Determinação da Dureza da água

UNIVERSIDADE DA REGIÃO DE JOINVILLE – UNIVILLE

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA QUÍMICA – ENGETEC

DETERMINAÇÃO DA DUREZA DA ÁGUA

LETÍCIA MATOS MACHIAVELLI

LUIZ GUSTAVO DOS SANTOS

MAURO E. DA SILVA JÚNIOR

MAYARA CANDEIA ENDERLE

PROFESSORA JAMILE ROSA RAMPINELLI

Química Experimental II – Química Analítica

Joinville – SC

2016

Sumário

1-INTRODUÇÃO        

2-OBJETIVOS        

3-REVISÃO DA LITERATURA        

3.1-Introdução a Complexos        

3.2-Titulações Complexométricas        

3.3-Dureza da água        

4-MATERIAIS E REAGENTES        

5-MÉTODOS        

6-RESULTADOS E DISCUSSÃO        

7-CONCLUSÃO        

8-REFERÊNCIAS        

1-INTRODUÇÃO

        Inicialmente a dureza da água era entendida como sua capacidade em precipitar sabão. O sabão é precipitado devido à presença de íons Ca e Mg, porém outros metais podem influenciar na dureza da água. Atualmente a dureza da água representa a concentração de Ca2+ e Mg2+, expressas em termos de concentração de carbonato de cálcio por litro de água. O conhecimento da dureza da água é de importância industrial. O uso de águas duras e muito duras prejudica equipamentos como caldeiras, torres de arrefecimento, chillers, trocadores de calor, etc. A água muito dura, causa incrustações nestes equipamentos, e isso diminui seus rendimentos, além de causarem corrosão, devido à presença de íons metálicos. O principal método para determinação da dureza de amostras de água é a titulação complexométrica empregando EDTA.

        As titulações complexométricas são empregadas para determinar a presença de íons metálicos em determinada amostra. O EDTA é o ligante mais utilizado para este tipo de titulação, devido ao fato de formar complexos estáveis com a maioria dos íons metálicos. Uma titulação de complexação envolve uma reação entre um ligante e um íon metálico, na presença de um indicador adequado, que através de uma mudança na coloração da solução, indica o ponto final do processo. Muitas vezes em titulações de complexação é necessário o uso de agentes mascarantes e soluções tampões, pois a variação do pH pode comprometer a análise.

        O experimento realizado visou à determinação da concentração de carbonato de cálcio presente em um litro de água (mg/L), a qual pode ser expressa em ppm. Com o conhecimento da concentração de CaCO3 foi possível dizer qual o estado da água analisada, ou seja, muito mole (<70ppm), mole (70-135ppm), média dureza (135-200ppm), dura (200-350ppm) e muito dura (>350ppm). Como o resultado obtido experimentalmente foi cerca de 20ppm podemos afirmar que a água analisada se trata de uma água muito mole, e apresenta baixa concentração de carbonato de cálcio por litro de água analisada.

2-OBJETIVOS

        Determinar a dureza da água domiciliar no município de Joinville-SC.

3-REVISÃO DA LITERATURA

3.1-Introdução a Complexos

        Os processos de formação de íons complexos podem ser descritos pelo termo geral complexação. Uma reação de complexação com um íon metálico envolve a substituição de uma molécula de solvente que se encontra coordenada ao íon, por outros grupos nucleofílicos. A ligação entre um ligante e um íon metálico é um exemplo de interação entre uma base de Lewis e um ácido de Lewis. Ligante é um íon ou molécula que forma uma ligação covalente com um cátion metálico ou átomo metálico neutro, por meio da doação de um par de elétrons, que é então compartilhado por ambos. Um ligante pode ser um ânion, ou uma molécula neutra, basta que o mesmo possua par de elétrons livres para a formação da nova ligação. Um cátion nunca age como ligante, uma vez que é deficiente de elétrons (BROWN e LEMAY, 2005; SKOOG et al, 2006; VOGEL, 2013).

        Segundo Brown e Lemay (2005), a formação das ligações metal-ligante podem afetar profundamente as propriedades físicas e químicas dos íons metálicos. Os complexos são compostos completamente diferentes, se comparado aos seus formadores. Os complexos apresentam cores que diferem totalmente de seus íons metálicos, e sua formação pode alterar também a capacidade de oxidação ou redução.

        Dizemos que o íon metálico possui duas valências, sendo elas a primeira valência e a segunda valência. A primeira valência é entendida como o número de oxidação (NOX) do metal, e a segunda valência representa o número de átomos diretamente ligado ao íon metálico, e é chamada também de número de coordenação. Os números de coordenação mais comuns são 2, 4 e 6. Os complexos podem ser catiônicos, aniônicos ou neutros, e estas definições dependem da carga total do complexo. Os metais como o cobre (II), podem formar complexos dos três tipos citados acima, dependendo do ligante com que se encontra coordenado (BROWN e LEMAY, 2005; SKOOG et al, 2006).

        Um ligante pode ter mais de um átomo com elétrons livres, porém o átomo doador é aquele que se encontra ligado diretamente ao íon metálico. Alguns íons metálicos apresentam número de coordenação constante, porém outros apresentam variações na quantia de átomos dadores que podem acomodar ao seu redor. O número de ligantes em um íon metálico é influenciado pelo tamanho do ligante, e pelo tamanho do íon. Quanto maior o raio atômico do metal, mais ligantes ele pode acomodar, assim como menor o tamanho dos ligantes ao redor deste mesmo íon, mais ligações podem ocorrer (BROWN e LEMAY, 2005).