Determinação Da Alcalinidade de Águas Naturais e Tratadas

Análise volumétrica ou volumetria é a designação dada aos métodos da química analítica quantitativa ou métodos de doseamento nos quais a quantidade de substância que se pretende determinar é calculada a partir da medição de um volume. Em geral, uma solução de concentração rigorosamente conhecida (solução padrão) é adicionada a uma solução da amostra a analisar até que toda a amostra seja consumida através de uma reação química, isto é, até que se atinja o ponto de equivalência. O processo é conhecido como titulação e o ponto de equivalência corresponde à situação em que reagiram quantidades equivalentes do padrão e da amostra.

Na determinação da alcalinidade se baseia a partir dos principais íons presentes que são o hidróxido(OH-), carbonato(CO32-) e bicarbonato(HCO31-). Por definição, alcalinidade de uma água é o número de mols de H+ necessários para transformar 1 litro de uma solução qualquer em ácido carbônico (H2CO3) como descrito abaixo:

〖CO〗_3^(2-) +〖 H〗^+ → H〖CO〗_3^(1-)

〖 HCO〗_3^(1-) +〖 H〗^+ → H_2 〖CO〗_3 → H_2 O + 〖CO〗_2↑

Os produtos são o íon bicarbonato e o ácido carbônico. Os produtos finais são a água e o gás carbônico, que é liberado.

Esta análise requer o uso de dois indicadores, já que o pH e o teor de CO2 estão relacionados, portanto:

Carbonato (CO32-): pH≅8,3⟶Fenolftaleína.

Bicarbonato (HCO31-): pH entre 3,3 e 4,4 ⟶ Metil-orange.

Este relatório tem como base determinar a alcalinidade de uma água natural e tratada. A essa água natural, podemos entender água de chuva, rios, lagos, barreiros ou todas elas que não possuem um tratamento.

A realização do experimento iniciou depois que se pipetou de 25mL da amostra de água e transferiu para um Erlenmeyer de 250mL. Adicionou 3 gotas de fenolftaleína e titulou com a solução preparada de ácido sulfúrico a 0,02N, até a solução titulante descorar. Anotou o volume gasto P. Adicionou 2 gotas de metil-orange e continuou a titulação até coloração alaranjada. Leu o volume gasto T. Comparou com a tabela abaixo e determinou a concentração dos constituintes.

Tabela 3 - Valor da concentração a partir dos resultados obtidos durante a titulação de água.

Resultado da titulação Alcalinidade expressa em mg/L de CaCO3

OH- CO32- HCO3-

P = 0 0 0 T

P < 1/2 T 0 2P T - 2P

P = 1/2 T 0 2P ou T 0

P > 1/2 T 2P - T 2T - 2P 0

P = T T 0 0

As concentrações a seguir são baseadas em duas análises: Uma amostra de água desconhecida, denominada aqui como água sintética e uma alíquota da água tomada em uma torneira do laboratório de química analítica experimental II da UEPB.

Feito então o experimento, o valor da titulação foi um volume gasto de 4,1mL (P1) e 14,1mL (T1) e 4mL (P2) e 14,3 (T2),