Calidad del agua

Capítulo 10
Alcalinidad
Aspectos teóricos
Hidróxidos, OH- Bicarbonatos, HC03- Carbonatos, C03=
Bióxido de carbono, C02 Silicatos, Si03= Bi-Silicatos, HSi03-
Boratos, B03E, Monoboratos, HB03" Biboratos, H2B03-
Fosfatos, P04=, Monofosfatos, HP04= Bifosfatos, H2P04-
La alcalinidad de una muestra de agua es su capacidad para reaccionar o neutralizar iones hidronio (H+) hasta un valor de pHigual a 4,5. La alcalinidad es causada principalmente por los bicarbonatos, carbonatos e hidróxidos presentes en solución y, en menor grado, por los boratos, fosfatos y silicatos, que puedan estar presentes en la muestra. En un sentido estricto las principales especies causantes de alcalinidad y su asociación con una posible fuente de aguas, es la siguiente:

Aguas naturales, residuales eindustriales
Aguas naturales y residuales
Aguas naturales y residuales
Aguas subterráneas, residuales y/o profundas
Aguas subterráneas
Aguas subterráneas
Aguas subterráneas y residuales agrícolas
Aguas subterráneas y residuales agrícolas
Aguas subterráneas y residuales agrícolas
ARD, agrícolas e industriales
ARD, agrícolas e industriales
ARD, agrícolas e industriales

Pese a lo anterior,en la mayoría de los cuerpos de aguas naturales, la alcalinidad se halla asociada al "sistema carbonato", esto es, a los carbonatos, bicarbonatos y ácido carbónico presentes. Por esta razón la alcalinidad suele tomarse como un indicativo de la concentración de estas sustancias (figura 10.1), sin que ello quiera decir que, para todos los casos, la alcalinidad se deba exclusivamente al sistemacarbonato.
Las aguas subterráneas relativamente antiguas que discurren por estratos arenosos constituyen una buena excepción, en donde la alcalinidad también se halla relacionada a los silicatos disueltos. La alcalinidad, en la mayoría de los cuerpos de aguas naturales, tiene su origen en el sistema carbonato, debido a que el bióxido de carbono y los bicarbonatos forman parte del metabolismo de losorganismos vivos, aeróbicos o anaeróbicos, donde quiera que haya agua, materia orgánica y unas condiciones mínimas de supervivencia. Ya que esta posibilidad es frecuente en la mayoría de los cuerpos de agua que nos rodean, el "sistema carbonato" está presente en todos ellos:
M. O. + 02 / Fe3+ / N03~, etc. C02 + H20
C02 + H20 H2C03 = 100 mg de C02 / litro de agua a CN2
ARD: Aguas residualesdomésticas.
CN: Condiciones normales, una atmósfera de presión y 25 °C de temperatura.

H2C03 -» H + HC03 Primera disociación.
HC03~ -» H+ + C03= Segunda disociación.
[H+][HCO31 _ [H+] [C03=]
KA1 = = 10 KA2 = = 10"10'25
[H2CO3] [HCOs]
Debido a que el "ion bicarbonato" tiene características anfóteras, una de las principales consecuencias de la existencia del sistema carbonato enel agua, consiste en que éste, le imparte a la misma una ligera "capacidad buffer". Así, la cantidad o concentración del sistema carbonato en el agua determina su capacidad amortiguadora, mientras que la proporción entre los componentes de dicho sistema, C02, HC03- y C03=, determinan su valor de pH, figura 10.1.

Figura 10.1 Sistema carbonato en el agua. Fuente: Autor

La alcalinidad en elagua se expresa como la concentración equivalente de iones hidroxilo, en mg/l, o como la cantidad equivalente de CaC03, en mg/l. La alcalinidad, entendida como la concentración de metales alcalinotérreos, tiene importancia en la determinación de la calidad del agua para riego y es, además, un factor importante en la interpretación y el control de los procesos de purificación de aguas residuales.La alcalinidad se mide por titulación de una alícuota de muestra con HCI o H2S04 de concentración 0,02 N, utilizando indicadores como fenolftaleína, cuando las muestras tienen un pH mayor de 8,3 o naranja de metilo, en caso contrario. En el primer caso se habla de "alcalinidad P" o alcalinidad a la phenolphtaleine, mientras que en el segundo caso se habla de "alcalinidad M" o alcalinidad al...