Presentacin de PowerPoint

Determinacin de la acidez y alcalinidad del aguaAnlisis y calidad de aguas

INTEGRANTES:SANDOVAL ESCALANTE, NELLYSANTILLAN TELLO, BRYANSEGURA CABALLERO, ALEXIntroduccin El agua qumicamente pura es un electrolito dbil cuya disociacin se representa por: 2 H2O (l) = H3O+ (ac) + OH- (ac)K0 (H2O) = [H3O+]. [OH-]Donde K0 (H2O) se conoce como constante del producto inico del agua y a 25C K0 (H2O) = 1.10-14, por lo que [H3O+]= [OH-] = 1. 10-7 mol.L-1 y se dice que el medio es neutroUna forma de expresar el carcter cido o bsico de una disolucin es mediante el pH de la misma.Se define el pH como: pH = - log [H3O+] y pOH = - log [OH-].As por ejemplo la presencia de CO2 disuelto en el agua hace que la misma sea ligeramente cida.CO2 (ac) + H2O = HCO3- (ac) + H3O+ (ac)

La presencia de aniones disueltos en el agua como el HCO3- y el CO32-, le proporciona un carcter bsico a la disolucin.CO32- (ac) + H2O = HCO3- (ac) + OH- (ac)HCO3- (ac) = CO2 (ac) + OH- (ac)

La acidez de una disolucin depender de la extensin de la disociacin del cido disuelto.La acidez real o efectiva depende slo de la c(H3O+) y se determina mediante indicadores cido base o medidores de pH ( pHmetro).Los indicadores cido base son cidos o bases orgnicos dbiles que se caracterizan porque sus especies conjugadas disociadas tienen un color diferente al de las especies no disociadas.HInd (ac) + H2O = Ind- (ac) + H3O+ (ac)Con un indicador cido base se puede determinar el pH aproximado de una disolucin. Indicador:

Zona de viraje

tornasolrojo4,5 8,3azul

rojo neutrorojo6,8 8,0amarillo

Por ejemplo si una disolucin toma color rojo, cuando se le aaden gotas de rojo neutro, slo se podr afirmar que su pH < 6,8. Si se utilizan varios indicadores se puede precisar ms este valor. Por ejemplo si a otra porcin de esa disolucin se le aaden gotas de tornasol y toma color violceo, esto quiere decir que el pH est dentro de la zona de viraje.

Como resultado de las dos observaciones se puede concluir que el pH de la disolucin est entre 4,5 6,8.El pH de una disolucin puede ser medido con mayor exactitud usando un pHmetroAcidez del Agua La acidez total o analtica considera la concentracin total de cido, incluye a la concentracin de los iones y a la de las molculas sin disociar y se determina por anlisis volumtrico.

El anlisis volumtrico es una tcnica analtica, mediante la cual se puede determinar la concentracin de una disolucin (denominada problema), conocidas la concentracin de otra disolucin (denominada patrn) y los volmenes de ambas que reaccionan.Las valoraciones cido base son un ejemplo del anlisis volumtrico. En las mismas es muy importante determinar el punto de equivalencia o estequiomtrico, que es cuando se ha aadido disolucin patrn para que reaccione exactamente con la cantidad de disolucin problema o viceversa.Este punto es frecuentemente marcado por un cambio de color que experimente un indicador cido base, que se aade al sistema y se denomina punto final de la valoracin. Se debe escoger un indicador de modo tal que el punto final de la valoracin coincida lo ms posible al punto estequiomtrico.Alcalinidad del agua Representa la habilidad del agua para neutralizar a los cidos, tambin es una medida de la capacidad buffer del agua, que le permite mantener el pH ante el agregado de un cido o una base. La alcalinidad de las aguas naturales se debe principalmente a la presencia de sales de cidos dbiles; en ambientes extremos tambin pueden contribuir las bases fuertes (por ejemplo OH-). Los bicarbonatos representan la mayor contribucin a la alcalinidad en aguas naturales; su fuente es la disolucin del CO2 atmosfrico y la erosin de minerales que contengan carbonatos. Otras sales de cidos dbiles (como boratos, silicatos y fosfatos), amonaco y bases orgnicas que provienen de materia orgnica natural, pueden estar presentes en pequeas concentraciones. La alcalinidad, por convencin, se informa en mg/L de CaCO3, porque la mayor parte de la alcalinidad proviene de la erosin de minerales que contienen carbonatos.

La alcalinidad de un cuerpo de agua da informacin en cuanto a su capacidad para poder resistir un agregado de cidos, como en el caso de la lluvia cida.La turbidez es frecuentemente eliminada del agua potable por procedimientos de coagulacin y floculacin. Este proceso hace liberar H+ al agua. La alcalinidad tiene que estar presente en una concentracin en exceso de la concentracin de H+ liberados para que la coagulacin sea completa y efectiva.Un mtodo para ablandar aguas duras es a travs de precipitacin de los cationes involucrados. Se necesita conocer la alcalinidad del agua para calcular la concentracin de hidrxido de calcio (Ca(OH)2) o de carbonato de sodio (Na2CO3) necesaria para formar los precipitados.La alcalinidad es importante para controlar la corrosin en los sistemas de tuberas.El bicarbonato (HCO3-) y el carbonato (CO3 2-) pueden formar complejos con otros elementos y compuestos, alterando su toxicidad, transporte y destino en el medio ambiente.

Donde H2CO3* representa la concentracin total de CO2 y H2CO3 disueltos. La primera ecuacin qumica representa el equilibrio del CO2 atmosfrico con el del CO2 disuelto en el agua. La constante de equilibrio, bsicamente la ley de Henry, para esta reaccin es:

14Los tipos de Alcalinidad Depende del sistema carbonato

Indicador.- es un acido o base dbil cuya forma disociada tiene diferente color que la forma sin disociar, ello es debido a que estn formados por sistemas resonantes aromticos

Titulacin del Anaranjado de Metilo

Internacionalmente es aceptada una alcalinidad mnima de 20 mg de CaCO3/L para mantener la vida acutica. Cuando las aguas tienen alcalinidades inferiores se vuelven muy sensibles a la contaminacin, ya que no tienen capacidad para oponerse a las modificaciones que generen disminuciones del pH (acidificacin).

ReactivosFenolftalena (C20H14O4)Anaranjado de Metilo (C14H14N3SO3Na)Acido clorhdrico (HCl) Hidrxido de Sodio (NaOH)Metodologa para determinar la Acidez cidos minerales fuertes, cidos dbiles como el carbnico y el actico, y sales como sulfato de hierro y aluminio pueden contribuir a la acidez de acuerdo al mtodo de determinacinLos cidos favorecen la corrosin, influyen en las velocidades de reaccin qumica, y en los procesos biolgicos. La medicin de acidez tambin refleja un cambio en la calidad de la fuente de agua.

La acidez depende del pH del punto final o del indicador usado. Como el cambio de color del indicador fenolftaleina est cercano a pH 8.3, se acepta este valor como punto final estndar para la titulacin de la acidez total. El prpura de metacresol tambin vira a pH 8.3, y ofrece un cambio de color ms agudo. El azul de bromofenol tiene un cambio de color agudo en su punto final de 3.7. Las titulaciones resultantes se denominan como acidez al rojo de metilo (pH 3.7) y acidez total o a la fenolftaleina (pH 8.3) no importa el mtodo real de medicin

INTERFERENCIAS:Los gases disueltos que contribuyen a la acidez como el dixido de carbono, sulfuro de hidrogeno, o amoniaco, pueden perderse o ganarse durante el muestreo. Minimice estos efectos titulando el punto final prontamente despus de abrir el contenedor, evite la agitacin vigorosa o el mezclado, proteja la muestra de la atmsfera durante la titulacin, y no deje que la muestra se caliente ms que la temperatura de recoleccin.No use titulaciones con colorantes indicadores en muestras obscuras o turbias que puedan ocultar el cambio de color en el punto final. El cloro libre residual en la muestra puede blanquear el indicador. Se elimina esta fuente de interferencia adicionando 1 gota de tiosulfato de sodio(Na2S2O3) 0.1M.

Recomendaciones:Para muestras con menos de 1000 mg de CaCO3/L escoja un volumen con menos de 50 mg de CaCO3 como acidez equivalente y titule con hidrxido de sodio 0.02N (NaOH). Para acidez mayor de 1000 mg como CaCO3/L escoja un volumen con menos de 250 mg de CaCO3 como acidez equivalente y titule con hidrxido de sodio 0.1N (NaOH). Titulacin por cambio de color 1. Aada 3 gotas de indicador anaranjado de metilo si el pH est por debajo de 3.5 o fenolftalena si est por debajo de pH de 6

2. Titule con NaOH 0.1 N en la pipeta.

3. se titula en el matraz (100ml de agua a analizar) hasta el cambio de color.

Metodologa para determinar la Alcalinidad El fundamento del mtodo se basa en que los iones hidroxilos presentes en una muestra como resultado de la disociacin o hidrlisis de los solutos reaccionan con las adiciones de cidos estndar. Por tanto la alcalinidad depende del pH del punto final utilizado.

La alcalinidad se determina por titulacin con una solucin estndar de un cido mineral fuerte a los puntos sucesivos de equivalencia del bicarbonato y el cido carbnico. La titulacin se efecta a temperatura ambiente

La alcalinidad est expresada como alcalinidad a la fenolftalena (P), o como alcalinidad total (T). La alcalinidad a la fenolftalena corresponde al contenido total de hidrxido y carbonato presentes en la muestra y es el trmino utilizado tradicionalmente para la cantidad medida a pH 8.3; y la alcalinidad total es atribuible al contenido de bicarbonato, carbonato e hidrxido, y es utilizada para la cantidad medida a pH 4.5.Punto Final: Cuando la alcalinidad se debe enteramente a carbonatos o bicarbonatos, el pH en el punto equivalente se determina por la concentracin de dixido de carbono en el ambiente. La concentracin de CO2 depende del total de especies de carbonato presentes originalmente y de cualquier prdida que ocurra durante la titulacin.

Interferencias.- La presencia de jabones, materia oleosa, slidos suspendidos, o precipitados pueden enmascarar o dificultar la observacin del viraje de color del indicador. Para atenuar estas interferencias es aconsejable utilizar el mtodo potenciomtrico verificando los puntos finales a pH:8,3 y pH:4,5.

TOMA DE MUESTRA, ALMACENAMIENTO Y PRESERVACIN

Para este mtodo analtico la muestra se recolecta en recipientes de vidrio o polietileno con un volumen mnimo de 200 mL, y se almacena refrigerada. Las botellas se llenan completamente y se tapan de forma hermtica. Debido a que las muestras de residual pueden estar sujetas a la accin microbiana y a la prdida o ganancia de CO2 u otros gases cuando se exponen al aire, se debe analizar de forma inmediata, preferiblemente dentro de las 24 horas (1 da). Si hay sospecha de actividad biolgica, analizar la muestra dentro de las 6 horas. Si la muestra no es analizada de forma inmediata se debe refrigerar hasta un tiempo mximo de 14 das. Evitar la agitacin de la muestra y la exposicin prolongada al aire. Para muestras con pH entre 6 y 8 analice antes de 48 horas.

Titulacin por viraje de Color Ajuste la muestra a temperatura ambiente. No la agite ni sirva varias muestras simultneamente.Tome 100 mL de muestra con pipeta volumtrica y virtalo en un matraz o erlenmeyer de 250 mL. (Si hay cloro libre presente, aada 1 gota de tiosulfato de sodio 0.1M)Adicione 3 gotas del indicador anaranjado de metilo si el pH es menor a 8.5 o 3 gotas del indicador fenolftalena si el pH es mayor a 8.5Titular el HCl a 0.1N manteniendo el matraz en agitacin, sobre una superficie blanca hasta color persistente del punto de equivalencia. Es decir el cambio de color.

RESULTADOSSe sabe:

ALCALINIDADpH>8.5FenolftalenapH