Alcalinidade – Quimicaacex

A alcalinidade de uma água é a sua capacidade de neutralizar ácidos. É a soma de todas as bases tituláveis. O valor medido pode variar significativamente com o pH final utilizado. Alcalinidade de uma amostra de água é definida como sua capacidade de neutralizar um ácido forte, até um valor definido de pH (4,3). Sendo a alcalinidade devido principalmente à presença de bicarbonatos (HCO₃^–), carbonatos (CO₃^2-) e hidróxidos (OH^–):

Se pH > 9,3, alcalinidade devido aos hidróxidos e carbonatos

Se 8,3 < pH < 9,3, alcalinidade devido aos carbonatos e bicarbonatos

Se 4,3 < pH < 8,3, alcalinidade devido aos bicarbonatos

Se pH < 4.3 alcalinidade ausente

A alcalinidade das águas não representa risco potencial à saúde pública e não se constitui em padrão de potabilidade. No entanto, a medida da alcalinidade é de fundamental importância durante o processo de tratamento de água, para a dosagem dos produtos químicos utilizados.

Na determinação da alcalinidade são medidos dois volumes, os quais nos fornecerem a alcalinidade devido ao carbonato, a alcalinidade devido ao bicarbonato e a alcalinidade total. Inicia-se o procedimento, adicionando 3 gotas de fenolftaleína:

Se a solução ficar rosa (implica que pH > 8,3. Vamos considerar que 8,3 < pH < 9,3), neste caso, procedemos a titulação até o ponto de viragem do indicador para incolor, pH < 8,3. Chamamos o volume gasto de ácido de V₁. Como a solução está incolor não interfere no passo seguinte. Em seguida, adicionamos 3 gotas do indicador verde de bromocresol, o que deixa a solução azul. Agora, continuamos a titulação do ponto que paramos até o ponto de viragem do indicador para amarelo, pH < 4.3. Chamamos o volume gasto de ácido de V₂.

Se a solução ficar incolor (implica que pH < 8,3), neste caso, imediatamente, adicionamos 3 gotas do indicador verde de bromocresol, o que deixa a solução azul. Agora, titulamos até o ponto de viragem do indicador para amarelo. Chamamos o volume gasto de ácido de V₂.

A fenolftaleína tem um pH de transição de 8,3. Solução com pH < 8,3 são incolores e soluções com pH acima de 8,3 são rosas. O verde de bromocresol tem pH de transição em 4,3. Neste caso, abaixo de 4,3 a solução é amarela e acima de 4,3 é azul.

Método de determinação: Titulação com Ácido Sulfúrico

Material necessário
a) pipeta volumétrica de 50 mL; (Próxima prática aumentar o volume para 100mL!)
b) frasco Erlenmeyer de 250 mL;
c) bureta de 50 mL;
d) fenolftaleína;
e) indicador metilorange;
f) mistura Indicadora de verde de bromocresol/vermelho
de metila;
g) solução de ácido sulfúrico 0,02 N (0,01mol/L);
h) solução de tiossulfato de sódio 0,1 N

Procedimento

a) tomar 50 mL da amostra e colocar no Erlenmeyer;
b) adicionar 3 gotas da solução indicadora de verde de
bromocresol/vermelho de metila;

c) titular com a solução de ácido sulfúrico 0,02 N até a
mudança da cor azul-esverdeada para róseo;
d) anotar o volume total de H2SO4 gasto (V) em mL.

Fenolftaleína (incolor-rosa)

Verde de bromocresol (azul – amarelo)

Alaranjado de metila

vermelho de metila (amarelo-laranja)

Notas: 1. Usar 0,05 mL (1 gota) da solução de tiossulfato de sódio
0,1 N, caso a amostra apresente cloro residual livre.

Especiação química

Considere uma solução aquosa de ácido carbônico, H₂CO₃. Neste caso, as espécies presentes são H₂CO₃, HCO₃^–, CO₃^2-, H⁺, OH^–, H₂O, e os equilíbrio envolvidos são

H₂CO₃ = HCO₃^– + H⁺ k_a1 = [HCO₃^–][H⁺]/[H₂CO₃]

HCO₃^– = CO₃^2- + H⁺ k_a2 = [CO₃^2-][H⁺]/[HCO₃^–]

H₂O = H⁺ + OH^– K_w = [H⁺][OH^–]

para o equilíbrio de massa temos

C_a = [H₂CO₃] + [HCO₃^–] + [CO₃^2-]

para o equilíbrio de carga temos

[H⁺] = [OH^–] + [HCO₃^–] + 2[CO₃^2-]

Neste caso,

C_a = [H₂CO₃]+[HCO₃^–]+[CO₃^2-]=[H₂CO₃]+[H₂CO₃]K_a1/[H⁺]+[HCO₃^–]K_a2/[H⁺]