ACIDEZ

ALCALINIDADDefinicin Alcalinidad es la cantidad de iones en el agua que reaccionan para neutralizar iones hidrgeno sin tener un cambio significativo en su pH.

La alcalinidad es la capacidad para neutralizar cidos.

Se distingue entre la basicidad y un alta alcalinidad, que mientras el pH es un factor de INTENSIDAD, la alcalinidad es un factor de CAPACIDAD.Causas de la alcalinidadEn aguas naturales la alcalinidad es debida principalmente al sistema carbonato3SISTEMA CARBONATOEl sistema carbonato es el ms importante en las aguas naturales.

ESPECIES CONSTITUYENTES

Dioxido de Carbono, (CO2) gaseoso.Dioxido de Carbono, (CO2) acuoso.El cido Carbonico, (H2CO3)El in bicarbonato, (HCO3-)El in carbonato, (CO3-2)

EL AGUA DISUELVE EL CO2

MEDIANTE EL PROCESO DE TRANSFERENCIA DE GASESESPECIES CARBONATADAS Y SU EQUILIBRIOLos componentes del sistema Carbonato estn interrelacionadas por medio de los siguientes equilibrios:

CO2(g) CO2(ac) K = KH = 10-1.5 = Cte de Henry

CO2(ac) + H2O H2CO3K = 10-2.8

H2CO3H+ + HCO3- K1 = 10-3.5

H2CO3*H+ + HCO3- Ka/1 = 10-6.3

H2CO3H+ + HCO3- Ka/2 = 10-10.3

SISTEMA CARBONATO EN EL AGUA

00,10,20,30,40,50,60,70,80,9102468101214pHX (FRACCION MOLAR)H2CO3 HCO3? CO3= Como la mayor parte de las aguas naturales presentan valores de pH entre 6 y 9, la alcalinidad se equipara a la concentracin de Bicarbonato

Determinacin de alcalinidad

Tipos de alcalinidadAlcalinidad a la fenoftaleina: Cantidad de acido fuerte necesario para disminuir el pH de la muestra a pH=8,3

Alcalinidad Total: Cantidad de acido fuerte necesario para disminuir el pH de la muestra a pH=4,3 empleando anaranjado de metilo.

Alcalinidad bicarbonatica:

12

FENOFTALEINA

14Anaranjado de metilo

CURVA DE TITULACIN PARA UNA MEZCLA HIDROXIDO-CARBONATO

REPRESENTACIN GRFICA DE TITULACIN DE MUESTRAS QUE CONTIENEN VARIAS FORMAS DE ALCALINIDAD

F = ALCALINIDAD A LA FENOFTALEINAM= ALCALINIDAD TOTAL Principales constiuyentes:

los carbonatos (CO3-2) bicarbonatos (HCO3-) hidrxidos (OH-)Algunos que tambin imparten alcalinidad al agua en menor proporcin, son los silicatos, boratos y fosfatos.

UsosALCALINIDAD TOTAL agua potable

Valor mximo aceptable= 200 mg CaCO3 /lUSOS La alcalinidad Indica el contenido o la concentracin de carbonatos, bicarbonatos e hidrxidos.Control de procesos de tratamiento de aguas (potabilizacin y residuales)Influye en el proceso de coagulacin (Investigar la alcalinidad que se requiere en el agua para el proceso de coagulacin)Optima operacin de digestores anaerobios: alcalinidad de 2.000-4.000 mg de carbonato de calcio por litroACIDEZ Definicin La acidez de una muestra de agua se puede definir como su capacidad para neutralizar una base. Capacidad para reaccionar con iones hidrxido (OH-)Fuente de la acidezASOCIADA A LA PRESENCIA DE: cidos minerales fuertes (H2SO4) cidos dbiles (Carbnico, actico)Sales hidrolizables (sulfato de hierro y aluminio)Tipos de acidez Acidez mineral o fuerte.

Ocasionada por cidos fuertes (100% disociados) tales como el Sulfrico, clorhdrico y ntrico principalmente

Acidez mineral: Cantidad de base fuerte necesaria para aumentar el pH de la muestra a pH=4,5 empleando naranja de metilo. ACIDEZ MINERALLA ACIDEZ MINERAL ESTA PRESENTE EN MUCHOS DESECHOS INDUSTRIALES, PARTICULARMENTE LOS DE LA INDUSTRIA METALURGIA Y ALGUNOS DE LA PRODUCCION DE MATERIALES ORGANICOS SINTETICOS.

28DRENAJE ACIDO DE MINASEL DRENAJE DE MINAS CONTIENE CANTIDADES SIGNIFICATIVAS DE ACIDO SULFURICO O SALES DE SULFURO , PIRITA DE HIERRO (FeS2) ESTAN PRESENTES.

2S + 3O2 + 2H2O 2H2SO4

FeS2 + 3 (1/2)O2 + H2O FeSO4 + H2SO4

LAS BACTERIAS SON BACTERIAS DE SULFURO - OXIDANTES BAJO CONDICIONES AEROBICAS. BACTERIAS

DRENAJE DE MINAS DE CARBONQuebrada el Chocho con aguas de minas de carbn que descargan al ro aguacatal

Lluvia acidaLa lluvia natural es ligeramente acida por la reaccin del dixido de carbono con el agua presente en la atmosfera , formando acido carbnico en forma dbil .

ACIDEZ EN EL AIRE

LLUVIA ACIDALa lluvia cida se forma cuando la humedad en el aire se combina con el xido de nitrgeno y el dixido de azufre emitido por fbricas, centrales elctricas y automotores que queman carbn o aceite. Esta interaccin de gases con el vapor de agua forman el cido sulfrico y el cido ntrico. Finalmente, estas sustancias qumicas caen a la tierra en forma de precipitacin o lluvia cida. EFECTOS DE LA LLUVIA CIDA

En un bosque de la Repblica ChecaLluvia cida en Japn/ UNEP-Select

Lluvia cida en Japn/ UNEP-Select

La lluvia cida daa edificaciones como esta, que se encuentra en Copola, Mxico

ACIDEZ POR SALES HIDROLIZABLESHIDROLISIS ACIDA DE SALES PROVENIENTES DE BASE DEBIL Y ACIDO FUERTEEn disolucin acuosa el ion aluminio AL+3 se asocia con seis molculas de agua y el correspondiente equilibrio cidobase o reaccin de hidrlisis da lugar a iones H3O+.

ACIDEZ carbonaceaCO2(g) CO2(ac) K = KH = 10-1.5 = Cte de Henry

CO2(ac) + H2O H2CO3K = 10-2.8

PROCENDECIA ACIDEZ CARBONACEARespiracin biolgica (Produce CO2)Descomposicin de materia orgnica (Produce CO2)Aguas profundas : 30-50 mg/L CO2

EL CO2 disuelto suele ser el principal componente cido de las aguas de superficie no contaminadas.SISTEMA CARBONATO EN EL AGUA

00,10,20,30,40,50,60,70,80,9102468101214pHX (FRACCION MOLAR)H2CO3 HCO3? CO3=

Acidez total.

Es debida a todas las sustancias capaces de darle carcter cido al agua, incluye cidos fuertes, cidos dbiles y ocasionalmente sales hidrolizables de carcter cido.

Acidez Total: Cantidad de base fuerte necesaria para aumentar el pH de la muestra a pH=8,3 empleando fenoftaleina

CALCULOS DE ACIDEZ: ACIDEZ TOTALPARA UN AGUA CUYA ACIDEZ ES DEBIDA A ESPECIES H+ Y CARBONATADAS EL PUNTO FINAL DE LA TITULACION DE LA ACIDEZ TOTAL ES A UN pH TAL QUE LA CANTIDAD ESTEQUIOMETRICA DE OH- (NaOH 0.1 M) HA SIDO AGREGADA PARA COMPLETAR LAS SIGUIENTES REACCIONES:

H+ + OH- H2O

H2CO3 +OH- HCO3- + H2O

HCO3- + OH- CO3= + H2OHCO3- + OH-CO3= + H2ODETERMINACIN DE LA ACIDEZTitulacin de una muestra con NaOH 0,02N

segn el Decreto 475/98

50 mg/lUSOSCosto para el control y remocin de las sustancias que producen corrosin.USOSInterfieren en procesos biolgicos

En los procesos biolgicos de tratamiento de aguas residuales, el pH debe mantenerse entre 6,5 y 9,5, por lo tanto se requiere hacer ajustes de pH.Para calcular la cantidad de sustancias qumicas a utilizar se necesitan los datos de la acidez determinada en dichas aguas.

La determinacin del dixido de carbono es de especial importancia en los abastecimientos pblicos de agua, cuando se va a escoger las fuentes y para definir los mtodos de tratamiento y los equipos requeridos, principalmente cuando se requiere el uso de fuentes subterrneas, para lo cual se debe eliminar las caractersticas corrosivas que produce este.

Mtodos de eliminacin: aireacin o neutralizacin con cal (Ca(OH)2) o hidrxido de sodio (NaOH), Tratamiento de residuos industrialesSe debe neutralizar los residuos que contienen acidez mineral antes de su descarga al sistema de alcantarillado o a fuentes de agua.

Para ello se determina la acidez mineral y se calcula: Cantidad de qumicos requeridos, dosificadores, espacio de almacenamiento y costos asociados al proceso.DUREZA La DUREZA es una caracterstica qumica del agua que est determinada por el contenido iones multivalentes, principalmente calcio y magnesio.Medida de su capacidad para precipitar el jabn, el cual es precipitado preferentemente por iones calcio y magnesio.PROCEDENCIALa dureza es ocasionada por cationes metlicos principalmente divalentes:

Calcio, magnesio, hierro, estroncio y manganeso

Aportados por suelo y formaciones rocosasCLASIFICACION DE LAS AGUAS SEGN SU DUREZARANGO (mg/l CaCO3)

Menor de 50 - Suave50 - 150 - MODERADAMENTE DURA150 300- DURAMayor de 300- MUY DURA

DUREZA TOTAL = Involucra a todos los iones metalicos polivalentes que puedan encontrarse presentes en la muestra. Generalmente se adopta DT: dureza al calcio +dureza al magnesioDUREZA CALCICA: Provocada por la presencia del ion calcio DUREZA MAGNESICA: Provocada por la presencia de iones magnesio.DUREZA CARBONATICA O TEMPORAL: presente bajo la forma de carbonatos y bicarbonatosDUREZA NO CARBONATI CA O PERMANENTE: La presente en forma de cloruros, sulfatos y nitratos.TIPOS DE DUREZADUREZA DE CARBONATO= DUREZA TEMPORAL

Cantidad de dureza equivalente a la alcalinidad total (carbonato y bicarbonato) DUREZA NO CARBONATADA=DUREZA PERMANENTE

Cantidad de dureza que excede a la alcalinidad totalTIPOS DE DUREZA

Recibe este nombre porque puede eliminarse por ebullicin

Es la que corresponde a la proporcionada por los bicarbonatos de calcio y magnesio.

DUREZA TEMPORAL O DUREZA DE CARBONATO

La ebullicin del agua expulsa el dixido de carbono de la solucin y desplaza el equilibrio Hacia la derecha, as el calcio se precipita fuera de la solucin en forma de carbonato de calcio y se separa.No es eliminada por calentamiento.

Es debida a otras sales solubles de calcio y magnesio (cloruros, sulfatos) Dureza no carbonatica o permanenteNorma agua potableValor mximo aceptable300 (mgCaCo3/L)METODOS DE DETERMINACINMTODO DE CLCULOLa dureza es expresada en trminos de carbonato de calcio as como la alcalinidad.

El mtodo de clculo considera los iones divalentes encontrados en un anlisis completo de cationes del aguaDETERMINACION EN LABORATORIODETERMINACION DE LA DUREZA TOTAL

SAL SODICA DEL ACIDO Etilen-Dilamin-Tetractico, EDTA60DETERMINACION EN LABORATORIOVALORACIONES AISLADAS DE CALCIO Y MAGNESIO

1 Etapa: Determinacin del Calcio a pH 12 y empleando indicador murexida.

SAL SODICA DEL ACIDO Etilen-Dilamin-Tetractico, EDTA61DETERMINACION EN LABORATORIOMtodo Volumtrico:2 Etapa: Determinacin conjunta de calcio y magnesio empleando indicador Negro de Eriocromo T.

clculoDureza (mg/l de CaCO3)= 2,497* Conc. Ca mg/l + 4,118* Conc. Mg mg/l B.5. CAPTACIONES DE AGUA SUBTERRNEANORMA RASDurante la operacin del pozo debe hacerse un muestreo de la calidad del agua segn las siguientes disposiciones:

Monitoreo de calidad del agua:Coliformes totales y fecales, Demanda Bioqumica de Oxgeno, slidos suspendidos totales, pH, alcalinidad y dureza.USOS Elaguadurareaccionaconeljabnformandogrumosinsolubles:

El Ca2+ y el Mg2+ pueden consumir una cantidad importante del jabn que se utiliza en limpieza.

Problemas de incrustacin en equipo industrial y domesticoCuando se calienta agua que contiene calcio, asi como iones bicarbonato, se forma carbonato de calcio slido

Obstruyendo los sistemas de agua caliente y disminuyendo su eficiencia,

66PROCESOS DE ABLANDAMIENTO DEL AGUA