¿Qué ocurre con una valoración complexométrica de carbonato de calcio (analito) con $\ce{EDTA}$ (valorante) cuando no se añaden cristales de cloruro de magnesio(II) al tampón ( $\ce{NH3/NH4^+ + EDTA}$ ) solución? En un análisis de agua (donde la muestra de agua es el analito y $\ce{EDTA}$ es el titrante)?
Respuesta
¿Demasiados anuncios?
Resumen El magnesio se añade porque el cambio de color es más fácil de detectar con él, aunque el calcio también cambia el color de la solución en presencia de TBT.
Larga explicación y experimento
Aunque tu pregunta pueda parecer una tontería al principio, sé que tiene sentido porque trabajo con el Análisis de Suelos, y la determinación titrimétrica de $\ce{Ca^2+/Mg^2+}$ se realiza utilizando el mismo pH 10 $\ce{NH3/NH4^+}$ tampón, con la adición de una pequeña cantidad $\ce{MgSO4}$ y $\ce{EDTA}$ a la memoria intermedia.
Por lo que sé, y según un búsqueda rápida en línea La adición de magnesio es para asegurar la visibilidad del punto final cuando se utiliza Eriochrome Black T (EBT) como indicador. Supuestamente, el cambio de color no se vería fácilmente sin la adición de magnesio. Así es como se supone que ocurre:
Considerando que no habrá cambio de color en el EBT sólo por el Calcio, es necesaria una pequeña cantidad de magnesio para interactuar con el indicador y teñir la solución. Se añade al tampón un número equivalente de moles de EDTA, ya que de lo contrario los resultados estarían sobreestimados. Una vez finalizada la valoración, el remanteo $\ce{Mg^2+}$ complejado con TBT sería quelado por el EDTA y se detectaría el punto final.
Esto es importante básicamente en dos escenarios:
- No hay magnesio en su muestra.
- El tampón utilizado no es de pH 10, sino de pH 12, exactamente para eliminar el magnesio y detectar sólo el calcio.
En ambos casos, se necesita cierta cantidad (conocida) de magnesio para ver el cambio de color.
El problema con esto es que se supone que el calcio colorea el TBT. Incluso es el ejemplo que se da en Página de TBT en Wikipedia y también hay un artículo completo sobre las interacciones del magnesio y el TBT. Entonces, ¿por qué añadir magnesio?
Para responder a su pregunta -que también se convirtió en la mía- hice un cualitativo experimento, porque estoy en el laboratorio ahora mismo. Y el resultado fue interesante.
Añadí pequeñas cantidades de cloruro de calcio y sulfato de magnesio a dos vasos de precipitados diferentes que contenían agua purificada, y luego añadí unas gotas de TBT. También añadí TBT al agua purificada como blanco. Esto es lo que obtuve:
Como puede ver, el $\ce{Ca^2+}$ solución cambió el color del indicador, pero no tanto como $\ce{Mg^2+}$ lo hizo. Si se piensa en el análisis de muestras reales, donde normalmente el agua (o el extracto del suelo) contiene otros materiales coloreados, es muy importante asegurarse de que el punto final sea fácilmente visible. Como daltónico, ya encuentro este cambio de color un poco difícil, y para $\ce{Ca^2+}$ solo supongo que sería aún más difícil sin el magnesio.
Así que, finalmente: El magnesio se añade porque el cambio de color es más fácil de detectar, aunque el calcio cambia el color de la solución en presencia del TBT.
