Question

Calcule los mgCaCO3/L de una muestra de 100 mL de agua que se tituló con 17.2 mL H2SO4 0.02N empleando indicador de fenolftaleína y 11.7 mL de H2SO4 0.02N con naranja de metilo. Haga un análisis de los resultados.

Answer 1

Hola!

La respuesta es 289mgCaCO₃/L

   Explicación:
Este procedimiento de determinación de alcalinidad del agua se basa en calcular los carbonatos y bicarbonatos contenidos en esta. 
En la titulación de agua con ácido sulfúrico H₂SO₄, los H⁺ provenientes del ácido se neutralizan con los OH⁻ disociados por la hidrólisis de carbonatos y bicarbonatos. Esta titulación ocurre en dos etapas continuas, observadas gracias a los indicadores utilizados.
En la primera etapa se utiliza fenoftaleína, en el que el pH en el punto de viraje a color rosado es mayor a 8,3; por lo que hay presencia de CO₃⁻² y HCO₃⁻. Al añadir naranja de metilo ocurriendo el cambio de color a amarillo, el pH se encuentra a 4,5 y por lo tanto hay presencia de CO₂ libre y H₂CO₃. La suma de las dos alcalinidades se conoce como alcalinidad total.

Reacciones de neutralización de H⁺ y OH⁻
CO₃⁻² + H₂O → HCO₃⁻ + OH⁻
HCO₃⁻ + H₂O → H₂CO₃ + OH⁻

Para determinar los mgCaCO₃/L se utiliza la fórmula:
Vb*Cb = Va*Ca*F

Donde:
Va: volumen total gastado del ácido (L)
Ca: concentración del ácido (N)
Vb: volumen de la muestra (L)
Cb: concentración de la muestra (mg/L)
F: factor de conversión 

Cálculo de F
F= PM * (1000mg/g) / z

Donde:
PM: peso molecular (g/mol)
z: carga del ión (eq)

El peso molecular del CaCO₃ es 100g/mol
La carga del catión de la sal (Ca) es 2.

F= (100g/mol * 1000mg/g)/ 2eq = 50000mg/eq

Sustituyendo y despejando Cb
Cb = (17,2mL + 11,7mL) *(1L/1000mL) *(0,02N) * (50000mg/eq) / (100mL * 1L/1000mL)

Cb= 289mgCaCO₃/L

Espero haberte ayudado!