Alcalinidad

LABORATORIO N° 5: DETERMINACIÓN DE ALCALINIDAD

(Mezclas de Carbonatos, Bicarbonatos e Hidróxidos)

1. INTRODUCCIÓN

La alcalinidad es una medida de la capacidad de un agua para neutralizar ácidos. La alcalinidad de las aguas naturales se debe básicamente a sales de ácidos débiles, aunque también es posible que esta se deba a sales de bases débiles y fuertes.

Los bicarbonatos representan la mayoría de las formas de alcalinidad, dado que ellos se forman en considerables cantidades por la acción del CO2, de acuerdo con la Ecuación 9 Otras sales de ácidos débiles como bicarbonatos, silicatos, fosfatos pueden estar presentes en pequeñas cantidades. Algunos ácidos orgánicos que son muy resistentes a la oxidación biológica, por ejemplo el ácido húmico, forman sales que proporcionan alcalinidad al agua.

En aguas contaminadas o por efecto de oxidaciones biológicas anaeróbicas, se pueden producir sales de ácidos débiles como el acético, propiónico, hidrosulfúrico, los cuales proporcionan alcalinidad al agua. También es posible que compuestos de amonio y otros hidróxidos contribuyan a la alcalinidad total del agua.

Bajo ciertas condiciones las aguas naturales pueden contener apreciables cantidades de carbonatos e hidróxidos como alcalinidad, por ejemplo las aguas de calderas contienen alcalinidad carbonato e hidróxido, las aguas químicamente tratadas, particularmente las producidas luego de tratamientos de ablandamiento con soda, contienen carbonatos y exceso de hidróxidos.

En resumen, muchos materiales pueden contribuir con la alcalinidad, pero básicamente es de tres clases: •Hidróxido •Carbonatos y •Bicarbonatos

La alcalinidad de las aguas se debe, como ya se mencionó, a sales de ácidos débiles y tales sustancias actúan como soluciones buffer que resisten cambios sustanciales en el pH al adicionar ácidos o bases. La alcalinidad por lo tanto es una medida de la capacidad buffer de un agua.

2. OBJETIVO

 Complementar los conocimientos adquiridos en forma teórica sobre los procesos de determinación de la cantidad de sustancia en una muestra, por el método de volumetría de Neutralización

 Establecer aplicación industrial del concepto de alcalinidad, calculada a partir de las mezclas de carbonatos, bicarbonatos e hidróxidos.

3. MATERIALES Y REACTIVOS

4 Vasos de 100 mL, 1 Bureta, 1Soporte Universal y 1cpinza, 3 Pipetas Volumétricas de 25 mL, 3 Erlenmeyer de 250 mL, frasco lavador

Agua destilada, H2SO4 0.02 N, Fenolftaleína, Anaranjado de Metilo, Carbonato de sodio a 100 ppm, bicarbonato de sodio a 100 ppm, hidróxido de sodio a 20 ppm (250 mL de cada solución alcalina)

4. PROCEDIMIENTO

4.1. Generalidades en la Determinación de la alcalinidad

La alcalinidad se mide volumétricamente titulando con un ácido fuerte, el más comúnmente usado es el ácido sulfúrico (H2SO4) 0.02N y se reporta en mg/L de CaCO3.

Cuando el agua tiene pH por encima de 8.3 se procede en dos etapas:

1. En la primera el pH se baja hasta el cambio de la fenolftaleína (pH=8.3).

2. En la segunda el pH se lleva hasta 4.5, correspondiente al cambio de color del

indicador naranja de metilo.

3. Cuando el pH de la muestra este por debajo de 8.3 se hace una sola titulación hasta

pH=4.5. con naranja de metilo

El cambio a pH = 8.3 que es el punto final de la primera etapa corresponde al punto de

equivalencia para la conversión del ión carbonato (CO3 2-) en ión bicarbonato:

CO3 2- + H+  HCO3 -1 Kb = 2.1*10 -4

El cambio de pH alrededor de 4.5, como punto final de la segunda etapa de la titulación

corresponde aproximadamente al punto de equivalencia de la conversión del ión

bicarbonato a ácido carbónico.

HCO3 -1 + H + ------- H2CO3

Entre pH 4.5 y 8.3 las especies predominantes son los bicarbonatos (HCO3 -1), por encima de pH 8.3 predominan las

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