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PRACTICA NUMERO OCHO

DETERMINACION DE DUREZA DE AGUA POR TITULACION COMPLEJOMETRICA
(Volumetría de formación de complejos)

I. OBJETIVOS

Estudio y aplicación de la utilización de los complejos del análisis volumétrico en la determinación de la dureza de distintas muestras de agua.
Se aplica este análisis a una muestra de agua potable de la Ciudad de Guatemala.

II.TEORIA

A. FORMACIÓN DE COMPLEJOS EDTA

El científico Schwarzebech publicó en el año 1945 el primero de una serie de estudios fundamentales sobre los ácidos poliaminocarboxílicos como agentes analíticos quelantes. El más importante de ellos es el ácido etilendiaminotetra acético, abreviado EDTA, que se ha convertido en uno de los reactivos titulantes más utilizados. Al igual queotros tipos de reacciones de titulación, la formación de complejos deben ser rápidos, estequiométrica y cuantitativa todas estas condiciones son cumplidas por las titulaciones con EDTA.

Una reacción de formación de complejos involucra un catión metálico M+n y otra entidad iónica o molecular L, llamada ligando, que contiene al menos un átomo con un par de electrones libres. Los ligandos sellaman unidentados cuando pueden ligar al catión por enlace coordinado a través de un solo par de electrones, y multidentados, cuando son varios los pares de electrones para la formación de los enlaces coordinados. Cuando un ligando multidentado forma más de un enlace coordinado con el mismo átomo metálico se forma una estructura anular y se dice que el complejo formado es un quelato.

Lagran importancia que ha alcanzado el EDTA como agente titulante se debe a que forma quelatos de 1:1 con muchos cationes metálicos. La completación de una titulación complejométrica está gobernada por la estabilidad del complejo que se forma, y esta estabilidad aumenta considerablemente cuando intervienen ligandos polidentados. El EDTA combina las propiedades coordinantes del grupo amonio y delgrupo carboxilato, lo que hace especialmente estable los quelatos que forma con los cationes metálicos.
Es un agente acomplejante efectivo porque pueden formar anillos quelatos de cinco miembros con un solo catión metálico, por la donación de cuatro o a veces tres pares de electrones de los grupos carboxilatos y de los átomos de nitrógeno. La estructura específica del complejo vería con elcatión metálico, el cual queda hexa o penta coordinado con él ligando. El tetraanión del EDTA, que tiene la siguiente estructura:

Otras razones por las que es muy recomendable el uso de EDTA, además de la estabilidad de los complejos que forma son las siguientes:
Se puede obtener cierta selectividad debida a diferencias de estabilidad de los complejos formados con base de control del pHde la solución. Según sea el pH del medio, la formación de los complejos metal-EDTA puede representarse por las siguientes ecuaciones en el caso de un catión divalente:

M2( + H2Y2( -------- MY2( + 2H(
M2( + HY3( MY2( + H(
M2( + Y4( MY2(

En condiciones básicas se titulan los cationes de metalescomo magnesio, estroncio y bario. A valores intermedios de pH se titulan los cationes de manganeso, hierro (II), las tierras raras, cobalto, níquel, cobre, aluminio, cinc, cadmio, plomo. En condiciones ácidas se titulan los cationes mercurio, bismuto, cobalto (III), cromo, hierro (III), galio, indio, selenio, titanio y vanadio.

La sal disódica del EDTA constituye un patrón primarioaceptable para análisis cuantitativo. El punto final de las titulaciones de EDTA puede determinarse adecuadamente con indicadores visuales o por métodos instrumentales. Las determinaciones se ajustan a cualquier rango de concentraciones.

Un factor importante en la aplicación de las titulaciones con EDTA ha sido el desarrollo de indicadores adecuados que permiten llevar a cabo titulaciones en...