Guía para la utilización de las Valijas Viajeras – Alcalinidad

Determinación de la Alcalinidad Total ¿Qué es la Alcalinidad Total y porqué es importante? Definimos la alcalinidad total como la capacidad del agua para neutralizar ácidos y representa la suma de las bases que pueden ser tituladas. Dado que la alcalinidad de aguas superficiales está determinada generalmente por el contenido de carbonatos, bicarbonatos e hidróxidos, ésta se toma como un indicador de dichas especies iónicas. 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 (fig. 1). Internacionalmente es aceptada una alcalinidad mínima de 20 mg de CaCO3/L para mantener la vida acuática. 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). Se han propuesto clasificaciones de las aguas según su capacidad amortiguadora (alcalinidad), lo que permite manejar descriptores categóricos sencillos a ser utilizados en el análisis de calidad de agua (tabla 1). Tabla 1.- Clasificación de los cuerpos de agua según su alcalinidad total Descriptor Alcalinidad (mg/L) Mínimo aceptable 20 Pobremente amortiguadas 75 Valores típicos de lagunas de agua dulce de Maldonado Valores típicos de lagunas de agua dulce de Rocha (Aguas dulces)

50-80 20-30

Metodología 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 (pH ≈ 4,5-4,3) (fig.1). Para determinar la Alcalinidad total se emplea una mezcla de reactivos indicadores (anaranjado de metilo/verde bromocresol). Se recomienda realizar la determinación en el laboratorio. No olvide utilizar recipientes bien limpios para tomar y acarrear las muestras de agua (preferentemente lávelos previamente y enjuáguelos con agua destilada). Conserve las muestras refrigeradas para su transporte. La determinación debe ser realizada preferentemente dentro de las primeras 24 horas a partir de la colecta, ya que pueden modificarse por interacción con el anhídrido carbónico atmosférico (CO2).

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Versión 1.0 – Junio de 2007

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CO2 + H2O

H2CO3

H2CO3

HCO3- + H

HCO3-

CO3-2

+

+

+

H

Fig. 1.- Equilibrio ácido carbónico-bicarbonato-carbonato (Cárdenas Leon, J) Materiales: • • • • • • •

Reactivo Indicador acuoso: anaranjado de metilo/verde de bromocresol (4:5). Matraz aforado de 50 mL Erlenmeyer de 250 mL Bureta y soporte Solución de ácido sulfúrico 0.02 N Agua destilada Lentes de seguridad

Precauciones y consejos Seguridad Si bien se trabajará con una solución diluida de ácido sulfúrico, debe tenerse en cuenta que la misma es corrosiva e irritante por contacto y tóxica por ingestión. El docente encargado debe planificar la actividad con el fin de disminuir los riesgos asociados a la utilización de esta sustancia. Utilícese protección para los ojos. En caso de contacto con la piel o los ojos lávese prontamente con agua en abundancia y acúdase inmediatamente al médico.

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Guía para la utilización de las Valijas Viajeras – Alcalinidad Procedimiento: Paso 1) Mida 50 mL de muestra en el matraz aforado. Para esto, añada la muestra hasta que falte aproximadamente un centímetro para el aforo (marca de enrase) y complete con un gotero. El enrase se considera bien realizado cuando el menisco que forma el líquido queda tangente, por encima, al aforo (fig.1).

a)

b)

Fig. 1.- a) Matraz aforado. b) La marca de aforo sobre el vidrio se representa con una línea naranja. El menisco cóncavo representa la superficie del líquido. Imagen b modificada de http://mazinger.sisib.uchile.cl/repositorio/ap/ciencias_quimicas_y_farmaceuticas/ap-teclabquim-2/06.html

Paso 2) Vierta los 50 mL en el erlenmeyer de 250 mL (fig.2.a) y agregue agitando unas pocas gotas de reactivo indicador, hasta que note una coloración leve (el color exacto dependerá del pH de la muestra y el color aparente del agua). Paso 3) Titular bajo bureta con solución de ácido sulfúrico, agitando y añadiendo gota a gota hasta el viraje a color púrpura. Determine el volumen de ácido gastado (fig. 2). Paso 4) La alcalinidad de la muestra se calcula multiplicando por 20 el gasto en mL de la solución de ácido (fig. 2.b). Esto permite expresar la suma de las bases presentes en la muestra como si fueran solamente carbonato de calcio. Debe expresarse entonces como alcalinidad total equivalente a “x” mg de CaCO3 por litro (mg CaCO3/L) o su equivalente, partes por millón (ppm). Alternativamente la variación de pH puede monitorearse con un pHmetro si este está disponible en la institución participante. ¡No olvide registrar los resultados en la planilla! Referencias APHA. 1998. Standard methods for the examination of water and wastewater. American Public Health Association, Washington. 1265 pp. Bain, M.B. & N.J. Stevenson (ed.). 1999. Aquatic habitat assessment: common methods. American Fisheries Society, Bethesda, Maryland. EPA. 1997. Volunteer Stream Monitoring: A Methods Manual. http://www.epa.gov/owow/monitoring/volunteer/stream/. DINAMA-laboratorio. 1996. Manual de procedimientos Analíticos para Aguas y Efluentes. MVOTMA/ http://www.dinama.gub.uy/descargas/doc_tecnicos/principal.pdf Jorge Cárdenas Leon. Documentos sobre calidad de aguas-Alcalinidad http://atenea.udistrital.edu.co/grupos/fluoreciencia/capitulos_fluoreciencia/calaguas_cap10.pdf

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a)

b) Fig. 2.- a) El cambio de color indica el punto final de la titulación. b) Determinación del gasto de ácido sulfúrico en la titulación.

Esta cartilla es parte integral de la Guía para la utilización de las Valijas Viajeras Red de Monitoreo Ambiental Participativo de Sistemas Acuáticos RED MAPSA Versión 1.0 – Junio de 2007 Autor: Guillermo Goyenola [email protected] http://imasd.fcien.edu.uy/difusion/educamb/

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