DETERMINACION DE pH I.
INTRODUCCIÓN
El pH en el agua, expresa la acidez o la alcalinidad y tiene una decis decisiv iva a infl influen uenci cia a
en la vida vida de los organi organism smos os acuáti acuático cos s
porque rigen sus principales funciones vitales. Son dos los métodos generales para la determinación de pH. El método Colorimétrico y el método Electrométrico. Se anal nalizara ara también en el pres resente nte info nforme rme lo que que son soluciones amortiguadoras.
II.
OBJETIVOS
Los objetivos que se desea alcanzar con la presente práctica son las siguientes: El Principal: •
Determinar los valores de pH en el agua de río en distintos puntos ubicados.
Específicos: •
Conocer los valores de pH vitales para principales especies dulceacuícolas.
III. FUNDAMENTO TEÓRICO
Medición del pH
Son dos los métodos generales usados para determinar el valor del pH.
El método colorimétrico el cual emplea indicadores,
substancias que exhiben diferentes colores de acuerdo con el pH de la solución, y el método electrométrico en el cual se mide el potencial de un electrodo sensitivo a pH con referencia a un electrodo estándar.
El método colorimétrico no requiere equipo costoso pero está sujeto a interferencias causadas por la existencia de color, turbiedad, alto contenido de sales, material coloidal, cloro libre y otros oxidantes o agentes reductores; los indicadores están además expuestos a deterioros, así como los estándares de color con los cuales son comparados. aproximadas
el
método
colorimétrico
Para estimaciones es
adecuado,
especialmente en el terreno, pero para determinaciones de laboratorio el método estándar es el electrométrico.
Para
detalles sobre el procedimiento para determinar el pH por el método colorimétrico, se recomienda consultar la p.52 de la referencia 15.
Método electrométrico Casi todos los aparatos usados hoy en día utilizan el electrodo de vidrio, en combinación con un electrodo de calomel, usado como electrodo de referencia, para medir el pH. El sistema de electrodos se calibra siempre con soluciones de pH conocido. De acuerdo con el fabricante y el tipo de medidor de pH, cada aparato posee sus propias características e instrucciones de uso.
1.14BUFFERS – ACCION TAMPONA Se denomina acción tampona aquella que es capaz de mantener, prácticamente, un pH invariable cuando se añaden a la solución pequeñas cantidades de ácido o de base.
Un tampón o
buffer puede
definirse como una combinación de
compuestos o sustancias que tiene el poder de mantener el pH de una solución prácticamente invariable, dentro de ciertos límites, a pesar de que se añadan a la solución pequeñas cantidades de ácido o de base; en otras palabras, son substancias en solución que ofrecen resistencia a los cambios de pH.
El mecanismo de la acción tampona, es decir, la forma en la cual una solución con tampones mantiene un pH más o menos constante cuando se le añaden pequeñas cantidades de ácido o de base, puede explicarse al considerar que una solución
buffer
es generalmente una mezcla de ácidos débiles y sus sales, o de bases débiles y sus sales.
En una solución que contenga un ácido débil HA, en una concentración molar [HA] y una sal de ácido que suministre una concentración molar de anión A‾ igual a [A‾], la ecuación de acción de masas para el ácido será: K a = [H+] [A‾] [HA]
transformando tenemos:
1
=
[A‾]
[H+] Ka[HA]
o sea,
pH = pKa + log [sal] [ácido]
La ecuación anterior indica como el pH de una solución buffer, preparada con un ácido débil y su sal, depende del valor de pKa del ácido y de la relación entre la concentración de la sal y la concentración del ácido. Es decir, el pH de la solución no se alteraría si se mantiene constante la relación sal / ácido. Por lo tanto, si se adiciona un ácido fuerte a dicha solución buffer, el equilibrio se alterará.
Se presentará una remoción de iones
hidrógeno mediante la reacción: H‾ + A‾ = HA hasta establecer las condiciones de equilibrio. Si la cantidad de ácido adicionado es pequeña, comparada con la cantidad de ácido débil y de su sal correspondiente, la relación [sal] / [ácido] no cambiará desproporcionadamente y el pH final será sólo ligeramente menor que el pH inicial. De la misma manera, si se adiciona una base, los iones hidróxido son removidos mediante la reacción:
HA + OH‾ = A ‾+ H2O
Y el pH no se alterará desproporcionadamente si la cantidad de base fuerte adicionada es pequeña.
Lógicamente, entre mayor sea la concentración de sal y de ácido, mayor será la capacidad tampona de la solución pues menor será el cambio numérico producido por la adición de un ácido o de una base.
Potencial de hidrógeno
El agua es un compuesto de hidrógeno y oxígeno que puede disociarse en partículas llamadas iones: iones hidrógeno (H+) e iones oxidrilos (OH‾) si en el agua hay más iones hidrógenos que oxidrilos entonces el agua es ácida; en cambio si hay más iones de oxidrilos que hidrógenos entonces el agua es alcalina, por último, si los iones hidrógenos están en la misma proporción que los iones oxidrilos el agua es neutra. El pH en el agua, expresa la acidez o alcalinidad y tiene una decisiva influencia en la vida de los organismos acuáticos porque rige sus principales funciones vitales, a su vez, estos mismos procesos influyen en el agua modificando su grado de acidez o alcalinidad, es decir, su pH demostrándose así de manera muy clara la interdependencia del medio ambiente con el ser vivo. El pH se expresa en una escala de 14 números del 1 al 14, en la cual del 1 al 6 varía de acidez, el 7 es el indicativo de un medio neutro, y del 8 al 14 varía la alcalinidad. Las variaciones entre 7 y 6 (variaciones en décimos) significa ligeramente ácido, mientras que las variaciones entre 7 y 8 significa ligeramente alcalino. Estos dos sublímites son los que siempre soportan los organismos vivos teniendo preferencia por una ligera acidez o por una ligera alcalinidad y es por esto que
en recursos de agua de reacción ácida, por ejemplo, sólo organismos adaptados a soportar esas condiciones más no aquellos organismos que no están adaptados a soportar estas reacciones. Esto es hablado en términos muy relativos porque, nosotros sabemos que la vida se desarrolla comúnmente en un medio ligeramente alcalino, marcando el límite letal un grado de acidez más o menos franco. Pero la acidez y la alcalinidad del agua no sólo influyen sobre los seres vivos, sino también posee una enorme influencia en los procesos químicos del medio, así como la descomposición y mineralización de los compuestos orgánicos.
Procesos tan
importantes para la producción de las sustancias nutritivas minerales que están poderosamente influenciadas por el pH del agua.
El agua natural de una fuente cualquiera nunca es
neutra, porque el pH está influenciado por la cantidad de sales disueltas de ácidos o de bases que tienen en disolución todos los recursos acuícolas pero como todo está equilibrado en la naturaleza, las variaciones de pH del agua no son bruscas ni pasan los límites dentro de los cuales pueden desarrollarse la vida de los organismos, gracias a la acción de algunas sustancias químicas que siempre existen en la misma agua llamadas sustancias
también
tampones
tampones
son
o
amortiguadores.
principalmente
los
Estas
carbonatos,
bicarbonatos que equilibran la cantidad de anhídrido carbónico
(CO2) del agua impidiendo las variaciones bruscas de acidez y alcalinidad. Para fines de Acuicultura, las aguas más apropiadas son aquellas ligeramente alcalinas porque estas tienen casi todos los elementos minerales para el fitoplancton autótrofo que es el origen de la cadena alimenticia que se establece entre los animales acuáticos. La productividad de las aguas dulces se ve fuertemente disminuida por debajo del pH 5, lo que conlleva a una disminución importante en el rendimiento de la pesca. El pH superior a 10 es mortal para los peces. La productividad alcanza sus valores máximos entre 6,5 y 8,5. En la tabla Nº1 se dan los pH vitales de los principales peces dulceacuícolas (FAO, 1968).
TABLA N°1 FUENTE: Dajoz, 1979.
pH
CARACTERÍSTICAS
Entre 3,0 y 3,5
Mortal
para
los
peces,
subsisten
sólo
algunas plantas e invertebrados.
Entre 3,5 y 4,0
Mortal
para
“Leuciscus
los
salmónidos;
cephalus”
y
el el
cacho lucio
“Esoxlucius”, sobreviven tras aclimatación.
Entre 4,0 y 4,5
Perjudicial para muchos peces; sólo se reproduce el lucio “Esox lucius”.
Entre 4,5 y 5,0
Peligroso para el desove de los salmónidos.
Entre 5,0 y 9,0
Zona generalmente sin peligro.
Entre 9,0 y 9,5
Peligroso para la pesca y los salmónidos en caso de situaciones prolongadas.
Entre 9,5 y 10,0
Perjudicial para el desarrollo de ciertas especies; mortal para los salmónidos, si la situación se prolonga.
Entre 10,0 y 10,5
El cacho “Leuciscus ciphalus” lo soporta sólo durante corto intervalo de tiempo.
Entre 10,5 y 11,0
Mortal para todos los peces.
IV PARTE EXPERIMENTAL A. MATERIALES •
Beakers (2)
•
Piceta
•
pHmetro digital (portátil)
•
balde
soluciones amortiguadoras: solución de pH 4 y de pH 7
B. PROCEDIMIENTO
1. Sacar una muestra de agua del río. 2. proceder a la lectura del pH
C. RESULTADOS
V. CONCLUSION
VII BIBLIOGRAFÍA Jairo Alberto Romero Rojas, Acuaquímica,1996. Primera Edición. Editorial Presencia. Paginas Analizadas: 45, 46
Tesis:
Calidad del Agua para Acuicultura de Aguas continentales
Presentado:
Bach. Ix velis Mercedes Jiménez Ruiz
