A dureza total da água é geralmente expressa em termos de mg de \mathrm{CaCO}_{3} / \mathrm{L} de água (ppm de \mathrm{CaCO}_{3} ), mas na realidade o procedimento volumétrico envolve a determinação da soma das quantidades de \mathrm{Ca}^{2+} e \mathrm{Mg}^{2+} em solução. Foi determinada a dureza total em uma amostra de 100,0 \mathrm{~mL} de água. Na titulação que foi feita em tampão \mathrm{NH}_{3}-\mathrm{NH}_{4}{ }^{+}a pH 10, foram gastos 12,58 \mathrm{~mL} de EDTA 0,008826 \mathrm{~mol} / \mathrm{L}. Calcule a dureza total da água em ppm. Outra alíquota de 100,0 \mathrm{~mL} da mesma amostra é tratada com oxalato de
amônio para precipitar o cálcio sob a forma de oxalato. O filtrado do oxalato de cálcio gasta 2,47 \mathrm{~mL} da solução padrão de EDTA na titulação do \mathrm{Mg}^{2+}. Calcular o conteúdo de cálcio e magnésio em termos de ppm de \mathrm{Ca}^{2+} e \mathrm{Mg}^{2+} respectivamente. R : 111,1 ppm \mathrm{CaCO}_{3} ; \mathbf{3 5 , 7 6} ppm \mathrm{Ca}^{2+} ; \mathbf{5 , 3 0} \mathbf{~ p p m ~ M g}^{2+}.

Passo 1

O enunciado pede a dureza total de uma amostra de água em termos de ppm de \mathrm{CaCO}_3 e também a concentração individual de \mathrm{Ca}^{2+} e \mathrm{Mg}^{2+} em ppm. Para isso usamos titulações com EDTA em pH 10, sabendo que EDTA complexa metais divalentes em razão 1:1. Na titulação total consome-se EDTA para \mathrm{Ca}^{2+}+\mathrm{Mg}^{2+}; numa segunda titulação, após precipitar o \mathrm{Ca}^{2+} como oxalato, mede-se apenas o \mathrm{Mg}^{2+}. A partir dos volumes e concentração de EDTA calculamos moles de cada metal e convertemos em mg/L.

Passo 2

Calcular a dureza total em mg \mathrm{CaCO}_3/L.
Moles de EDTA consumidos na titulação total:
n_{\text{tot}} = V_{\text{EDTA,tot}}\times C_{\text{EDTA}} = (12{,}58\times10^{-3}\,\mathrm L)\times(0{,}008826\,\mathrm{mol/L}) =1{,}11073\times10^{-4}\,\mathrm{mol}.
Convertendo para massa de \mathrm{CaCO}_3 (massa molar M_{\mathrm{CaCO}_3}=100{,}09\,\mathrm{g/mol}) em 0,100 L de água:
m_{\mathrm{CaCO}_3} = n_{\text{tot}}\times M_{\mathrm{CaCO}_3} =1{,}11073\times10^{-4}\times100{,}09 =0{,}011119\,\mathrm g.
Em mg/L (ppm):
\frac{0{,}011119\,\mathrm g}{0{,}100\,\mathrm L}\times1000 =111{,}19\,\mathrm{mg/L}\approx111{,}1\,\text{ppm CaCO}_3.

Passo 3

Calcular moles de \mathrm{Mg}^{2+} a partir da segunda titulação:
n_{\mathrm{Mg}} = V_{\text{EDTA,Mg}}\times C_{\text{EDTA}} = (2{,}47\times10^{-3}\,\mathrm L)\times(0{,}008826\,\mathrm{mol/L}) =2{,}1807\times10^{-5}\,\mathrm{mol}.

Passo 4

Determinar moles de \mathrm{Ca}^{2+} por diferença:
n_{\mathrm{Ca}} = n_{\text{tot}} - n_{\mathrm{Mg}} =1{,}11073\times10^{-4}-2{,}1807\times10^{-5} =8{,}9265\times10^{-5}\,\mathrm{mol}.
Converter em massa de \mathrm{Ca}^{2+} M_{\mathrm{Ca}}=40{,}08\,\mathrm{g/mol} em 0,100 L:
m_{\mathrm{Ca}} = n_{\mathrm{Ca}}\times M_{\mathrm{Ca}} =8{,}9265\times10^{-5}\times40{,}08 =0{,}003578\,\mathrm g
\frac{0{,}003578\,\mathrm g}{0{,}100\,\mathrm L}\times1000 =35{,}78\,\mathrm{mg/L}\approx35{,}76\,\text{ppm Ca}^{2+}.

Passo 5

Converter moles de \mathrm{Mg}^{2+} em massa M_{\mathrm{Mg}}=24{,}31\,\mathrm{g/mol} em 0,100 L:
m_{\mathrm{Mg}} = n_{\mathrm{Mg}}\times M_{\mathrm{Mg}} =2{,}1807\times10^{-5}\times24{,}31 =0{,}000530\,\mathrm g
\frac{0{,}000530\,\mathrm g}{0{,}100\,\mathrm L}\times1000 =5{,}30\,\mathrm{mg/L}\approx5{,}30\,\text{ppm Mg}^{2+}.

Resposta

111,1 ppm CaC O_{3}
35,76 ppm C a^{2} ^{+}5,30 ppm M g^{2}

Exercícios relacionados