Análisis de alcalinidad

OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL
Determinar la alcalinidad de dos muestras de agua utilizando el método de volumétrico.
OBJETIVOS ESPECIFICOS
Calcular la alcalinidad total y la alcalinidad p para comparar con la establecida en la norma 2115 para agua potable.





























INTRODUCCION
La alcalinidad es la capacidad del agua para neutralizar ácidos y usualmente es causado por la presencia de iones carbonatos (CO3) y bicarbonatos (HCO3-).La alcalinidad varía dependiendo del lugar de procedencia del agua. Las aguas residuales domésticas tienen normalmente una alcalinidad ligeramente más fuerte a la potable. Las aguas altamente alcalinas son inapropiadas para el abastecimiento de la población, teniendo que ser tratadas para su uso. La alcalinidad del agua se determina por titulación con ácido sulfúrico (ácido fuerte) y se expresa como mg/l de carbonato de calcio equivalente a la alcalinidad determinada.

La importancia de esta determinación muestra el daño que puede ocasionar a los seres vivos que se encuentren en contacto directo con las aguas altamente alcalinas. Y para este trabajo se realizada la determinación de alcalinidad de tres clases de aguas obtenidas en distintos lugares: el agua cruda obtenida de una quebrada; el agua potable de una casa y por último el agua residual obtenida de un proceso se lavado.























MARCO TEORICO

La Alcalinidad de una solución se define en forma operacional como "La capacidad para Neutralizar Ácidos" o como "La cantidad de Acido por litro que se requiere para disminuir el pH a un valor aproximado de 4.3". La Alcalinidad en la mayor parte de las aguas naturales superficiales está determinada principalmente por el sistema Carbonato. Es decir: HCO3-, CO3=, OH- y H+ Como la mayor parte de las aguas naturales presentan valores de pH entre 6 y 9, y la principal especie que contiene H2CO3 en este intervalo es el HCO3-, la alcalinidad se equipara a la concentración de Bicarbonato.
El sistema Carbonato presenta el siguiente sistema en equilibrio:
CO2 + H2O H2CO3
H2CO3 HCO3- + H+
HCO3- CO3= + H+

Este sistema define valores de pH característicos, que nos permiten clasificar la Alcalinidad según su naturaleza Carbonatada.
Los tipos de Alcalinidad
Debido a que la Alcalinidad depende del sistema Carbonato existente en la muestra, esta puede clasificarse:

Alcalinidad a La Fenolftaleína o Alcalinidad Cáustica
Definida como la cantidad de ácido fuerte (Moles/L), necesaria para disminuir el pH de la muestra a pH-CO3=
Alcalinidad de Carbonatos
Definida como la cantidad de ácido fuerte (Moles/L), necesaria para disminuir el pH de la muestra a pH-HCO3=
Alcalinidad Total
Definida como la cantidad de ácido fuerte (Moles/L), necesaria para disminuir el pH de la muestra a pHCO2.
Alcalinidad se determina en forma volumétrica utilizando el principio de "neutralización". Para ello, se utiliza un ácido fuerte como el ácido sulfúrico, el cual aporta los protones necesarios para la titulación. Ya que los productos de la neutralización son sales inorgánicas incoloras, deben de utilizarse necesariamente indicadores de color, a fin de poder detectar en forma visual el punto final de la titulación.
MATERIALES Y REACTIVOS
Erlenmeyer
Bureta tipo " Burette Digital Brand " de 50 mL con capacidad de resolución de 0,01 mL y tamaño de gota de 0,02 a 0,03 Ml
Solución estándar de H2SO4 al 0.02 N
Indicador (fenolftaleína)
Indicador mixto

PROCEDIMIENTO

Se titularon 50 mL de muestra 1 con Solución estándar de H2SO4 al 0.02N utilizando como indicador fenolftaleína y luego otra alícuota de 50 mL con indicador mixto.
Se titularon 50 mL de muestra 2 con Solución estándar de H2SO4 al 0.02N utilizando como indicador fenolftaleína y luego otra alícuota de 50 mL con indicador mixto

DATOS


MUESTRA
ALCALINIDAD (P)
Indicador (fenolftaleína)
ALCALINIDAD TOTAL
Indicador mixto
MUESTRA 1
Vol. gastado de H2SO4 =0mL
Vol. gastado de H2SO4 =1,13ml
MUESTRA 2
Vol. gastado de H2SO4 4,74mL
Vol. gastado de H2SO4 =6,79 mL




CÁLCULOS Y RESULTADOS

[ ] H2SO4 = 0.02 N
Volumen de muestra = 50 mL
Pm caco3= 100.086 g/mol
CaCO3 =1

Cálculos:
V1 x N1 = V1 x N1
V(AT) x N(AT) = V(x) x N(x) V(AT) x N(AT) = g(x) x e(x)/ pm(x)

mg/L(x) = V(AT) x N(AT) x pm(x) x 1000/ V(m) x e(x)

mg/L(x) = miligramos por litro de (x)
V(AT) = volumen de agente titulante gastado
N(AT) = concentración de agente titulante en normal
pm(x) = peso molecular de (x)e(x)
V(m)= Volumen de muestra

ALCALINIDAD (P)

Indicador (fenolftaleína)

MUESTRA: 1
Vol. gastado de H2SO4 =0
mg/L(CaCO3) = V(H2SO4) x N(H2SO4) x pm(CaCO3) x 1000/ V(CaCO3) x e(CaCO3)
mg/L(CaCO3)=0

MUESTRA: 2, AGUA SUPEFICIAL
Vol. gastado de H2SO4 =4,74mL
mg/L(CaCO3) = V(H2SO4) x N(H2SO4) x pm(CaCO3) x 1000/ V(CaCO3) x e(CaCO3)
mg/L(CaCO3) = (4,74ml)x(0,02N)x(100,86g/mol)x1000/(50ml)x(1)
mg/L(CaCO3) = 191.230

ALCALINIDAD TOTAL
Indicador mixto

MUESTRA 1
Vol. gastado de H2SO4 =1.13mL
mg/L(CaCO3) = (1.13ml)x(0,02N)x(100,86g/mol)x1000/(50ml)x(1)
mg/L(CaCO3) = 45.588

MUESTRA 2
Vol. gastado de H2SO4 =6,79 mL
mg/L(CaCO3) = (6,79ml)x(0,02N)x(100,86g/mol)x1000/(50ml)x(1)
mg/L(CaCO3) =273,935



RESULTADOS

MUESTRA

ALCALINIDAD (P)

ALCALINIDAD (M)
ALCALINIDAD TOTAL
mg/L CaCO3
1
0
45.588

45.588

2
191.230
273,935
465,165







CONCLUSION
En este análisis se obtuvo como resultado para la muestra una alcalinidad total de 45,588 mg/L CaCO3 y para la muestra 2 de obtuvo una alcalinidad de 465,165 mg/L CaCO3 lo que nos indica que la muestra dos está por encima de lo establecido por la norma 2115 para aguas que es aceptable hasta los 200 mg/L CaCO3.
En resumen podríamos decir que las concentraciones de estas especies (hidróxidos, carbonatos y bicarbonatos) producen en el agua un efecto tampón 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 sanguíneo.

BIBLIOGRAFÍA
www.uprm.edu/Parametrosfíscoquimicos-alcalinidad
MANUAL DE MÉTODOS ANALÍTICOS PARA LA DETERMINACIÓN DE PARÁMETROS FISICOQUÍMICOS BÁSICOS EN AGUAS.
www.lenntech.es/Alcalinidad/pH.
Douglas A. Skoog, Donald M. West, F. James Holler/ Reverte, 1996














DETERMINACIÓN DE ALCALINIDAD EN AGUA




MARIA ANGELICA COGOLLO
ISABEL CRISTINA OCHOA MEZA
WENDY MARCELA VARGAS RODRIGUEZ




PhD. ENIDELDO LANS SEBALLOS





UNIVERSIDAD DE CORDOBA
FACULTAD DE CIENCIAS BASICAS
PROGRAMA DE QUIMICA
MONTERIA - CORDOBA
2014