1.- Generalidades.

El calcio es el 5º elemento en orden de abundancia en la corteza terrestre, su presencia en las aguas naturales se debe al su paso sobre depósitos de piedra caliza, yeso y dolomita.
La cantidad de calcio puede variar desde cero hasta varios cientos de mg/l, dependiendo de la fuente y del tratamiento del agua.
Las aguas que contienen cantidades altas de calcio y de magnesio, se les da el nombre de " aguas duras ".

Concentraciones bajas de carbonato de calcio, previenen la corrosión de las tuberias metálicas, produciendo una capa delgada protectora. Cantidades elevadas de sales de calcio, se descomponen al ser calentadas, produciendo incrustaciones dañinas en calderas, calentadores, tuberias y utensilios de cocina; también interfieren con los procesos de lavado doméstico e industrial, ya que reaccionan con los jabones, produciendo jabones de calcio insolubles, que precipitan y se depositan en las fibras, tinas, regaderas, etc.
Es de interes que se consulte el tema de " Saturación y estabilidad con respecto al carbonato de sodio " ver: Indice de Langelier y de Ryznar.
Por medio de tratamientos químicos o por intercambios iónicos, se puede reducir la cantidad de calcio y los iones asociados a la dureza, hasta niveles tolerables.

1.1.- Almacenaje de la muestra

En el caso de que se precipite el carbonato de calcio, se deberá redisolver, añadiendo unas gotas de HCl 1:1 Por lo demás, no se requieren cuidados especiales de almacenaje de la muestra, salvo las precauciones normales que eviten la contaminación de la muestra por los recipientes de muestreo.

1.2.- Campo de aplicación

Este método es aplicable a la determinación de Calcio en aguas de apariencia clara, su límite inferior de detección es de 2 a 5 mg/l como CaCO₃, su límite superior, puede extenderse a cualquier concentración, diluyendo la muestra.
 

Cuando se añade a una muestra de agua, ácido etilendiaminotetracético ( EDTA ) o su sal, los iones de Calcio y Magnesio que contiene el agua se combinan con el EDTA. Se puede determinar calcio en forma directa, añadiendo NaOH para elevar el pH de la muestra entre 12 y 13 unidades, para que el magnesio precipite como hidróxido y no interfiera, se usa además, un indicador que se combine solamente con el calcio.                                                                                                                                  

Reacciones :

         Ca⁺² + Mg⁺² + NaOH (4N) --------->  Mg (OH)₂ + Ca⁺²
                       Ca⁺²  +  Murexide --------->  [Muréxide- Ca⁺⁺] (color rosa)

  [Muréxide - Ca⁺⁺] + EDTA --------> [ EDTA - Ca⁺² ] + Murexide
                                                                                (color púrpura)

Las siguientes concentraciones de iones no causan interferencias en este método:

• Cobre, 2 mg/l; ion ferroso, 20 mg/l; ion férrico, 20 mg/l; manganeso, 10 mg/l;
• zinc, 5 mg/l; plomo, 5 mg/l; aluminio, 5 mg/l; estaño, 5 mg/l.
• Los ortofosfatos, precipitarán al calcio al pH de la prueba.
• Estroncio y Bario interfieren.

Este método no requiere de ningún aparato especial para ejecutarlo.

•  2 Matraces volumétricos de 1000 ml.
•  2 Matraces volumétricos de 100 ml.
•  1 Capsula de porcelana
•  1 Soporte con pinzas para bureta
•  1 Bureta de 25 ml.
•  2 Matraces Erlen Meyer de 125 ml.
•  1 Pipeta de 10 ml.
•  1 Frasco gotero

Solución de NaOH 4N :
Disolver 16 g de NaOH en agua destilada y aforar a 100 ml.

Indicador de Murexide :
Mezclar 0.5 g de muréxide en  50 g de K₂SO₄

Solución de EDTA 0.01N :
Disolver 2 g de EDTA ( sal disódica ) y 0.05 g de MgCl₂. 6H₂O en agua destilada
y aforar a 1000 ml.

Solución de CaCl₂ 0.01N :
Disolver 0.5 g de CaCO₃ secado a 100 ºC. durante 2 horas y disolverlo en 10 ml de HCl  3N. Aforarlo a 1000 ml con agua destilada.                                                                                                  

Colocar 5 ml de muestra de la solución de CaCl₂ 0.01 N en un matraz erlenmeyer de 125 ml, añadirle 5 gotas de NaOH 4N, enseguida agregarle 50 mg de Murexide y finalmente titular con EDTA ( sal disódica ) hasta un cambio de vire de rosa a púrpura.

Fórmula para el cálculo de la normalidad de la solución de EDTA:
 

                                    ^V1 x N₁
                          N₂ = ----------------
                                        V₂

N₂ = Normalidad del EDTA
V₁ = ml de solución de CaCl₂
N₁ = Normalidad de la solución de CaCl₂
V₂ = ml gastados de la solución de EDTA

 

Colocar una alícuota de 5 ml. De agua en un matraz E.M. de 125 ml.
Agregar 5 gotas de NaOH 4N. 

Añadír 50 ml. De muréxide · Titular con EDTA 0.01 N. Hasta el vire rosa-púrpura 

Alícuotas de muestras dependiendo de su fuente:
 

 

Este método tiene un error relativo de 1.9 % y una desviación estandar relativa de 9.2 %, tal como se determinaron en un estudio interlaboratorios.

9.- Bibliografía

American Society for testing and Materials. Annual book of Standards 1994 Determinación de dureza en agua. Metodo ASTM D 1126-92

Standard methods for the examinatión of water and waste water publicado por la APHA,
Método 3500 Ca-D 1995 .
 

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