Determinación de la alcalinidad de un agua

Objetivo

Valoración simultánea de los iones hidróxido, carbonatos y bicarbonatos existentes en una muestra de agua.

Antecedentes

En esta práctica se procederá a la valoración simultánea de los iones hidróxido (HO^–), carbonatos (CO₃^2–) y bicarbonatos (HCO₃^–) existentes en una muestra de agua.

Sus concentraciones pueden ser determinadas mediante la adición de una disolución de ácido clorhídrico de concentración conocida, usando indicadores cuyos intervalos de viraje comprenden los valores de pH de los puntos de equivalencia, de los correspondientes equilibrios.

Vamos a utilizar como indicadores naranja de metilo [intervalo de viraje 3.1 (rojo) – 4.4 (amarillo)] y fenolftaleína [intervalo de viraje 8.3 (incoloro) – 10 (rojo púrpura)] (véase escala de pH).

La adición del ácido fuerte como agente valorante nos origina las siguientes reacciones en dos etapas consecutivas:

HO^– ​+ H⁺​ ↔ H₂O​

CO₃^2–​ ​+ H⁺​ ↔ HCO₃^– (a)

HCO₃^–​ ↔ HCO₃^– (b)

El punto de equivalencia (pH = 8.3) lo pondremos de manifiesto con el viraje de la fenolftaleína. Son incompatibles concentraciones apreciables de HO^–​ en presencia de HCO₃^–​ ​y viceversa.

HCO₃^– (a) ​+ H⁺​ ​+ H₂CO₃ (a) ↔ CO₂ + H₂O​

HCO₃^– (b) ​+ H⁺​ ​+ H₂CO₃ (b) ↔ CO₂ + H₂O​

cuyo punto de equivalencia pondremos de manifiesto con el viraje del naranja de metilo pH=4 (naranja).

Procedimiento experimental

Se toman 25 ml de muestra medidos con una pipeta, y se trasvasan a un matraz Erlenmeyer, completando hasta 100 ml aproximadamente con agua destilada. Se agrega una gota de tiosulfato sódico 0.1 N para eliminar el cloro, si lo hubiera, (ya que afecta marcadamente a la respuesta del indicador).
A continuación, añadimos cinco gotas de fenolftaleína y si la disolución toma color rosa o rojo, se valora con HCl 0.1 N, hasta que desaparezca el color. (pH ≈ 8.3). Al volumen consumido le llamaremos V​1.​

Utilizando la muestra anterior, añadimos cinco gotas de naranja de metilo, y se continúa valorando con el mismo ácido hasta viraje del indicador [pH ≈4 (naranja)]. Al volumen consumido le llamaremos V​2.​

Resumen de cálculos realizados

Tratamiento de datos

Se pueden dar tres casos:

1. V​1 < V​2 – Implica que [HO^–]​ es despreciable, por tanto existen carbonatos y bicarbonatos.
2. V​1 = V​2 – Implica que sólo se considera la existencia de carbonatos, ya que [HO^–​] y [HCO₃^–], serían despreciables.
3. V​1 > V​2 – Implica que [HCO₃^–] es despreciable, por lo cual, existen hidróxidos y carbonatos.

Valoración de la primera muestra

Volumen tomado de la disolución problema

VALORACIÓN CON FENOLFTALEÍNA  

VALORACIÓN CON NARANJA DE METILO

[HO^–​]                           meq/l                             mg/l

[CO₃​^2–​]                        meq/l                             mg/l

[HCO₃​^–​]                       meq/l                             mg/l

Volver a la página de prácticas de Química Ambiental.