ALCALINIDAD

SEGUNDA PARTE

PARAMETROS FISICO-QUIMICOS: ALCALINIDAD
DEFINIMOS ALCALINIDAD COMO la capacidad del agua para neutralizar ácidos o aceptar
protones. Esta representa la suma de la bases que pueden ser tituladas en una muestra
de agua. Dado que la alcalinidad de aguas superficiales está determinada generalmente
por el contenido de carbonatos, bicarbonatos e hidróxidos, ésta se toma como unindicador de dichas especies iónicas. No obstante, algunas sales de ácidos débiles
como boratos, silicatos, nitratos y fosfatos pueden también contribuir a la alcalinidad de
estar también presentes.
Estos iones negativos en solución están comúnmente
asociados o pareados con iones positivos de calcio, magnesio, potasio, sodio y otros
cationes. El bicarbonato constituye la forma química de mayorcontribución a la
alcalinidad. Dicha especie iónica y el hidróxido son particularmente importantes cuando
hay gran actividad fotosintética de algas o cuando hay descargas industriales en un
cuerpo de agua.
La alcalinidad, no sólo representa el principal sistema amortiguador del agua dulce, sino
que también desempeña un rol principal en la productividad de cuerpos de agua
naturales, sirviendocomo una fuente de reserva para la fotosíntesis. Históricamente, la
alcalinidad ha sido utilizada como un indicador de la productividad de lagos, donde niveles
de alcalinidad altos indicarían una productividad alta y viceversa (Tabla 1).
Dicha correlación se debe en parte a que la disponibilidad del carbono es mayor en lagos
alcalinos y también al hecho de que las rocas sedimentarias quecontienen carbonatos, a
menudo contienen también concentraciones relativamente altas de nitrógeno y fósforo

PARAMETROS FISICO-QUIMICOS: ALCALINIDAD

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(en comparación con el granito, otras rocas ígneas y regiones donde el lecho rocoso ha
sido desgastado y lavado, los cuales generalmente contienen bajas concentraciones de
estos dos nutrientes limitantes y del CaCO3).
Tabla 1:

Rangos dealcalinidad.

RANGO

ALCALINIDAD
(mg/L CaCO3)

BAJA

< 75

MEDIA

75 - 150

ALTA
* Datos tomados de Kevern (1989).

> 150

El sistema de alcalinidad tiene interacciones importantes con los procesos de fotosíntesis
y respiración celular. Veamos en primer término las reacciones de equilibrio que
describen la interacción de CO2 y H2O (Figura 1).
Figura 1:

Equilibrio quedescriben la interacción de CO2 y H2O.

(1)

CO2 + H2O

(2)

H2CO3

(3)

H2CO3

+
H + HCO3

CO2 + H2O

+
H + HCO3

1era. disociación de ácido carbónico:
−

+

[ H ][HCO ]
K =
[CO ][H O]
3

1

2

(4)

HCO3

2

+
-H + CO3
−2

+

[ H ][CO ]
K =
[ HCO ]
3

2da. disociación de ácido carbónico:

2

3

Dado que la concentración de ácido carbónico(H2CO3) es generalmente baja, las
primeras dos ecuaciones se combinan para formar el equilibrio descrito en la ecuación

PARAMETROS FISICO-QUIMICOS: ALCALINIDAD

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#3. Determinando los valores de las constantes de disociación K1 y K2 (las cuales
varían con la temperatura y el pH), podemos calcular las concentraciones relativas de los
componentes de estas ecuaciones de equilibrio. La figura2 y la tabla 2 ilustran cómo el
por ciento de composición de dichos componentes varía con el pH.

Figura 2:

Efecto del pH en el por ciento de composición de especies de
bióxido de carbono en agua.

100
80

%

60

CO2
HCO3-

40

CO3-20
0
3 4

pH

Tabla 2:

5

6

7

8

9

10

11

12

13

Efecto del pH en las proporciones de especies iónicas de bióxidode carbono en agua.
pH

CO2

HCO3-

CO3 2-

4

0.996

0.004

5

0.962

0.038

1.25 x 10-9
1.20 x 10-7

6

0.725

0.275

7

0.208

0.792

9.1 x 10-5
2.6 x 10-4

8

0.025

0.972

3.2 x 10-3

9

0.003

0.966

0.031

10
0.000
0.757
* Datos tomados de Hutchinson (1957).

0.243

Es evidente que las proporciones de las especies iónicas de...