DETERMINACION DE ALCALINIDAD EN AGUA
1.- OBJETIVOS
a
El alumno alumno determ determina inará rá la alcal alcalini inidad dad del del agua agua
b
El alumn alumno o señala señalará rá si un un agua agua alcali alcalina na,, es causa causa de cont contami aminac nación ión..
2.- INTRODUCCION
La alcalinidad de un agua puede definirse como su capacidad para neutralizar ácidos, como su capacidad para reaccionar con iones hidrógeno, como su capacidad para aceptar protones o como la medida de su contenido total de substancias alcalinas (OH-. La determinación de la alcalinidad total ! de las distintas formas de alcalinidad es impor importan tante te en los proces procesos os de coagul coagulaci ación ón "u#mi "u#mica, ca, ablan ablandam damien iento, to, contro controll de corrosión ! e$aluación de la capacidad tampón de un agua, es una medida práctica de la capacidad del manto acu#fero de contrarrestar la acidificación cuando precipita el agua de llu$ia ácida en el.
La alcalinidad es debida generalmente a la presencia de tres clases de iones%
&.- 'icar 'icarbona bonatos, tos, .- )arbo )arbonato natos, s, *.- Hidró+i Hidró+idos dos -
-
-
4
L)L// 0O0L 0O0L 1 2)O* 3 4 2H)O* 3 4 2OH 3 5 2H 3
El factor dos delante de la concentración de ión carbonato se debe a "ue la presencia de iones H4 está controlada, en primer lugar, por el ion bicarbonato, "ue luego es con$ertido por un segundo ión hidrógeno a ácido carbónico%
)O* -
4
4
H
4
H
11111111111 H)O *
H) -
O*
4
11111111111 H ()O*
En algunos suelos es posible encontrar otras clases de compuestos (boratos, silicatos, fosf fosfat atos os,, etc. etc. "ue "ue cont contri ribu bu!e !en n a su alca alcali lini nida dad6 d6 sin sin emba embarg rgo, o, en la prác prácti tica ca la contribución de 7stos es insignificante ! puede ignorarse. La alcalinidad del suelo se determina por titulación con ácido sulf8rico 9.9 ! se e+presa como mg:l de carbonato de calcio e"ui$alente a la alcalinidad determinada. Los iones H 4 procedentes de la
solución 9.9 del ácido neutralizan los iones OH - libres ! los disociados por concepto de la hidrólisis de carbonatos ! bicarbonatos.
En la titulación con H ;O< 9.9, los iones hidrógeno del ácido reaccionan con la alcalinidad de acuerdo con las siguientes ecuaciones%
4
H
-
4 OH
4
1
4
4
H 4 )O* H
-
H)O*
111111 HO -
111111 H)O*
111111 H )O*
La titulación se efect8a en dos etapas sucesi$as, definidas por los puntos de e"ui$alencia para los bicarbonatos ! el ácido carbónico, los cuales se indican electrom7tricamente por medio de indicadores.
3. MATERIAL, REACTIVOS Y SOLUCIONES
3.1 MATERIAL
= >atraces erlenme!er de &?mL = @ipetas graduadas de ? ! &9mL = @ipeta $olum7trica de ? mL = Aasos de precipitados de &99 ! ?9mL = 'ureta de ?mL = @inzas para bureta = ;oporte uni$ersal 3.2 REACTIVOS
= gua destilada = Hidró+ido de sodio = naranBado de metilo = Cenolftale#na
3.3 SOLUCIONES
=
cido sulf8rico 9.9
=
Cenolftale#na al &D en solución alcohólica (?9%?9
=
ndicador anaranBado metilo
4.- DESARROLLO EXPERIMENTAL Campo ! Ap"#$a$#%&
La metodolog#a descrita se recomienda para aguas municipales, en$asadas, naturales, residuales ! residuales tratadas.
4.2 DETERMINACION DE ALCALINIDAD TOTAL
&. )olocar en un $aso de precipitados una al#cuota de ?9ml de muestra. . 0itular potenciom7tricamente la muestra con H ;O< (pre$iamente $alorada realizando adiciones de 9.? en 9.? ml hasta lograr un pH igual a *. ealizar una gráfica pH As Aol de H ;O< gastado ! determinar (ml gastados de H;O< en el punto de e"ui$alencia <. /eterminar la alcalinidad total de la muestra como mg de )a)O*:L '.- CALCULO DE RESULTADOS. M(!)*a 1 Fna muestra de ?9 ml. es titulada con fenolftaleina ! con el indicador mi+to. La muestra no da coloración con la fenolftaleina, por lo cual se procede a agregarle el indicador mi+to, con lo cual se consumen 9.G ml. de solución $alorada de acido. )ual es la alcalinidad @ ! >, as# como la alcalinidad en sus diferentes formas
@ara una al#cuota 1?9 ml. @19 ppm >1G ppm ! 01 9 4 G 1 G ppm. I0 1 < ppm.
En este caso @19, por lo "ue la alcalinidad de hidró+idos ! carbonatos tambi7n es cero ! la alcalinidad total es alcalinidad de bicarbonatos igual a G ppm.
;i se reporta como alcalinidad @ ! > el resultado ser#a% lcalinidad @ (a la fenolftaleina19 ppm lcalinidad > ($erde de bromocresol:roBo de metilo1 G ppm lcalinidad total1 G ppm
M(!)*a 2 Fna muestra de ?9 ml. es titulada con fenolftaleina ! con el indicador mi+to. )on la fenolftaleina se consumen 9.< ml. ! con el indicador mi+to se re"uieren 9.GG ml. de acido estandard. )ual es la alcalinidad en sus diferentes formas @ara una al#cuota 1?9 ml. @1.< ppm >1G.G ppm ! 0 1 .<4G.G 1 &&. ppm. I01?.J ppm.
En este caso @KI0, por lo "ue la alcalinidad de hidró+idos es cero lcalinidad @ (a la fenolftaleina1.< ppm lcalinidad > ($erde de bromocresol:roBo de metilo1G.G ppm
lcalinidad total1&&. ppm
+.- CUESTIONARIO
&
En "ue casos se dice "ue la alcalinidad sólo es debida a los iones )O *1 ! H)O*-. E+pli"ue.
lcalinidad ! ni$el de pH El pH de una solución mide la concentración de iones de hidrógeno6 la medición nos dice lobásica o ácida "ue es dicha solución. )uanto ma!or sea la concentración de iones de hidrógeno, más ácida será. La escala de pH comprende un espectro "ue $a desde mu! ácido, representado por un 9, hasta mu! básico o alcalino, representado por &<. El agua tiene un pH natural de alrededor de , es decir, neutro. Los organismos $i$os re"uieren un ni$el "ue est7 entre J ! M. )ausas de alcalinidadFna solución es alcalina cuando es capaz de tamponar soluciones ácidas con ma!ores concentraciones de iones de hidrógeno. En el agua, la alcalinidad se produce por la presencia de una alta concentración de mol7culas de minerales de carbono en suspensión. El agua con alta alcalinidad se dice "ue es NduraN. El compuesto mineral "ue suele pro$ocarlo es el carbonato de calcio, pro$eniente de rocas, comola piedra caliza, o de la li+i$iación de la dolomita o la calcita del suelo. En las plantas de tratamiento, se puede ele$ar la alcalinidad de las aguas
'uscar en la literatura o en normas $igentes con los $alores permisibles del parámetro analizado.
El agua potable, tambi7n llamada para consumo humano, debe cumplir con las disposiciones legales nacionales, a falta de 7stas, se toman en cuenta normas internacionales. Los l#mites má+imo permisibles (L>@ referenciales ( para el agua potable de los parámetros "ue se controlan actualmente, se indican en el cuadro siguiente.
*
n$estigar si e+iste alg8n daño en seres $i$os por e+ceso de carbonatos.
>uchas personas son conscientes de lo preocupante "ue resulta un e+ceso de acidez en el agua6 pero una alcalinidad e+cesi$a tambi7n puede ser perBudicial. El agua se $uel$e turbia cuando ha! demasiados minerales suspendidos en ella6 pierde su transparencia debido a la presencia de esas part#culas en suspensión. demás, la dureza del agua puede facilitar la transferencia de plomo de las tuber#as al suministro, poniendo en riesgo la salud de las personas "ue la ingieran. @or otra parte, la$arse con un agua altamente alcalina puede deBar la piel seca ! causar picor. P, sobre todo, ha! "ue tener presente "ue el e+ceso de alcalinidad en un ecosistema puede reducir su capacidad para sustentar la $ida "ue ha! en 7l.