UNIVERSIDADE CATÓLICA DE BRASÍLIA GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA AMBIENTAL DISCIPLINA QUÍMICA ANALÍTICA AMBIENTAL II PROFESSOR MSc. DANIEL RODRIGUES

Análise da Dureza Total, Dureza de Cálcio e Dureza de Magnésio em

Amostra de Água do Córrego Riacho Fundo

Autores: Alex Rosa Campani Daniel Gonçalves Zottich Diego Abreu Lemos Hugo de Brito Lisboa João Pedro da Silva Souza Vinícius A. F. Medeiros

Distrito Federal, 14 de abril de 2009.

1. INTRODUÇÃO

A determinação de padrões físico-químico da água para o consumo

humano é de suma importância, pois representa um bem utilizado por toda a

humanidade formas múltiplas. Com base nisto é necessário determinar as

quantidades de Mg e Ca que representam a dureza da água.

Dureza de uma água é a medida da sua capacidade de precipitar sabão, isto é,

nas águas que a possuem, os sabões transformam-se em complexos insolúveis,

não formando espuma até que o processo se esgote. É causada pela presença de

cálcio e magnésio, principalmente, além de outros cátions(GAUTO,2003).

É de suma importância que a água apresente Ca e Mg, em concentrações não

muito elevadas, pois são importantes agentes no organismo humano. Íons Mg+2

formam um complexo com ATP e estão presentes nas enzimas que controlam as

reações de liberação de energia a partir do ATP. São também essenciais para a

transmissão de impulsos nervosos. Já o cálcio, está presente nos ossos e dentes.

Íons Ca+2 são importantes no processo de coagulação do sangue e são necessários

para dar início à contração dos músculos e para manter o batimento regular do

coração.( Copyright 2002-2003 – Mundo do Químico ).

Portanto, a com posição química da água e, conseqüentemente, sua dureza,

depende em grande parte do solo da qual se encontra, tendo influencia sobre a

predominância de íons Na+ e Mg2+ em algumas rochas progenitoras do solo

através do intemperismo.

A determinação do teor cálcio e magnésio presentes em uma amostra de água

superficial do Córrego Riacho Fundo, foi feita através do método da volumetria

de complexação com solução de EDTA.

2. OBJETIVOS

Objetivou-se com este trabalho a determinação da Dureza Total (Cálcio e

Magnésio) e determinação do teor cálcio e magnésio presentes em uma amostra

de água superficial do Córrego Riacho Fundo, através do método da volumetria

de complexação com solução de EDTA.

3. MATERIAS E MÉTODOS

3.1 ÁREA DE ESTUDO:

O estudo foi realizado em um ponto do curso do córrego Riacho Fundo,

localizado às coordenadas geográficas 15º 52` 57,7``S e 48° 02`17,2`` W, com

altitude de 1.167 m em relação ao nível do mar, pertencendo à região

administrativa do Riacho Fundo – Distrito Federal. A área de influência do

córrego mostra-se sem a devida preservação necessária, com uma densa

população nas proximidades e com a presença de um canal de despejo de águas

pluviais da cidade Riacho Fundo II no corpo d`água.

Segundo Walter e Sampaio (1998), o clima predominante na região é do

tipo Aw (classificação de Köppen), com inverno seco e verão chuvoso. A

geologia é composta por rochas do grupo Paranoá, com a presença de arenitos,

siltitos, argilitos, quartizitos e ardósias. Quanto à pedologia, ocorrem latossolos

vermelhos e vermelhos amarelados, além de casos mais isolados de cambissolos,

neossolos e solos hidromórficos nas regiões de nascente e nas regiões de mata de

galeria.

A amostra de água foi coletada superficialmente no dia 04 de março de

2009 às 10:27h e acondicionada em local e temperatura adequados no

Laboratório de Química Analítica da Universidade Católica de Brasília para

posterior análise.

3.2 MATERIAS:

Para análise da determinação da dureza total e teor de cálcio foram

utilizados os seguintes materiais:

- Pipeta volumétrica (50mL)

- Erlenmeyer (250mL)

- Bureta (25mL)

- Piceta com água destilada

- Suporte Universal e garras

- Papel indicador universal

- Agitador magnético e barra magnética

- Caneta para marcar vidraria

- Pêra

3.3 REAGENTES:

Para determinação da dureza total da amostra foram utilizados os

seguintes reagentes:

- Solução de EDTA – 0,005 mol/L

- Solução Tampão – pH 10

- Indicador sólido negro de eriocromo 1% (m/v)

Para determinação do teor de Cálcio e Magnésio da amostra foram

utilizados os seguintes reagentes:

- Solução de EDTA – 0,005 mol/L

- Solução de NaOH – 0,5 mol/L

- Indicador sólido de murexida em pó

3.4 MÉTODOS:

Para a determinação da dureza total e teor de cálcio foi utilizado o método

da volumetria de complexação, com solução de EDTA 0,005 mol/L.

Para fins de cálculo da dureza total, devem-se colocar os dados obtidos na

fórmula abaixo:

( ) ( )amostra

EDTA

V

VCaCO

L

mgTotalDureza

1000 3

´=÷

øö

çèæ

Onde: VEDTA – volume do titulante (mL); VAmostra – volume da amostra (mL)

Para determinação da Dureza de Cálcio, do teor de Cálcio, Dureza de

Magnésio e teor de Magnésio, utilizou-se ainda o mesmo método, volumetria de

complexação, apenas diferenciando na utilização da solução tampão de pH e no

indicador.

Para fins de cálculo das durezas e dos teores de Cálcio e Magnésio,

devem-se colocar os dados obtidos nas fórmulas abaixo:

( )amostra

EDTA

VV

Lmg

Ca4,400

2 ´=÷

øö

çèæ+

( ) ( )amostra

EDTA

VV

CaCOLmg

CaDureza1000

3 2 ´

=÷øö

çèæ+

22 ++ -= CaDurezaTotalDurezaMgDureza

2429,0 22 ´=÷øö

çèæ ++ MgdoDureza

Lmg

Mg

Onde:

- VEDTA – volume do titulante (mL);

- VAmostra – volume de amostra (mL);

- Dureza Mg+2 – Dureza do magnésio (mg/L de CaCO3);

- Dureza Ca+2 – Dureza do cálcio (mg/L de CaCO3);

- Dureza Total (mg/L de CaCO3).

3.5 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL:

Determinação da Dureza Total da amostra:

1. Revolver a amostra;

2. Transferir 100mL da amostra para um erlenmeyer;

3. Adicionar 5mL de solução tampão pH=10;

4. Verificar o valor do pH utilizando papel indicador universal;

5. Lavar uma bureta com aproximadamente 5mL de solução de EDTA 0,005

mol/L;

6. Encher a bureta com solução de EDTA 0,005 mol/L e ajustar o ponto

zero;

7. Adicionar a barra magnética no erlenmeyer e acionar a agitação

magnética;

8. Adicionar 15 gotas do indicador negro de eriocromo no erlenmeyer;

9. Titular a amostra com solução de EDTA 0,005 mol/L até a mudança de

cor (de vermelho para azul);

10. Verificar o volume de EDTA 0,005 mol/L utiliazado;

11. Realizar um teste em branco, utilizando água deionizada;

12. Inserir os dados na fórmula;

Determinação do teor de cálcio da amostra:

1. Transferir 100 mL da amostra para um erlenmeyer;

2. Adicionar 20 mL da solução de NaOH 0,5mol/L num béquer;

3. Pipetar 5 mL da solução NaOH 0,5 mol/L e colocar no erlenmeyer

contendo a amostra;

4. Medir o pH (devendo estar entre 12 e 13);

5. Lavar uma bureta com aproximadamente 5 mL com solução de EDTA

0,005 mol/L;

6. Encher a bureta com solução de EDTA 0,005 mol/L e ajustar a posição

zero;

7. Pesar 0,1 g de sólido de murexida na balança e colocar no erlenmeyer

contendo a amostra;

8. Adicionar a barra magnética e agitar;

9. Titular a amostra com solução de EDTA 0,005 mol/L até que a solução

mude de cor;

10. Verificar o volume de EDTA utilizado;

11. Realizar a prova em branco com água deionizada;

12. Inserir os dados na fórmula;

4. RESULTADOS E DISCUSSÕES

Após todo o procedimento e experimental e análise estatística dos dados,

foram encontrados os resultados constantes da tabela abaixo.

Tabela 1: Resultados encontrados para os parâmetros em análise.

A análise do parâmetro Dureza Total foi indeterminado, uma vez que ao

se adicionar o indicador negro de eriocromo a solução apresentou-se na cor

azulada, sendo que a coloração correta seria inicialmente avermelhada, passando

a azulada após a titulação com a solução de EDTA. Tal anomalia pode ser um

indicativo da presença de metais, como o Fe2+, na amostra de água do Córrego

Riacho Fundo.

Segundo Eco Química (2009) alguns íons metálicos, tais como Alumínio,

Cobalto, Cobre, Ferro e Níquel, e também a presença de matéria orgânica podem

interferir no ponto de viragem do indicador negro de eriocromo, fazendo com

que o indicador, que é um ácido, reaja formando uma solução estável. Para que a

interferência não ocorra, são utilizados algumas soluções inibidoras, tais como o

MgCDTA (1,2 - ciclohexonodiaminatetracetato de magnésio), NaCN (Cianeto de

Sódio) e o Na2S (Sulfeto de Sódio).

Fernandes (2001) classifica as águas, em relação à dureza total, em duras,

moderadamente duras e moles, conforme a tabela abaixo.

Tabela 2: Classificação da água quanto à dureza. Adaptada de Fernandes (2001).

Considerando a dureza total como o somatório das durezas em Cálcio e

Magnésio e que, na maioria dos casos a dureza de Cálcio está em maiores

quantidades que a de Magnésio, a água em análise seria classificada

indiretamente e imprecisamente como mole, o que é justificado pela baixa

concentração de íons Ca2+, provenientes principalmente de rochas calcárias, o

que não se evidencia na região.

5. CONCLUSÕES

Tomando como parâmetro o que foi relatado e os resultados encontrados

para dureza total e dureza de cálcio pode-se considerar os resultados

parcialmente inconclusivos, diante da ineficiência do método utilizado. Sugere-se

que seja feita uma nova análise, observando rigorosamente os parâmetros para

que sejam alcançados os objetivos da análise.

A amostra classificada, quanto à dureza de cálcio, como sendo água mole,

se deve a geologia do local que não é de formação de rochas calcárias, não

apresentando uma quantidade consideravelmente alta de íons Ca2+,e assim não

tem a capacidade de precipitar uma quantidade considerada de sabões, mas se

considerados outros íons dissolvidos pode-se obter resultados diferentes. Sugere-

se que seja feita analise da presença de outros íons que possam realizar

precipitação de sabões, para que os resultados não sejam mascarados,

prejudicando as conclusões.

6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

ECO QUÍMICA. Hidroanalítica, Análise Titulométricas.

Disponível em:

< http://ube164.pop.com.br/repositorio/4488/meusite/hidroanalitica/titulometricas.htm>

WALTER, B.M.T.; SAMPAIO, A.B. A vegetação da fazenda sucupira.

Brasília: Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia, 1998. 110p.