Relatório de Analítica Determinação da dureza da água

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‘ UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ 
 
 
 
 
 
 
 
 
ANA MARIA PERDOMO VARAGO 
VANESSA ESPIACI SANTOS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
DETERMINAÇÃO DA DUREZA DA ÁGUA 
 
 
 
 
 
 
 
 
PALOTINA 
2018 
 
ANA MARIA PERDOMO VARAGO 
VANESSA ESPIACI SANTOS 
 
 
 
 
 
 
 
 
DETERMINAÇÃO DA DUREZA DA ÁGUA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Relatório apresentado ao curso de Licenciatura 
em Ciências Exatas, Universidade Federal do 
Paraná, como requisito parcial à obtenção de 
nota na disciplina de Química Analítica I. 
Orientador: Prof.º Dr.º Rodrigo Sequinel 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
PALOTINA 
2018 
1 
SUMÁRIO 
1. OBJETIVO 3 
2. INTRODUÇÃO 3 
3. MATERIAIS E MÉTODOS 4 
3.1 Materiais 4 
3.2 Reagentes e Amostra 4 
3.3 Métodos 4 
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO 4 
5. CONCLUSÃO 8 
6. REFERÊNCIAS 8 
7. ANEXO 8 
 
 
2 
1. OBJETIVO 
Determinar a dureza de uma amostra de água por meio da técnica de titulação de 
complexação. 
 
2. INTRODUÇÃO 
A titulação por complexação é uma técnica de análise volumétrica que utiliza métodos 
baseados na formação de compostos complexos, que são compostos originados da ligação 
coordenada de pares eletrônicos disponíveis além do octeto com íons metálicos. Nesta técnica a 
formação de um complexo colorido formado entre o analito e o indicador, que posteriormente 
torna-se livre com uma outra coloração, é usada para indicar o ponto final da titulação. (1) 
O principal agente complexante é o EDTA (ácido etilenodiaminotetracético), representado 
por H4Y, devido à grande estabilidade de sua ligação com íons metálicos (metal-EDTA), uma vez 
que possui quatro pares eletrônicos disponíveis para ligações coordenadas. (2) 
Realizar a reação em uma solução tampão básica remove H​+ assim que ele é formado, o 
que favorece a formação de complexo EDTA-cátion metálico como produto da reação. Para a 
maioria dos propósitos pode ser considerado que a formação do complexo EDTA-cátion metálico 
chegará ao término, e isto é o principal motivo pelo que EDTA é usado em titulações. (3) 
Negro de Eriocromo T é um dos mais antigos e mais usados indicadores de complexação. 
É usado exclusivamente na faixa de pH entre 7 e 11 onde a forma azul do indicador predomina na 
ausência de íons metálicos. Embora o Erio T forme complexos vermelhos com aproximadamente 
30 metais somente poucos desses complexos tem a estabilidade necessária para permitir uma 
mudança de cor apropriada no ponto final de uma titulação direta com o EDTA. O indicador é 
usado mais frequentemente na titulação direta de Mg​2+​, Ca​2+​, Cd​2+​, Zn​2+​ e Pb​2+​. (1) 
A ​Portaria N°36 do Ministério da Saúde, de 19 de janeiro de 1990, estabelece como 
Valores Máximos Permitidos, VMP, 500 mg de CaCO​3​ por litro: 
 
Tipo de água Concentração de CaCO​3​ em mg.L​-1 
Água moles ……………………………. <50 mg de CaCO​3​ por litro 
Água de dureza moderada ………….. 50 a 150 mg de CaCO​3​ por litro 
Águas duras ………………………….. 150 a 300 mg de CaCO​3​ por litro 
Águas muito duras …………………... > 300 mg de CaCO​3​ por litro 
3 
Tabela 1. ​Tipos de água relacionados à dureza total da mesma em mg.L​-1​ de CaCO​3​. 
 
3. MATERIAIS E MÉTODOS 
3.1 Materiais 
- Erlenmeyer de 125mL; 
- Bureta 25mL; 
- Pipetas; 
- Béquer; 
- Espátula. 
3.2 Reagentes e Amostra 
- Amostra água; 
-NET (negro de eriocromo T); 
- Solução padrão de EDTA padronizada 0,0105 mol/L. 
3.3 Métodos 
Utilizando uma uma pipeta volumétrica, foi pipetado 25 mL de amostra a ser analisada 
para erlenmeyer, foi acrescentado aproximadamente 20 mL de água destilada. 
Adicionou-se 5 mL de solução tampão de pH 10, com auxílio de uma proveta. Em seguida 
foi adicionado uma ponta de espátula de indicador (Negro de eriocromo T) até coloração ficar 
levemente vermelha. 
Foi feito a titulação para identificar o volume de solução padrão de EDTA gasto e a cor do 
ponto de viragem (violeta-vermelho para o azul). 
 
 
 
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO 
As três titulações da água da amostra e da água de torneira foram titulados com EDTA 
0,0105 mol/L, utilizando o NET como indicador, em pH 10 controlado por uma solução tampão. Os 
íons de Ca​2+ em solução formam um rosa com a adição do indicador. Ocorrendo a seguinte 
reação: 
NET​ -​ + Ca​2+​ ⇋ NET.Ca 
4 
Com a adição da quantidade suficiente de EDTA para complexar todo o cálcio, a solução 
toma a cor azul, o que indica o fim da titulação. 
NET.Ca + EDTA ⇋ EDTACa + NET​ - 
Os valores obtidos experimentalmente acerca da água da amostra analisada podem ser 
observados abaixo: 
 
Amostra de água analisada (L) Solução titulante gasto 
(L) 
Concentração de CaCO​3​ em mg/L 
0,020 0,0015 78,5 
0,020 0,0013 68 
0,020 0,0014 73,5 
Tabela 1. ​Valores obtidos experimentalmente para a água da amostra. 
 
Para chegarmos aos valores obtidos da concentração de CaCO​3 na água da amostra, 
foram realizados os seguintes cálculos: 
 
Para a 1ª amostra : 
C = nV 
n = C × V 
, 105 , 015n = 0 0 · 0 0 
, 75.10 mols de EDTAn = 1 5 −5 
Reação de 1:1 
, 75.10 mols de CaCO n = 1 5 −5 3 
 
 n = mMM 
n . MMm = 
 , 75.10 00, 869m = 1 5 −5 · 1 0 
 1, 76.10 g de CaCO m = 5 −3 3 
 1, 7 mg de CaCO m = 5 3 
 
, 7mg −−− 0, 20L1 5 − 0 
 X −−− 1L − 
 X 78, mg de CaCO por L = 5 3 
 
Para a 2ª amostra: 
C = nV 
n = C × V 
, 105 , 013n = 0 0 · 0 0 
, 65.10 mols de EDTAn = 1 3 −5 
Reação de 1:1 
, 65.10 mols de CaCO n = 1 3 −5 3 
 
 n = mMM 
n . MMm = 
 , 65.10 00, 869m = 1 3 −5 · 1 0 
 1, 65.10 g de CaCO m = 3 −3 3 
 1, 6 mg de CaCO m = 3 3 
 
, 6 mg −−− 0, 20L1 3 − 0 
5 
 X −−− 1L − X 68 mg de CaCO por L = 3 
 
Para a 3ª amostra: 
C = nV 
n = C × V 
, 105 , 013n = 0 0 · 0 0 
, 7.10 mols de EDTAn = 1 4 −5 
Reação de 1:1 
, 7.10 mols de CaCO n = 1 4 −5 3 
 
 n = mMM 
n . MMm = 
 , 7.10 00, 869m = 1 4 −5 · 1 0 
 1, 71.10 g de CaCO m = 4 −3 3 
 1, 7 mg de CaCO m = 4 3 
 
, 7 mg −−− 0, 20L1 4 − 0 
 X −−− 1L − 
 X 73, mg de CaCO por L = 5 3 
 
Após estes cálculos realizados podemos tirar a média aritmética dos nossos resultados: 
X = n
X + X + X 1 2 3 
 X = 3
78,5 + 68 + 73,5 
X = 3
220, 
3, 3 mg de CaCO por LX = 7 3 3 
 
Após os cálculos realizados é possível observar que a água da amostra analisada, de 
acordo com o Ministério da Saúde, tem uma dureza moderada. 
Os valores obtidos experimentalmente acerca da água de torneira analisada podem ser 
observados abaixo: 
 
Amostra de água analisada (L) Solução titulante gasto (L) Concentração de CaCO​3​ em mg/L 
0,050 0,0011 23 
0,050 0,0011 23 
0,050 0,0012 25,2 
Tabela 2. ​Valores obtidos experimentalmente para a água de torneira. 
 
Para chegarmos aos valores obtidos da concentração de CaCO​3​ na água de torneira, 
foram realizados os seguintes cálculos: 
 
Para a 1ª amostra : 
6 
C = nV 
n = C × V 
, 105 , 011n = 0 0 · 0 0 
, 55.10 mols de EDTAn = 1 1 −5 
Reação de 1:1 
, 55.10 mols de CaCO n = 1 1 −5 3 
 
 n = mMM 
n . MMm = 
 , 55.10 00, 869m = 1 1 −5 · 1 0 
 1, 56.10 g de CaCO m = 1 −3 3 
 1, 5 mg de CaCO m = 1 3 
 
, 5mg −−− 0, 50L1 1 − 0X −−− 1L − 
 X 23 mg de CaCO por L = 3 
 
Para a 2ª amostra: 
C = nV 
n = C × V 
, 105 , 011n = 0 0 · 0 0 
, 55.10 mols de EDTAn = 1 1 −5 
Reação de 1:1 
, 55.10 mols de CaCO n = 1 1 −5 3 
 
 n = mMM 
n . MMm = 
 , 55.10 00, 869m = 1 1 −5 · 1 0 
 1, 56.10 g de CaCO m = 1 −3 3 
 1, 5 mg de CaCO m = 1 3 
 
, 5 mg −−− 0, 50L1 1 − 0 
 X −−− 1L − 
 X 23 mg de CaCO por L = 3 
 
Para a 3ª amostra: 
C = nV 
n = C × V 
, 105 , 012n = 0 0 · 0 0 
, 6.10 mols de EDTAn = 1 2 −5 
Reação de 1:1 
, 6.10 mols de CaCO n = 1 2 −5 3 
 
 n = mMM 
n . MMm = 
 , 6.10 00, 869m = 1 2 −5 · 1 0 
 1, 61.10 g de CaCO m = 2 −3 3 
 1, 6 mg de CaCO m = 2 3 
 
, 6 mg −−− 0, 50L1 2 − 0 
 X −−− 1L − 
 X 25, mg de CaCO por L = 2 3 
 
Após estes cálculos realizados podemos tirar a média aritmética dos nossos resultados: 
X = n
X + X + X 1 2 3 
 X = 3
23 + 23 + 25,2 
7 
X = 3
71,2 
3, 3 mg de CaCO por LX = 2 7 3 
Após os cálculos realizados é possível observar que a água de torneira analisada, de 
acordo com o Ministério da Saúde, é uma água mole. 
 
5. CONCLUSÃO 
A dureza da água pode ser determinada a partir de métodos específicos, dentre os quais 
está o de titulação de complexação com EDTA. O resultado para a água da amostra foi acima de 
50mg/L, sendo classificada como água de dureza moderada, não sendo a ideal para consumo. Já 
para a água de torneira foi abaixo de 50mg/L, sendo classificada como mole, e boa para consumo. 
6. REFERÊNCIAS 
1 - HARRIS, Daniel C.; ​Análise Química Quantitativa​. 8ª edição. Editora LTC, 2012. 
 
2- BACAN, N., ANDRADE, J. C., GODINHO, O. E. S, BARONE, J. S.; ​Química Analítica 
Quantitativa Elementar​. 3ªed. São Paulo: Edgard Blücher, 2001. 
 
3- OHLWELER, O. A.; (1981); ​Química Analítica Quantitativa​. 3a Edição; Livros Técnicos e 
Científicos Editora S/A; Rio de Janeiro. 
 
7. ANEXO 
1- Uma alíquota de 100,0 mL de água mineral foi tratada com uma pequena quantidade de 
tampão NH​4​OH/NH​4​Cl para ajustar o pH em 10. Após a adição do indicador calmagita, a solução 
consumiu 21,46 mL de EDTA 5,140x10​-3 mol/L. Calcule a dureza da água em termos de partes por 
milhão (ppm) (mg L-1) de carbonato de cálcio (MM 100,087). 
 
C = nV 
n = C × V 
5, 40.10 ) , 2146n = ( 1 −3 · 0 0 
, 03044 mols de EDTAn = 1 1 −4 
Reação de 1:1 
, 03044 mols de CaCO n = 1 1 −4 3 
8 
 
 n = mMM 
n . MMm = 
 , 03044 00, 87m = 1 1 −4 · 1 0 
 0, 1104 g de CaCO m = 0 3 
 11, 4 mg de CaCO m = 0 3 
 
1, 4 mg −−− 0, 00L1 0 − 1 
 X −−− 1L − 
 X 110, 4 (ppm) de CaCO = 0 3 
 
2- A titulação de Ca​2+ e Mg​2+ em uma amostra de 50,00mL de água dura necessitou de 23,65mL 
de EDTA 0,01205mol/L. Calcule a dureza total da amostra de água expressa em ppm de Ca​2+ e 
CaCO​3​. 
 
C = nV 
n = C × V 
, 1205 , 2365n = 0 0 · 0 0 
, 49825.10 mols de EDTAn = 2 8 −4 
Reação de 1:1 
, 49825.10 mols de CaCO n = 2 8 −4 3 
 
 n = mMM 
n . MMm = 
 , 49825.10 00, 87m = 2 8 −4 · 1 0 
 0, 2852 g de CaCO m = 0 3 
 28, 2 mg de CaCO m = 5 3 
 
8, 2 mg −−− 0, 50L2 5 − 0 
 X −−− 1L − 
 X 570, (ppm) de CaCO = 4 3 
 
9