Cuantificación De Iones Alcalinos En Agua Natural Por Volumetría

Cuantificación de iones alcalinos en agua natural por volumetría.

Introducción

En la importancia del agua se sabe que existe una clara relación entre el pH y la alcalinidad total. De manera sencilla podemos decir que el pH es la medida de la acidez o basicidad del agua, mientras que la alcalinidad total es la medida de la reserva química capaz de mantener dicho pH estable. Por tanto, la alcalinidad es la capacidad tamponadora del agua, la reserva de agentes que reaccionan con los contaminantes ácidos y bases manteniendo el balance químico del agua. Estos agentes tamponadores se presentan normalmente en forma de iones bicarbonato, carbonato e hidróxido e incluso los residuos de cianurato. La estabilidad del pH se podría representar mediante una balanza en la que los agentes contaminantes ácidos y básicos se han de compensar con la adicción de las especies químicas que forman la alcalinidad total.

Para saber esta interesante relación de agentes tamponadores en el agua que son los iones ya antes mencionados, se hace empleo de un método volumétrico llamado Titulación ácido-base donde el análisis de muestras que contienen analitos ácidos o básicos requiere disponer de reactivos estandarizados, o sea soluciones de ácidos y de bases cuya concentración sea muy bien conocida.

Dado que este procedimiento resulta sumamente interesante al otorgar resultados como el requerido en esta cuantificación se le considera de gran importancia en casos exteriores y no sólo científicos o culturales, un ejemplo es una alcalinidad positiva pasando a una alcalinidad negativa constituidas en condiciones básicas cercanas a la neutralidad donde en el paso de los sistemas acuáticos representan sistemas sanos a sistemas con impacto ácido.

La alcalinidad de los ecosistemas acuáticos está determinada por el suelo y el lecho rocosos sobre los que fluye el agua.

Tras seguir el ejemplo anterior no sólo es convencional en áreas ilustrativas, sino que gracias a este tipo de estudio se influye en la relación de campos externos sociales, económicos, de salud y ambientales.

Marco Teórico

La muestra hacer analizada es del parque ecológico revolución, con una geología con abundancia en las rocas ígneas compuestas por lavas, tobas, brechas y cenizas volcánicas, producto de erupciones acontecidas sobre todo durante el Cenozoico (Cuaternario y Terciario); en este caso las más antiguas tienen hasta 65 millones de años, cubriendo el 32.14% del área estatal. También cuenta con sobre cuatro regiones hidrológicas mexicanas. Casi dos tercios del territorio corresponden a la región del Balsas que desemboca en el Océano Pacífico. De las cuencas que constituyen esta región, la del río Atoyac drena una superficie equivalente al 49% de la superficie poblana. Con una morfología bien estructurada de las construcción de calles y avenidas.

Alcalinidad.

Fundamento. Definimos la alcalinidad total como la capacidad del agua para neutralizar ácidos y representa la suma de las bases que pueden ser tituladas (carbonatos, bicarbonatos e hidróxidos).

No sólo representa el principal sistema amortiguador (tampón, buffer) del agua dulce, sino que también desempeña un rol principal en la productividad de cuerpos de agua naturales, sirviendo como una fuente de reserva de CO2 para la fotosíntesis. Según su capacidad amortiguadora se han propuestos diferentes clasificaciones para la calidad del agua, la más aceptada se muestra continuación:

Tabla 1. Calidad de agua en función de su contenido de alcalinidad

Calidad agua Alcalinidad (mg/L)

Mínimo aceptable 20

Pobremente amortiguada <25

Moderadamente amortiguada 25-75

Muy amortiguada >75

Es evidente que las proporciones de las especies iónicas de bióxido de carbono son alteradas significativamente por cambios en pH. A un pH < 6, CO2 es la especie dominante. A valores de pH entre 7 y 9, HCO3 predomina, mientras queCO3 comienza a aumentar su concentración a valores de pH > 9.

Factor corrosivo. Cuando las aguas tienen alcalinidades inferiores se vuelven muy sensibles a la contaminación, ya que no tienen capacidad para oponerse a las modificaciones que generen disminuciones del pH (acidificación).

Si el tratamiento al agua ha sido con zeolitas, la alcalinidad está generalmente en forma de bicarbonatos; si se ha ablandado con cal es casi carbonato puro.

Cuando los carbonatos y bicarbonatos se exponen a las temperaturas altas se rompen liberando CO2.

2 NaHCO3 → NaCO3+ H 2 O+ CO2

〖NaCO3+H 2 O → 2 NaOH+ CO2〗^2

CO2 → H 2 O+ H 2 CO3 (Acido carbónico- corrosivo)

La cantidad de CO2 es proporcional a la alcalinidad. Cuando la alcalinidad pasa de ciertos límites se precipitan carbonatos, formándose una película que protege la tubería; en cambio si la alcalinidad es inferior a este límite, el agua tiende a disolver carbonatos dejando la superficie de la tubería expuesta a corrosión.

La alcalinidad se determina por titulación con una solución estándar de un ácido mineral fuerte a los puntos sucesivos de equivalencia del bicarbonato y el ácido carbónico, existen diferentes formas de expresar la alcalinidad:

Alcalinidad “M” o total= neutralización del acido hasta un pH de 4.3.

Alcalinidad “p” o a la fenolftaleína= neutralización del acido hasta un pH de 8.3.

Alcalinidad al “OH”= corresponde a la fracción de OH, se calcula a partir de valores de p y M. (Alk “OH”= 2*p-M).

Los datos de alcalinidad en ingeniería ambiental son importantes para controlar sistemas de ablandamiento de aguas, coagulación química, control de la corrosión y para el tratamiento de residuos industriales y peligrosos.

La alcalinidad es muy importante en algunos procesos que se llevan a cabo en sistemas de tratamiento de aguas, ya que entre otras características, la presencia de alcalinidad en sus diferentes formas es necesaria para evitar los cambios bruscos de pH y también es un componente que forma parte del Tratamiento y Acondicionamiento de Aguas. Es importante en procesos como coagulación y floculación o en la precipitación de calcio y magnesio para remoción de la dureza por medio del proceso cal soda.

El equilibrio entre estos dos componentes, acido-alcalino, es esencial, no solo para nuestra salud a todos los niveles, sino para retrasar el envejecimiento y hacerlo de otra manera. El equilibrio del Ph de nuestros fluidos corporales: saliva, orina, sangre, líquido inter y extra celular es fundamental

Métodos Volumétricos.

La valoración o titulación

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