Por John Brennan | Actualizado el 30 de agosto de 2022
Cuando el dióxido de carbono se disuelve en agua, forma ácido carbónico (H₂CO₃). Este ácido puede disociarse para producir bicarbonato (HCO₃⁻) o carbonato (CO₃²⁻). Los iones de calcio en el agua reaccionarán con estas especies para producir bicarbonato de calcio soluble o carbonato de calcio insoluble. Para pruebas ambientales y de calidad del agua, calcular la concentración de bicarbonato a partir de la alcalinidad total y el pH es un requisito común.
La alcalinidad total suele expresarse en miligramos por litro de CaCO₃. Divida el valor por 100 000 gmol⁻¹ para obtener moles por litro (molaridad). Este paso produce la concentración inicial que se perfeccionará en las siguientes etapas.
La fórmula general de alcalinidad es:
2×Alcalinidad Total = [HCO₃⁻] + 2[CO₃²⁻] + [OH⁻]
Con la concentración de carbonato expresada como [CO₃²⁻] = (K₂ [HCO₃⁻])/[H⁺] , donde K₂ = 5,6×10⁻¹¹, la ecuación queda:
2×Alcalinidad Total = [HCO₃⁻] + 2×(K₂ [HCO₃⁻]/[H⁺]) + [OH⁻]
Usando la relación [H⁺] = 10^(−pH) y la concentración de hidróxido [OH⁻] = 10^(−14 + pH) , la solución algebraica es:
[HCO₃⁻] = (2×Alcalinidad Total – 10^(−14 + pH)) / (1 + 2K₂ × 10^(pH))
Inserte la molaridad de CaCO₃ obtenida en el Paso 1 en la fórmula anterior. El resultado es la concentración de bicarbonato en moles por litro.
La derivación supone que las especies de calcio y carbonato dominan la alcalinidad. Si hay otros componentes alcalinos, como el amoníaco, se requiere un modelo más sofisticado. Consulte el primer enlace en la sección "Referencias" para obtener orientación adicional.
