Exposicion de Alcalinidad

8/17/2019 Exposicion de Alcalinidad

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAUNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA

FACULTAD DE INGENIERIA AMBIENTALFACULTAD DE INGENIERIA AMBIENTAL

DETERMINACION DE ALCALINIDADDETERMINACION DE ALCALINIDAD



UNIVERSIDADUNIVERSIDAD

NACIONAL DE INGENIERIANACIONAL DE INGENIERIAFIAFIA

IntroducciónIntroducción

La Alcalinidad de una soluciónse define en forma operacional

como “La capacidad paraNeutralizar Acidos” o como“La cantidad de Acido por litroue se reuiere para disminuirel p! a un "alor apro#imado de

$%&”

'ue es Alcalinidad(





Introducción

La Alcalinidad en la ma)or partede las a*uas naturalessuperficiales est+ determinada

principalmente por el sistemaCar,onato%

Es decir-!CO &

. / CO &0/ O! . ) ! 1

Como la ma)or parte de las a*uasnaturales presentan "alores de p!

entre 2 ) 3/ ) la principal especieue contiene ! 4 CO & en esteinter"alo es el !CO &

. / laalcalinidad se euipara a laconcentración de 5icar,onato%

6 %%% A ue sede,e la

Alcalinidad(





Introducción

El sistema Car,onato presenta el si*uiente sistema en euili,rio-

CO 4 1 ! 4 O ! 4 CO &! 4 CO & !CO &

. 1 ! 1

!CO &. CO &

0 1 ! 1

Este sistema define "aloresde p! caracter7sticos/ uenos permiten clasificar la

Alcalinidad se*8n sunaturaleza Car,onatada%




NACIONAL DE INGENIERIANACIONAL DE INGENIERIA

FIAFIA

La alcalinidad también se debe a los:

5oratos

9osfatos :ilicatos ) otras ,ases.

Introducción





FIAFIA

TI;O: DE ALCALINIDADTI;O: DE ALCALINIDAD;RE:ENTE: EN EL A<=A;RE:ENTE: EN EL A<=A

La presencia en el a*ua de ,icar,onatos/La presencia en el a*ua de ,icar,onatos/car,onatos e >idró#idos son los uecar,onatos e >idró#idos son los ue

causar+n la alcalinidad ) de acuerdo a lacausar+n la alcalinidad ) de acuerdo a lacantidad ) a la com,inación de los ionescantidad ) a la com,inación de los ionesantes mencionados determinar+n losantes mencionados determinar+n los

cinco diferentes tipos de alcalinidad uecinco diferentes tipos de alcalinidad ue pueda tener un cuerpo de a*ua/ siendo pueda tener un cuerpo de a*ua/ siendoestos-estos-





FIAFIA


Alcalinidad por !idró#idos Alcalinidad por !idró#idos

Alcalinidad por Car,onatos Alcalinidad por Car,onatos Alcalinidad por Car,onatos e !idró#idos Alcalinidad por Car,onatos e !idró#idos Alcalinidad por Car,onatos ) 5icar,onatos Alcalinidad por Car,onatos ) 5icar,onatos Alcalinidad por 5icar,onatos% Alcalinidad por 5icar,onatos%

NOTANOTA- N=NCA E?I:TIRA ALCALINIDAD- N=NCA E?I:TIRA ALCALINIDAD;OR LA COM5INACI@N DE;OR LA COM5INACI@N DE5ICAR5ONATO: E !IDRO?IDO: 5ICAR5ONATO: E !IDRO?IDO:





FIAFIA


Estos tipos de alcalinidad/ en elEstos tipos de alcalinidad/ en ella,oratoriola,oratorio/ ser+n determinados de/ ser+n determinados deacuerdo al principio de reacciones deacuerdo al principio de reacciones de

neutralización ) en presencia deneutralización ) en presencia de“indicadores u7micos” tal“indicadores u7micos” taldeterminación se ,asa en el cam,io dedeterminación se ,asa en el cam,io decolor ue los indicadores toman a uncolor ue los indicadores toman a un"alor de p! determinado% ;or este"alor de p! determinado% ;or este

efecto de los indicadores se podr+nefecto de los indicadores se podr+ndefinir las B condiciones posi,lesdefinir las B condiciones posi,lesde alcalinidad mencionadasde alcalinidad mencionadasanteriormente/ As7 tenemos-anteriormente/ As7 tenemos-

50

40

30

20

10

0





FIAFIA

Como se determina la Alcalinidad(

6a ue los productos de laneutralización son salesinor*+nicas incoloras/ de,ende utilizarse necesariamente

indicadores de color/ a fin de poder detectar en forma"isual el punto final de laTitulación%

Indicadores(%%%9enolftaleina(/ AnaranFado de

Metilo(





FIAFIA

9undamentos del MGtodo

Indicador de Color-

;ara este tra,aFo se reuierendos indicadores de color-

• 9enolftaleina

• AnaranFado de Metilo

Estos son +cidos or*+nicosdG,iles/ ue cam,ian de color a"alores de p! caracter7sticosBcam,ian la disposición espacial

de su estructura molecular%

Es importante recordarue cada uno de estos

indicadores presentan un p! de tra,aFo adecuado para el cam,io de color





FIAFIA


8,3 Fenolftaleina

4,4 Anaranjado de metilo





FIAFIA


PRIMERA CONDICION PRIMERA CONDICION

PRESENCIA DE HIDRÓXIDOS PRESENCIA DE HIDRÓXIDOS

SOLAMENTE SOLAMENTE Cuando F = T ó M = 0Cuando F = T ó M = 0





FIAFIA

;RIMERA CONDICION ;RIMERA CONDICION

Es un caso muy raro en aguas naturales, esEs un caso muy raro en aguas naturales, es posible si a una muestra se le adiciona unas gotas posible si a una muestra se le adiciona unas gotasde Fenolftaleina y se logra un gasto F de titulaciónde Fenolftaleina y se logra un gasto F de titulación

y luego se le adiciona unas gotas de Anaranjadoy luego se le adiciona unas gotas de Anaranjadode metilo obser!"ndose un cambio de color: elde metilo obser!"ndose un cambio de color: el#ue tiene el indicador y la titulación #ue se $aga#ue tiene el indicador y la titulación #ue se $agasea tal #ue no se consiga el !iraje de e#ui!alenciasea tal #ue no se consiga el !iraje de e#ui!alenciaa un p% teórico de 4,4 es decir un color anaranjadoa un p% teórico de 4,4 es decir un color anaranjadosalmón indicar" una alcalinidad & nula,salmón indicar" una alcalinidad & nula,concluyendo #ue la alcalinidad sólo es debida a laconcluyendo #ue la alcalinidad sólo es debida a la presencia de %idró'idos( Esto se e'plica en la presencia de %idró'idos( Esto se e'plica en lasiguiente gr"ficasiguiente gr"fica





FIAFIA

PUNTO FINAL DEL ANARANJADO DE METILO (pH=4,4)

HCO3-

HCO3-

CO3=

CO3=

CO3=

;RIMERA CONDICION ;RIMERA CONDICION

CO3=

CO3=

CO3=OH-

OH-

OH-

PUNTO FINAL DE LA FENOFTALEINA (pH=8,3)





FIAFIA

:E<=NDA CONDICION :E<=NDA CONDICION

PRESENCIA DE CARBONATOSPRESENCIA DE CARBONATOS

SOLAMENTESOLAMENTE

Cuando F = 1/2 T ó F = MCuando F = 1/2 T ó F = M





FIAFIA


Esto ocurre cuando a una muestra tal leEsto ocurre cuando a una muestra tal leadicionamos unas *otas de 9enolftaleina/ laadicionamos unas *otas de 9enolftaleina/ lamuestra cam,iar+ a un color *rosellamuestra cam,iar+ a un color *rosella

o,teniGndose un "alor 9 de *asto lue*o con lao,teniGndose un "alor 9 de *asto lue*o con laadición de AnaranFado de Metilo cam,iar+ a unadición de AnaranFado de Metilo cam,iar+ a uncolor amarillento Bcomo efecto del color delcolor amarillento Bcomo efecto del color delindicador/ consi*ue con la titulación de *asto Mindicador/ consi*ue con la titulación de *asto Msi los "alores de 9 ) M son i*uales si*nificar+ uesi los "alores de 9 ) M son i*uales si*nificar+ ue

solo e#isten car,onatos en la muestra ) ue lasolo e#isten car,onatos en la muestra ) ue laalcalinidad es de,ida a los iones de car,onatos%alcalinidad es de,ida a los iones de car,onatos%En la si*uiente *r+fica se e#plica este caso%En la si*uiente *r+fica se e#plica este caso%





FIAFIA

PUNTO FINAL DEL ANARANJADO DE METILO (pH=4,4)

HCO3-

HCO3-

CO3=

CO3=

CO3

=


PUNTO FINAL DE LA FENOFTALEINA (pH=8,3)

CO3=

CO3=OH-

½ del

valor

½ del

valor

Carbonatos presentes = 2 F = T

CO3=

OH-





FIAFIA

RE:=MEN RE:=MEN

Relacion

esentreFyM

ALCALINIDAD A

LOS

ALCALINIDAD A

LOS

ALCALINIDAD A

LOS

HIDROXIDOS CARBONATOS BICARBONATOS

F=0 0 0 T

F<(1/2T

0 2F T!2F

F=(1/2

T

0 2F 0

F"(1/2T

2F!T 2(T!F 0

F=T T 0 0





FIAFIA

Como se determina la Alcalinidad(

La Alcalinidad se determina enforma "olumGtrica utilizando el

principio de “Neutralización”%;ara ello/ se utiliza un Acido9uerte como el Acido :ulf8rico/el cual aporta los protonesnecesarios para la titulación%

;unto 9inal





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Holumetria

De,ido a ue el an+lisis"olumGtrico utiliza relacionesde "ol8menes e#actos/ esesencial adoptar un est+ndardefinido para una unidad de

"olumen ) cali,rar toda elmaterial de "idrio para cumplircon ese est+ndar%

El material de "idrio para la

medición ue se utiliza conm+s frecuencia son-

5uretas/ ;ipetas ) Matraces o9rascos Erlenme)er

mL 4 mL 4 mL

mL mL

mL





FIAFIA


Reacciones

Reacción de Neutralización con !idró#idos-

! 1 1 O! . ! 4 O

Incoloro Incoloro

Reacción de Neutralización con el :istema Car,onato-

! 1 1 CO &0 !CO &

.

IncoloroIncoloro

! 1 1 !CO &. ! 4 CO &

Incoloro Incoloro





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Reacciones

Reacción de la 9enolftaleina-

9enolftaleina 9enolftaleina

9enolftaleina 9enolftaleina9enolftaleinaReacción del AnaranFado de Metilo-

AnaranFado de Metilo

AnaranFado de Metilo AnaranFado de Metilo

AnaranFado de Metilo AnaranFado de Metilo

O! . p! J K/&

! 1 p! K/&

! 1

p! J $%&

! 1 p! $%& AnaranFado de Metilo AnaranFado de Metilo





FIAFIA

;arte E#perimental

O,Feti"osDeterminar la Alcalinidad en muestras de A*ua;ota,le/ A*ua :u,terr+nea ) A*ua :uperficial/dentro de un inter"alo de p! de K%& a $%/utilizando el mGtodo TitulomGtrico con cido

:ulf8rico%

Interferencias

Interfiere el Cloro Li,re ) Cloro Residual ue pueda

encontrarse en la muestra% I*ualmente interfierentodas auellas sustancias ue puedan reducir totalo parcialmente los indicadores de color/ o auellassustancias ue puedan reaccionar con ellos%





FIAFIA

;arte E#perimental

Material de Hidrio

9rasco Erlenme)er de 4 mL9rasco Erlenme)er de 4 mL

5ureta <raduada de mL5ureta <raduada de mL;ro,eta <raduada de mL;ro,eta <raduada de mL





FIAFIA

REACTIHO:

Indicador- 9enolftaleinaIndicador- 9enolftaleina Indicador- AnaranFado de metiloIndicador- AnaranFado de metilo Acido :ulf8rico ! Acido :ulf8rico ! 4 4 :O :O $ $ /4 N /4 N





FIAFIA

;arte E#perimental

;rocedimientoDeterminación de Muestras

M u e s t r a

N 2 I $

Tomar 4 porciones de

mL

Transferir cuantitati"amente a unfrasco erleneme)er de 4 mL

Muestra

Muestra

A*re*ar 4 *otasde Indicador9enolftaleina

Alcalinidad a la 9enolftaleina

A*re*ar 4 *otas

de Indicador9enolftaleina

;arte E#perimental





FIAFIA

;arte E#perimental

;rocedimiento

Determinación de Muestras

:i no >a) cam,io de color/ entoncesla Alcalinidad a la 9enolftaleina es

i*ula a ) no >a) CO &0 ni O! . (

El A*ua es cida o solo presenta5icar,onatos

A*re*ar 4 *otasdel indicador9enolftaleina

RoFo <rosella

A*itar parauniformar

Titulación

;unto 9inal de

la Titulación

Anotar el <asto de la Titulación

B<asto a la 9enolftaleina 0 9

Alcalinidad a la 9enolftaleina

;arte E#perimental





FIAFIA

;arte E#perimental

;rocedimiento

Determinación de Muestras

:i la muestra cam,ia a AnaranFado oRoFo/ la Alcalinidad Total es i*ual a %

El A*ua es Acida ) no >a) Car,onatos/5icar,onatos ni !idró#idos

A*re*ar 4 *otasdel indicador

AnaranFado deMetilo

Amarillo5rillante

A*itar para

uniformar

Testi*o

Titulación

;unto 9inal de

la Titulación

Anotar el <asto de la Titulación

B<asto al AnaranFado de Metilo 0 T

Alcalinidad Total A*re*ar 4 *otas

del indicador AnaranFado de

Metilo





FIAFIA

;arte E#perimental

C+lculos Alcalinidad a la 9enolftaleina

La Alcalinidad a la 9enolftaleina se calcula con la si*uienteecuación-

Donde-

9 0 Holumen de ! 4 :O $ *astado en la Titulación usando

como indicador 9enolftaleina

N 0 Normalidad del ! 4 :O $EFemplo- :i el Holumen de la muestra es de mL/ el "olumen de ! 4 :O $ usado fue de K mL ) la Normalidad del ! 4 :O $ es de %32/ entonces la

Alcalinidad a la 9enolftaleina ser+ de %4 m*PL de CaCO &%

Alcalinidad a la 9enolftaleina 09 # N #

mL de Muestra utilizada

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Exposicion de Alcalinidad