino-terrosos (cálcio, magnésio, e outros) e de alguns metais, em menor intensidade. Quando a dureza é devida aos sais bicarbonatos e carbonatos (de cálcio, magnésio, e outros), denomina-se temporária pois pode ser eliminada quase totalmente pela fervura; quando é devida a outros sais, denomina-se permanente. As águas duras, em função de condições desfavoráveis de equilíbrio químico, podem incrustar nas tubulações e dificultar a formação de espumas com o sabão. (NBR 9896/1993). A dureza total de uma amostra de água é a concentração total de cátions bivalentes, principalmente de cálcio e magnésio, expressa em termos de CaCO3. Exprime a dureza da água obtida pela soma das durezas de carbonatos (dureza temporária) e de não-carbonatos (dureza permanente). MÉTODOS: 1) Método titulométrico do EDTA-Na (NBR 12621/Set 1992). 2) Método complexométrico (NBR 5761/Dez 1984). Princípio do Método titulométrico do EDTA-Na para determinação da Dureza Total: Os íons Ca++ e Mg++ de umas solução formam um complexo vermelho vinho com o corante negro de eriocromo-T, em pH= 10,0. Pela adição de EDTA-Na à solução colorida, ocorre a formação de um complexo estável e não dissociado do EDTA-Na com íons Ca++ e Mg++, separandose o corante. Quando a quantidade de EDTA-Na for suficiente para complexar todo o cálcio e magnésio, a solução toma a cor azul original do corante, o que indica o fim da titulação. Princípio do Método titulométrico do EDTA-Na para determinação do Cálcio: O EDTA quando adicionado a uma amostra de água contendo Ca++ e Mg++ combina principalmente com o cálcio que pode ser determinado diretamente, com o EDTA. Para tanto, deve-se elevar o pH, a fim de precipitar o magnésio como hidróxido, e usar um indicador que se combine somente com o cálcio. Alguns indicadores provocam uma visível troca de cor quando todo o cálcio é complexado pelo EDTA, em pH na faixa de 12-13. 2- OBJETIVO

Determinar a dureza total, o cálcio e o magnésio em amostras de água para abastecimento público e águas naturais em geral, através do método titulométrico do EDTA-Na. 3- METODOLOGIA

UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁPR

Ministério da Educação Universidade Tecnológica Federal do Paraná Campus Curitiba – Departamento de Química e Biologia Disciplina: ANÁLISE DE CONTAMINANTES AMBIENTAIS

Materiais Reagentes

2 erlenmeyer de 250 mL 1 béquer de 100 mL 1 proveta de 100 mL 1 funil de haste curta 1 bureta de 25 ou 50 mL 1 pipeta volumétrica de 100 mL 1 pipeta volumétrica de 25 mL 1 pera insufladora de ar 1 suporte universal 1 garra para bureta

Solução de EDTA-Na (sal dissódico de EDTA) 0,01 mol/L Pastilhas tampão para dureza Papel indicador universal Solução NH4OH conc. (hidróxido de amônio) Solução de NaOH (hidróxido de sódio) 1 mol/L Solução padrão de CaCO3 (Carbonato de cálcio) 0,01 mol/L Indicador murexida. Indicador de Negro de eriocromo -T

1) Padronização da solução de EDTA-Na 0,01 mol/L (Na2H2C10H12O8N2.2H2O) a) Diluir 25 mL da solução padrão de CaCO3 0,01 mol/L (medidos com pipeta volumétrica) a 50 mL

com H2O, em erlenmeyer de 250 mL. b) Adicionar 1 mL de solução de NH4OHconc. para obter pH 10,0 , verificar o pH com papel indicador

universal. c) Juntar 0,05 g do Indicador de negro de eriocromo-T e titular com solução de EDTA-Na 0,01 mol/L

até mudança de coloração vermelho vinho para azul. Adicionar as últimas gotas com intervalos de 3 a 5 s.

d) Considerando que as soluções de CaCO3 e EDTA-Na reagem em condições estequiométricas (1:1) ,calcular o fc da solução de EDTA-Na

2) Determinação da dureza total da Amostra a) Transferir 100 mL da amostra para um erlenmeyer, utilizando pipeta volumétrica. b) Adicionar 1 mL da solução de NH4OH conc. para obter pH=10,0 e aproximadamente 0,1 g do

indicador de negro de eriocromo-T (ou pastilhas tampão para dureza). c) Titular com EDTA-Na 0,01mo/L, lentamente e com agitação constante ate mudança da coloração

de vermelho vinho para azul, anotar o volume gasto (Obs.- com pastilhas tampão a coloração muda de vermelho vinho para verde).

d) Efetuar uma prova em branco com igual volume de água destilada para facilitar a observação da viragem e corrigir possível contaminação da água destilada com Ca++ e Mg++. Anotar o volume gasto.

3) Determinação do Cálcio a) Pipetar 100 mL da água a analisar num erlenmeyer de 250 mL e adicionar 2 mL de NaOH 1 mol/L,

para elevar o pH entre 12 e 13 testando com o papel indicador universal. b) Juntar aproximadamente 0,2 mg de murexida à amostra e titular lentamente com EDTA 0,01 mol/L

até mudança na coloração de rósea para púrpura. c) Anotar o volume gasto na titulação d) Efetuar uma prova em branco com igual volume de água destilada para facilitar a observação da

viragem e corrigir possível contaminação da água destilada com Ca++ . Anotar o volume gasto. 4- EXPRESSÃO DOS RESULTADOS A dureza total é expressa por: mg CaCO3/L = (V1-Vb )x fc x 0,01 x 100000 Va onde,

V1= Volume (mL) de solução de EDTA-Na gasto na titulação da amostra. Vb= Volume (mL) de solução de EDTA-Na gasto na titulação do branco. fc= fator de correção volumétrica da solução de EDTA-Na. Va= Volume (mL) da amostra. O teor de cálcio é determinado por: mg Ca/L = (V2-Vb )x fc x 0,01 x 40,08 x 1000 Va onde, V2= Volume (mL) de solução de EDTA-Na gasto na titulação da amostra. Vb= Volume (mL) de solução de EDTA-Na gasto na titulação do branco. fc= fator de correção volumétrica da solução de EDTA-Na. Va= Volume (mL) da amostra. Pela diferença de volume gasto para titular a dureza total e o cálcio obtém-se o teor de Mg++:

mgMg/L = (V1-V2 )x fc x 0.01 x 24,31 x 1000 Va onde, V1= Volume (mL) de solução de EDTA-Na gasto na determinação da dureza total. V2= Volume (mL) de solução de EDTA-Na gasto na deteminação do cálcio. fc= fator de correção volumétrica da solução de EDTA-Na. Va= Volume (mL) da amostra. 5- REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1. Associação Brasileira de Normas Técnicas- ABNT/ NBR 12621/Set 1992, NBR 13799/ Abr 1997

e NBR 9896/1993. 2. Kirchner, C. J., “Recursos de Agua: fuente, contaminacion, critérios y normas de calidad”.