ALCALINIDAD

OBJETIVOS

Aprender la importancia de la determinacin de la alcalinidad del agua para diferentes procesos. Determinacin de campo de la alcalinidad total y parcial. Estar en la capacidad de saber cmo distinguir la presencia de carbonatos y bicarbonatos en una muestra.

FUNDAMENTO TERICO

Definimos la alcalinidad total como la capacidad del agua para neutralizar cidos y representa la suma de las bases que pueden ser tituladas. Dado que la alcalinidad de aguas superficiales est determinada generalmente por el contenido de carbonatos, bicarbonatos e hidrxidos, sta se toma como un indicador de dichas especies inicas. No slo representa el principal sistema amortiguador (tampn, buffer) del agua dulce, sino que tambin desempea un rol principal en la productividad de cuerpos de agua naturales, sirviendo como una fuente de reserva de CO2 para la fotosntesis. Internacionalmente es aceptada una alcalinidad mnima de 20 mg de CaCO3/L para mantener la vida acutica. Cuando las aguas tienen alcalinidades inferiores se vuelven muy sensibles a la contaminacin, ya que no tienen capacidad para oponerse a las modificaciones que generen disminuciones del pH (acidificacin). Se han propuesto clasificaciones de las aguas segn su capacidad amortiguadora (alcalinidad), lo que permite manejar descriptores categricos sencillos a ser utilizados en el anlisis de calidad de agua (tabla 1). [footnoteRef:1] [1: http://imasd.fcien.edu.uy/difusion/educamb/propuestas/red/curso_2007/cartillas/tematicas/alcalinidad.pdf]

COMPUESTOS QUE CONTRIBUYEN A LA ALCALINIDAD Aunque muchos compuestos pueden contribuir a la alcalinidad del agua natural, la mayor parte es causada portres grandes gruposque se clasifican por sus altos valores de pH, las otras especies son despreciables. Estos tres grupos son:

IMPORTANCIA DE LA ALCALINIDAD La alcalinidad del agua se debe entonces principalmente a sales de cidos dbiles y bases fuertes y,estas sustancias actan como amortiguadoraspara resistir la cada de pHresultante a la adicin de cidos. Este concepto se utiliza mucho en la prctica del tratamiento de aguas residuales.Internacionalmente es aceptada unaalcalinidad mnima de 20 mg de CaCO3/L para mantener la vida acutica. Cuando tiene alcalinidades inferiores se vuelve muy sensible a la contaminacin, ya que no posee la capacidad de oponerse a las modificaciones que generan disminuciones de pH (Acidificacin).Se han propuesto clasificaciones de las aguas segn su capacidad amortiguadora (alcalinidad), lo que permite manejar descriptores categricos sencillos a ser utilizados en el anlisis de calidad de agua.Clasificacin de los cuerpos de agua segn su alcalinidad total:

En resumen podramos decir que las concentraciones de estas especies (hidrxidos, carbonatos y bicarbonatos) producen en el agua un efecto tampn ya que absorben protones manteniendo el pH a un valor estable. Esto es muy importante en los seres vivos y en determinados medios como el flujo sanguneo. Tambin es conveniente destacar que las agua con alcalinidades elevadas no son necesariamente perjudiciales para el consumo humano, como por ejemplo las aguas carbonatas conocida tambin como soda.[footnoteRef:2] [2: http://alcalinidaddelagua.blogspot.com/]

PARTE EXPERIMENTAL:

Experiencia 1

1. Alcalinidad de la Fenolftalenaa) DETERMINACION DE LA ALCALINIDAD PARA AGUA POTABLEPROCEDIMIENTO:

OBSERVACIN:Se observa que la muestra no se colorea de rojo grosella es debido a que no hay concentracin de OH- ni CO32- , es decir, es una solucin cida y no hay necesidad de titularla porque la titulacin se hace con H2SO4 que tambin es un cido.RESULTADOS: Por lo tanto:

ALCALINIDAD = 0

b) DETERMINACIN DE LA ALCALINIDAD PARA EL AGUA TRATADA

MATERIALES USADOS:MATERIALES USADOS

REACTIVOSMATERIALESEQUIPOS

Agua destiladaFenolftalenaAnaranjado de metiloH2SO4 0.02 NBuretaMatraz ErlenmeyerPipeta de 5 mlEquipo de soporte universal

PROCEDIMIENTO:ALCALINIDAD A LA FENOLFTALENA1. Medir 50 ml de agua destilada como muestra.2. Agregarle 5 gotas de fenolftalena. NOTA: Si la muestra no se colorea de rojo grosella es debido a que no hay concentracin de OH- ni CO32- , es decir, es una solucin cida y no hay necesidad de titularla porque la titulacin se hace con H2SO4 que tambin es un cido.3. Titular la muestra hasta que se tome un color transparente y medir el volumen gastado.CLCULOS:ALCALINIDAD A LA FENOLFTALENAAl agregarle la fenolftalena al agua tratada, no se observ el cambio de coloracin de la muestra.RESULTADOS: Por lo tanto:

ALCALINIDAD = 0

c) DETERMINACION ALCALINIDAD PARA LA SOLUCION 3

MATERIALES USADOSREACTIVOSMATERIALES

Solucin XFenolftalenaAnaranjado de metiloAcido sulfricoBuretaMatraz ErlenmeyerPipeta de 5 ml

PROCEDIMIENTO1. En un matraz Erlenmeyer introducir 50 ml de una muestra.2. agregar 5 gotas de fenolftalena.3. titular la muestra con acido sulfrico 0.02N hasta que la solucin se vuelva incolora.4. Anotar en volumen consumido en ml.CALCULOS:Experimentalmente se obtuvo como volumen gastado:Vg =74.8 mlREACCION: 2H+ + CO32- H2CO3

Hallando los meq del acido sulfrico 0.02N

Determinacin de la alcalinidad a la fenolftalena de en meq/l

Alcalinidad a fenoltaleina = 1772 mg/l CaCO3RESULTADO:

Experiencia 2

2. Alcalinidad Totala) AGUA POTABLEPROCEDIMIENTO:

CALCULOS:DATO: Vg = 5.8g de acido sulfrico

2 H+ + CO32- -----------> H2CO3

0.02 mEq H2SO4 x 5.8 ml = 0.116 mEq de H2SO4 ml

0.116 mEq H2SO4 x 1 mEq CaCO3 = 0.116 mEq CaCO3 1 mEq H2SO4

0.116 mEq CaCO3 x 50 mg CaCO3 = 116 mg CaCO3 0.05L 1 mEq CaCO3 L

RESULTADOS : ALCALINIDADmg/L de CaCO3

A la fenolftalena0

Total116

b) AGUA TRATADAPROCEDIMIENTO:1. A la mezcla que sobra del primer experimento se le agrega 5 gotas de anaranjado de metilo. La mezcla toma un color anaranjado.2. Seguir titulando con H2SO4 hasta que la mezcla se torne de color rojo y medir el volumen gastado.CALCULOS:

DATO: Vg = 6.7 ml de H2SO4

Rx: 2 H+ + CO32- < ===== > H2CO3

0.02 mEq H2SO4 x 6.7 ml = 0.134 mEq de H2SO4 ml

0.134 mEq H2SO4 x 1 mEq CaCO3 = 0.134 mEq CaCO31 mEq H2SO4

0.134 mEq CaCO3 x 50 mg CaCO3 = 134 mg CaCO3 0.05L 1 mEq CaCO3 L

RESULTADOS:

ALCALINIDADmg/L de CaCO3

A la fenolftalena0

Total134

c) SOLUCION 3PROCEDIMIENTO:1. Agregar 5 gotas de anaranjado de metilo a la muestra que se ha determinando la fenolftalena2. Seguir con la titulacin acido sulfrico 0.02N hasta lograr un viraje del anaranjado de metilo.3. Anotar el volumen gastado total del acido utilizado.

CALCULOS:Experimentalmente se obtuvo como volumen gastado:Vg =58.6 mlREACCION:2H+ + CO32- H2CO3

Hallando los meq del acido sulfrico 0.02N

Determinacin de la alcalinidad total de la muestra expresada en mg/l

RESULTADO:

Alcalinidad total = 1772 mg/l CaCO3

CUESTIONARIO:

Cul es el valor del pH en el punto de vire de la fenolftalena?La fenolftalena es un indicador de pH. Posee dos formas: una bsica, que puede tomar protones en medio cido; y una cida, que puede ceder protones en medio alcalino.Para pasar de una forma a la otra slo tiene que tomar o ceder un protn, proceso que es reversible, y ese intercambio de protones est condicionado por el pH del medio. La presencia o ausencia de ese protn cambia la estructura tridimensional de la molcula, cambiando la longitud de onda absorbida y por ende su color. El intervalo de viraje de la fenolftalena, es decir, el intervalo de pH dentro del cual tiene lugar el cambio de color del indicador, no sufre variaciones entre 0 y 100 C y est comprendido entre 8,0 y 9,8. El cambio de color de este indicador est acompaado de un cambio de su estructura; su color en medio alcalino, donde perdi el protn es rojo-violeta y en medio cido es incoloro.

Cul es el valor del pH en el punto de vire del anaranjado de metilo?Anaranjado de metilo que es un indicador del tipo cido dbil. Como su molcula es muy compleja la representaremos por HIn. La molcula tiene color rojo mientras que su base conjugada, el ion In, es de color amarillo. En disolucin se establece el equilibrio:InH + H2O In- + H3O+Como coexisten las dos especies qumicas (roja y amarilla), resulta el color naranja propio del indicador. Ahora bien, en disoluciones cidas, al ser grande la concentracin de protones, el equilibrio anterior est muy desplazado hacia la izquierda y el indicador tendr color rojo y, si le aadimos una base al medio, reaccionar con los protones reducindose su concentracin, por lo que el equilibrio se desplazar hacia la derecha cambiando el indicador a color amarillo.

IndicadorColor a pH inferiorIntervalo de virajeColor a pH superior

1. Naranja de metilorojo3,1 4,4amarillo

2. Azul de bromotimolamarillo6,0 7,6azul

3. Fenolftalenaincoloro8,3 10,0rojo

4. Rojo de metilorojo4-6amarillo

Explique porque el pH en el punto de vire de la fenolftalena y del anaranjado de metilo no es 7?Debido a que la sustancia no se encuentra neutralizada. Su pH seria 7en el caso de la fenolftalena si tienes un volumen cido de concentracin desconocido, pero tienes un lcalisis de concentracin conocida, puedes empezar a agregar cantidades del lcalisis medidas (por medio de bureta) a la solucin cida. Cuando esta vire levemente a rojizo, se dice que el cido ha sido neutralizado. En analisis cuantitatico es mandatorio que el cambio sea leve ya que esto es suficiente para indicar viraje, es decir, neutralizacin.

CONCLUSIONES:

Al agregar la fenolftalena podemos comprobar la presencia de bicarbonatos (pH de la solucin est entre 7 y 8.3) en el agua. Cuando hay presencia de OH, no puede estar el HCO-3 (BICARBONATO). La alcalinidad del agua depende de la cantidad de OH, CO3 y HCO3 que existe en ella. En la experiencia N1 si al agregar fenolftalena, no se pone de color rojo grosella es porque no hay OH- ni CO3--; y si es incoloro es porque hay HCO3- y no se le agrega H2SO4 porque sera ms acido.

BIBLIOGRAFA:

www.imasd.fcien.edu.uywww.alcalinidaddelagua.blogspot.com

11LABORATORIO QUIMICA ANALITICA