5.
El dióxido de carbono es un componente normal de todas las aguas naturales. Penetra a las aguas superficiales por la absorción de la atmósfera, pero solo cuando su concentración en el agua es menor que la concentración en equilibrio con el dióxido de carbono en agua puede exceder el equilibrio con su concentración en la atmósfera, de acuerdo con la Ley de Henry. El dióxido de carbono también se puede producir en el agua por oxidación biológica de la materia orgánica, especi especialm alment entee en las aguas aguas contam contamina inadas das.. En consec consecuen uencia cia se puede puede conclu concluir ir que las aguas aguas superf superfici iciale aless están están constante constantemente mente absorbiendo absorbiendo o cediendo cediendo dióxido de carbono carbono para mantener en equilibri equilibrio o con la atmósfera. atmósfera. El C ! reacciona con el agua y con las rocas, cuya naturale"a qu#mica se encuentra asociada al carbonato de calcio CaC $, siguiendo la reacción%
−¿
¿
+ ¿ + 2 HCO3 CO2 + CaCO3 + H 2 O→Ca
¿
&$'
(in embargo es de aclararse que primero se da lugar a la formación del ácido carbónico &H !C$' antes que el ión bicarbonato &HC $)', sustancia que por lo general no se incluye en la reacción $, debido a la dificultad para establecer la diferencia entre el C ! libre y el H !C$ &se suman las dos concentraciones'. Puesto que el dióxido de carbono libre representa cerca del ** + de ese total, la expresión es es sólo una aproximación de de una expresión de equilibrio equilibrio real pero es muy buena. Es importante recalcar que este fenómeno tiene una importancia a niel ambiental, básicamente por los problemas de corrosión que se pueden presentar por la acide" eleada de las aguas con altos contenidos contenidos de C !. En las reacciones - y se ilustra el proceso de disociación del ácido carbónico%
+¿ −¿ + H ¿
¿
H 2 C O 3 →HCO 3
+¿
-7 K a1 a1=4.45x10 M (4)
¿
2−¿ + H −¿ → CO3¿ K a2a2=4.69x10-11 M (5) ¿ HC O3 /eniendo en cuenta lo anterior, entonces% a.
Calcule Calcule el el contenid contenido o de dióxido dióxido de carbon carbono o de una muestr muestra a de agua natura naturall que tiene tiene un pH de 7.3 y una una concentración de ion bicarbonato de 30 mg/L. La temperatura del agua es 25 C. !olución"
CO2 + H 2 O= H 2 CO3 H 2 CO 3= H CO3 + H
+¿ ¿ CO2 + H 2 O= H CO3 + H CO ( ¿¿ 2 d ) Depende de la solubilidad ( P ) CO2
¿
1
−5
k sobulidad 3∗10 M ( P )CO 2 PH = pr + log
(CH CO 3) ( CO2 d )
CO2 total =CO2 d + H CO3 7,3=6,35 + log
( H CO 3) (CO 2 d )
H CO3−¿
¿ ¿ ¿
7,3−6,35 =log ¿ H CO3−¿
¿ ¿ ¿ 0,95= log ¿ H CO3 −¿
¿ ¿( CO2 d ) ¿ ¿ 0,95 10 = log ¿
[ CO d ]=
[ H CO ]
2
3
10
0,95
[ CO d ]=5,52∗10− 2
5
m
H CO 3−¿
¿
CO2 T =¿ −4
CO2 T =4,92∗10
+ 5,52∗10−5
−4
CO2 T =5,47∗10 molar
b.
!e obser#ó que un abastecimiento de agua ten$a una concentración de ión bicarbonato de 50 mg/L y un contenido de C%2 de 30 mg/L. Calcule el pH aproximado del agua a una temperatura de 25 C. !olución"
H CO 3−¿
¿ ¿
2
mg ∗1 g l 30 100 mg = 6,82∗10−4 m [ CO2 ]= g 44,01 mol PH =6,35 +
log∗( H CO3 )
( CO2) −4
PH =6,35 +
log∗(8,19∗10 m)
(6,82∗10−4 m)
PH =6,35 + 0,079 PH =6,43 unidades c.
!i para la muestra de agua se mide un #alor de p%H de &&.3 unidades' (Cu)l ser) el #alor del pH*' teniendo en cuenta la +igura & (,u- tipo de acide podr$a asociarse al #alor del pH*
igura &. 0cide" y pH. !olución"
PoH
PH ? PH + PoH =14
PH =14 − PoH PH =14 −11,3
PH =2,7 Acides mineral
3
