Alcalinidad en agua

PRÁTICA No. 4[pic 1][pic 2]

LABORATORIO DE SANEAMIENTO

DETERMINACIÓN DE ALCALINIDAD

[1] Dávila Julio, [1] Díaz Camilo, [1] Gómez Cristina, [1] Lugo Yesika, [1] Mogollón Brayan, [1] Monroy Sergio, [2] Correa Rafael

[1] Estudiantes de IX semestre de Ingeniería Civil de la Universidad de Cartagena.

        [2] Docente del área de Laboratorio de Sanitaria        

Cartagena D.T. y C., septiembre 26 de 2018

RESUMEN

Esta experiencia de laboratorio tuvo como objetivo determinar la alcalinidad utilizando el principio de Neutralización, en seis (6) muestras de agua provenientes del Caño Dolores. Para ello se tomaron 25 mL de agua cruda con las concentraciones de alumbre definidas en ensayos previos, luego, se agregaron 3 gotas de Fenolftaleína (P) y de acuerdo con el pH de las muestras (<8.3), no se observó viraje en ninguna de ellas. Posteriormente, se agregaron 3 gotas de Naranja de metilo (T) que generaron un cambio de color de trasparente a amarillo, lo que indicó que las alcalinidades de las muestras de agua obedecen a la presencia de iones bicarbonatos. Finalmente, se titularon las muestras con ácido sulfúrico obteniendo un viraje de amarillo a rosáceo. La muestra de agua cruda (N0), sin contenido de alumbre presentó mayor concentración de CaCO3 (104 mg/L) y se necesitó la mayor cantidad de ácido sulfúrico (2.6 mL), en contraste con la muestra (N4) que presentó concentración de 68 mg/L y requirió 1.7 mL de ácido sulfúrico. Todas las muestras presentan concentraciones menores al valor máximo de alcalinidad expresado como CaCO3  que es de 200 mg/L.

Palabras clave: Alcalinidad, Fenolftaleína, Naranja de metilo

1. INTRODUCCIÓN

La alcalinidad es una prueba básica para el control de calidad del agua potable, debido a su estrecha relación con el pH. Además, la alcalinidad ha sido utilizada como un indicador de la productividad de lagos, donde niveles de alcalinidad altos indicarían una productividad alta y viceversa (Repositorio SENA, 1999).

El objetivo principal de este informe, es la determinación de la alcalinidad total de una muestra de agua cruda, con la finalidad de conocer la calidad y condiciones de la misma.

El bicarbonato constituye la forma química de mayor contribución a la alcalinidad. Dicha especie iónica y el hidróxido son particularmente importantes cuando hay gran actividad fotosintética de algas o cuando hay descargas industriales en un cuerpo de agua (Fuentes, et al., 2002). La determinación cuantitativa de la alcalinidad del agua se logra fácilmente por titulación con una solución de ácido sulfúrico de normalidad conocida y utilizando fenolftaleína. Habitualmente, el contenido de alcalinidad se expresa en mg/l (miligramos por litro) o ppm (partes por millón) de carbonato de calcio (CaCO3).

1. MARCO TEORICO

ALCALINIDAD

La alcalinidad se puede definir como la capacidad ácido neutralizante de una solución que se debe frecuentemente a la presencia de bicarbonatos, carbonatos e hidróxidos. Además, indica la cantidad de cambio que ocurrirá en el pH con la adición de cantidades moderadas de ácido (Agua Market, 2002).

En las aguas naturales la alcalinidad se debe a la disolución de rocas calizas que aportan bicarbonatos, carbonatos e hidróxido de calcio, magnesio, sodio, hierro y otros elementos (Repositorio SENA, 1999).

La alcalinidad recomendada se sitúa entre 125-150 ppm. Una alcalinidad adecuada nos asegura un mejor control del pH y menos alteraciones de éste. Si la alcalinidad no está en los valores de 125-150 ppm habrá oscilaciones con el pH no pudiendo conseguir una estabilidad del mismo, de manera que podrá haber pHs altos o bajos, es decir, problemas de turbiedad, incrustaciones, o de corrosión, irritación de ojos, coloración verdosa del agua respectivamente (Piscinesdome, 2016).

Cuando el pH del agua es mayor a 8.3 se debe a la presencia de hidróxidos en el agua y de algunos carbonatos. Si el pH del agua está entre 4.3 y 8.3 la alcalinidad se debe a bicarbonatos y carbonatos. Y cuando el pH del agua es menor de 4.3 no hay alcalinidad. 

El Decreto del Ministerio de Salud No. 475 del 10 de marzo de 1988 relacionado con el uso de agua para el consumo humano, menciona la alcalinidad como una de las pruebas mínimas en el control de calidad del agua potable, aunque no estableció el valor admisible correspondiente para este factor. Sin embargo, El Ministerio de la protección social ministerio de ambiente, vivienda y desarrollo territorial en el 2007, estableció que de acuerdo a las características químicas de agua para consumo humano, el valor máximo aceptable de alcalinidad total expresada en  es de 200 mg/L. [pic 3]

Se ha evidenciado que la alcalinidad en concentraciones moderadas mejora el sabor del agua y favorece los procesos de coagulación y floculación en los tratamientos convencionales de aguas turbias o coloreadas (Repositorio SENA, 1999)

En la tabla 1 se muestra las relaciones de alcalinidad para los hidróxidos, carbonatos y bicarbonatos. Donde T es el volumen necesario para hacer virar el naranja a metilo y P es el volumen necesario para hacer virar la fenolftaleína de rosado a incoloro.

Tabla 1. Resultado a la alcalinidad P en función de hidróxidos, carbonatos y bicarbonatos.

Fuente: Laboratorista.

La concentración de iones bicarbonatos se determina mediante la expresión:

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1. METODOLOGIA

1. Materiales

• Soporte universal
• Pipeta graduada 10mL
• vaso de precipitado de 100mL
• Bureta con llave de 25mL
• Matraz Erlenmeyer 250 mL
• Ácido Sulfúrico a concentración 0.02 N
• Fenolftaleína
• Naranja de Metilo
• Muestra de agua cruda 25 mL
• Agua destilada
• Propipeta

1. Procedimiento experimental

Paso 1.  Se deben preparar todos los elementos a usar mediante un lavado con agua destilada. Luego, utilizando una pipeta con su respectiva propipeta, se toman 25mL de la muestra de agua que se desea analizar y se transvasan en un matraz Erlenmeyer.

Paso 2. Se agregan 3 gotas de Fenolftaleína la muestra de agua dentro de matraz para verificar la alcalinidad a la fenolftaleína, tomando como referencia el cambio de color de la muestra a rojo en caso de estar con un pH superior a 8.3 (Ver Figura 1)

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