determina el número de gramos de agua que se forman si 7,75 G de ácido carbónico H2 CO3 forman 5,50 grado de dióxido de carbono CO2
Respuestas
Respuesta:
TEMA 6. Química de las aguas naturales. Procesos ácido-base en aguas
naturales: el sistema CO2/Carbonato
Las aguas naturales contienen cantidades significativas de CO2 disuelto como resultado
tanto de la disolución del dióxido de carbono atmosférico como de la descomposición
anaeróbica de la materia orgánica (tratada en el tema anterior). La solubilidad del CO2
en al agua pura a 25°C es de 1,45 g/L, y su variación con la temperatura queda
reflejada en la siguiente gráfica, donde queda patente la gran solubilidad del mismo en
el agua fría (tal y como le ocurre a cualquier gas, como el oxígeno ya visto en el tema
anterior).
Explicación:
Este CO2 que penetra en el agua genera, en primera instancia, ácido carbónico (H2CO3)
En general, un agua va a ser finalmente rica en bicarbonatos ya que todos los
equilibrios conducen a su formación. Que un agua sea finalmente ligeramente básica,
como es lo habitual en un agua natural, se debe básicamente a la existencia de más
carbonatos en disolución que ácido carbónico, lo que hace que el grado de hidrólisis
para dar OH‒
sea superior.
Así pues, la disolución del CO2 dando protones y la del carbonato dando grupos
hidroxilo contribuyen sinérgicamente a una mayor solubilización de la roca caliza.
Consecuentemente, podemos afirmar que un agua con CO2 disuelve mejor el carbonato
de calcio, y un agua con carbonato de calcio disuelve mejor el CO2. De hecho, el agua
subterránea está supersaturada de dióxido de carbono como consecuencia de la
descomposición biológica, haciendo aumentar mucho la solubilidad del carbonato de
calcio. Una vez el agua sale a la superficie tiene lugar la desgasificación y la
precipitación del carbonato de calcio que sobrepasa la saturación del agua en las
nuevas condiciones.
Generalmente, el rango de pH de las aguas naturales (habitualmente calcáreas) varía
entre 7 y 9. Sin embargo, fenómenos como la lluvia ácida pueden llevar a pH algo
inferiores debido a la acidificación de las mismas. Adicionalmente, estas aguas se
contaminarán de nitratos y sulfatos, ya que los ácidos mayoritarios presentes en el
agua de lluvia son el ácido nítrico y el sulfúrico. Así, el 80% de las aguas superficiales
de Estados Unidos tienen valores de pH entre 6,0 y 8,4.
Concentraciones iónicas medidas en aguas naturales y en el agua de consumo
El agua de ríos y lagos que no está en contacto con carbonatos, va a contener pocos
iones disueltos (aguas de baja mineralización), siendo en estos casos las
concentraciones de sodio y potasio tan alta como las calcio, magnesio y bicarbonato,
generalmente procedentes de rocas comunes (aluminosilicatos), bien por acción del
lavado con el agua o de la meteorización producida por la lluvia, el viento, o el CO2
atmosférico (carbonatación). Así, la desintegración de una roca en presencia de CO2
genera bicarbonatos, al mismo tiempo que emergen los diferentes cationes
(generalmente Na+
y K+
) que acompañan al aluminosilicato, enriqueciendo el agua así
con estos iones. Por ejemplo, la meteorización del feldespato de potasio es una de las
fuentes más importantes de K+
en aguas naturales:
3 KAlSi3O8 + 2 CO2 + 14 H2O 2 K+
+ 2 HCO3
‒
+ 6 H4SiO4 + KAl3Si3O10(OH)2
Al final, son nuevamente los bicarbonatos los aniones más comunes en aguas no calcáreas.