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Alcalinidad
QUÍMICA AMBIENTAL (2702)
Universidad Central del Ecuador
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POR EL ESTUDIANTE INFORME DE LABORATORIO QUIMICA AMBIENTAL
CARRERA: Ingeniería Ambiental SEMESTRE: Cuarto semestre CALIFICACIÓN: ________________ PRÁCTICA N° 7 FECHA: 2018-07- NOMBRES:
TEMA: Alcalinidad
- OBJETIVOS 1 OBJETIVO GENERAL: - Determinar la alcalinidad de una muestra de agua utilizando el método titulométrico.
1 OBJETIVO ESPECÍFICO:
- Determinar la alcalinidad de la muestra de agua con el indicador de fenolftaleína
- Determinar la alcalinidad de la muestra de agua con el indicador verde de bromocresol.
2. FUNDAMENTO TEORICO.
Definimos alcalinidad como la capacidad del agua para neutralizar ácidos o aceptar protones. Esta representa la suma de las bases que pueden ser tituladas en una muestra de agua. Dado que la alcalinidad de aguas superficiales está determinada generalmente por el contenido de carbonatos, bicarbonatos e hidróxidos, ésta se toma como un indicador de
dichas especies iónicas. No obstante, algunas sales de ácidos débiles como boratos, silicatos, nitratos y fosfatos pueden también contribuir a la alcalinidad de estar también presentes. Estos iones negativos en solución están comúnmente asociados o pareados con iones positivos de calcio, magnesio, potasio, sodio y otros cationes.
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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.
La alcalinidad, no sólo representa el principal sistema amortiguador del agua dulce, sino que también desempeña un rol principal en la productividad de cuerpos de agua naturales, sirviendo como una fuente de reserva para la fotosíntesis. Históricamente, la alcalinidad ha sido utilizada como un indicador de la productividad de lagos, donde niveles de alcalinidad altos indicarían una productividad alta y viceversa (Tabla 1).
Dicha correlación se debe en parte a que la disponibilidad del carbono es mayor en lagos alcalinos y también al hecho de que las rocas sedimentarias que contienen carbonatos, a menudo contienen también concentraciones relativamente altas de nitrógeno y fósforo (en comparación con el granito, otras rocas ígneas y regiones donde el lecho rocoso ha sido desgastado y lavado, los cuales generalmente contienen bajas concentraciones de estos dos nutrientes limitantes y del CaCO3).
Tabla 1. Rangos de alcalinidad.
Fuente: uprm/biology/profs/massol/manual/p2-ph.pdf
3. PARTE EXPERIMENTAL
3 MATERIALES Y EQUIPOS
Bureta 25 ml Matraz Erlenmeyer 250 ml Probeta Soporte Universal
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mgCaCO 3
L =0∗0∗ 50000
0
mgCaCO 3 L =12. Muestra 1 Alcalinidad total (verde bromocresol) mgCaCO 3 L =
V(H 2 SO 4 )∗N(H 2 SO 4 )∗meq(CaCO 3 ) 0 mgCaCO 3 L =
0∗0∗ 50000
0
mgCaCO 3 L =107.
muestra Volumen Indicador Volumen titulanteml (5 gotas) ml de H 2 SO 4
(0)Muestra #1 50 fenolftaleína 0. Muestra #2 50 verde bromocresol 4. 6. CUADRO DE DATOS
7. DISCUSIONES
El valor de la alcalinidad total fue de 107 mgCaCO 3 /L, basados a la tabla de rangos de alcalinidad (anexo 1) se puede determinar que este valor nos indica una alcalinidad media. Sabiendo que la alcalinidad en solución significa que esta solución es capaz de tamponar soluciones ácidas con concentraciones más elevadas de iones hidrógeno. La alcalinidad de carbonato se presenta cuando el valor de la alcalinidad por fenolftaleína no es 0, sino menor que la mitad del valor de alcalinidad total. La alcalinidad de hidróxido se presenta si el valor de alcalinidad por fenolftaleína supera la mitad del valor de la alcalinidad total. La alcalinidad de bicarbonato se presenta si el valor de la alcalinidad por fenolftaleína es menor que la mitad del valor de la alcalinidad total. Usando los valores obtenidos de alcalinidad total 107. mgCaCO 3 /L y alcalinidad por fenolftaleína 12 mgCaCO 3 /L y considerando la tabla de relación de alcalinidad (anexo 2) podemos deducir lo siguiente: P<1/2T.
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Por lo tanto, la alcalinidad de hidróxido es 0 mgCaCO 3 /L. La alcalinidad
decarbonato es dos veces el valor de la alcalinidad por fenolftaleína, dando un valor
igual a 25 mgCaCO 3 /L. La alcalinidad de bicarbonato es la resta de la alcalinidad
total y el doble de la alcalinidad por fenolftaleína, dando un valor de 82.
mgCaCO 3 /L.8. CONCLUSIONES
Se determinó que en la muestra no hay presencia de hidróxidos, pero si una alcalinidad total.
Se determinó que la alcalinidad de la muestra de agua utilizando indicador de fenolftaleína fue de 12 mgCaCO 3 /L.
Se determinó que la alcalinidad de la muestra de agua utilizando indicador de verde bromocresol fue de 107 3 /L, dando un valor de alcalinidad media.
9. OBSERVACIONES
Al utilizar el indicador verde bromocresol se puso observar que la muestra se tornó de un color azul intenso, el mismo que posteriormente tras realizarse la titulación con el ácido sulfúrico poco a poco iba cambiando su color por un color verde
En el caso de la fenolftaleína, cuando se utilizó como indicador, la muestra se tornó de color rosado pálido, y tras realizar la titulación con el ácido sulfúrico poco a poco su color iba cambiando hasta quedar totalmente transparente.
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Concentraciones de CO 2 = bajas concentraciones de H+ : Ec. 3 CO 2 + H 2 O ↔ H+ + (HCO 3 )- Primera disociación de ácido carbónico,la constante de disociación K 1 : K 1 =¿ ¿ Desplazamiento del equilibrio producirá el aumento de carbonatos y este la disminución de concentraciones de H+ : Ec. 4 (HCO 3 )- ↔ H+ + (CO 3 ) 2 −¿¿ Segunda disociación de ácido carbónico,la constante de disociación K 2 : K 2 =¿ ¿ Según el CO 2 es incorporado a fotosintetatos, su concentración en agua puede ser restituida por difusión molecular de CO 2 atmosférico al agua o puede ser repuesto por el sistema de alcalinidad a través de la disociación de bicarbonato (Ec). El proceso fotosintético puede agotar los niveles de CO 2 libre en aguas con alta productividad por ende el crecimiento de plantas acuáticas se ve limitado y se pueden encontrar valores mayores a 9 en el pH. La cantidad de cambio en el pH depende de la cantidad de carbonato de calcio y de magnesio estén disueltos en el agua. Estos se vinculan con el dióxido de carbono reducen el aumento de la acidez. 4. ¿Qué le sucede al pH del agua cuando se está llevando a cabo un proceso de respiración vigoroso? ¿Por qué? Los procesos de respiración tanto aerobia como anaerobia son generadores de CO 2 , el cual, dependiendo de su concentración, puede desplazar el equilibrio descrito en la ecuación: CO 2 + H 2 O ↔ H 2 CO3, hacia la izquierda, provocando que disminuya el pH. 5. ¿Si usted calienta una muestra de agua, cómo se afectará el pH del agua? ¿Por qué? “La temperatura tendrá un efecto medible, aunque muy ligero sobre el pH del agua. De hecho, el agua pura tiene un pH de 7 sólo exactamente a 24 grados Celsius, o 77 grados Fahrenheit”. (Aznar) Mientras la temperatura del agua sube, el pH disminuye y al contrario más fría el agua un pH más alto. (Anexos, figura 2) La temperatura afecta el pH del agua, ya que las moléculas de agua tienden a descomponerse en sus constituyentes, el hidrógeno y el oxígeno, al aumentar la temperatura. A medida que aumentan las temperaturas, una mayor proporción de moléculas de agua se rompen, lo que produce más hidrógeno, que luego aumenta el pH del agua. 6. ¿Qué importancia tiene el sistema amortiguador carbonato-bicarbonato para cuerpos de agua naturales? “Rocas tales como la piedra caliza las cuales se pueden encontrar en las cuencas contienen carbonatos a través de su desgaste y disolución generan carbonatos y bicarbonatos. Su disolución es ayudada por el CO 2 disuelto en el agua, ya que la piedra
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caliza por sí sola no es muy soluble en agua pura”. (Aznar) La alcalinidad en el agua se
ve ayudada gracias a que al reaccionar el CO 2 con el agua esta genera pequeñas
cantidades de ácido carbónico.11. BIBLIOGRAFIA
Manahan, S. E. (2006). Introducción a la Química Ambiental (Primera ed.). Mexico D.: Reverté Ediciones. Ramirez, C. A. (2011). Calidad del agua. Medellín, Colombia: Ediciones de la U. Stevenson, B. y. (1999). Oxígeno Disuelto. Obtenido de imasd.fcien.edu/difusion/educamb/propuestas/red/curso_2007/cartillas/ tematicas/OD drcalderonlabs. (s.). Obtenido de drcalderonlabs: drcalderonlabs/ Metodos/Analisis_De_Aguas/OXIGENO%20DISUELTO%20-%20Electrodo %20de%20Membrana Heinke, J. G. (1999). Ingeniería Ambiental (Segunda ed.). Mexico: Prntice Hall.
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