1.1 Conceptos Generales

La alcalinidad del agua es la medida de su capacidad para neutralizar ácidos. También se utiliza el término capacidad de neutralización de ácidos (CNA), y representa la suma de las bases que pueden ser valoradas. Esta alcalinidad de las agua naturales de debe principalmente a las sales de ácidos débiles, aunque las bases débiles o fuertes también puede contribuir.

Los bicarbonatos son los compuestos que más contribuyen a la alcalinidad, puesto que se forman en cantidades considerables por la acción del CO2 sobre la materia básica del suelo como podemos ver en la reacción:Otras sales como boratos, silicatos y fosfatos también pueden contribuir.

Además de estas sales se puede considerar ácidos orgánicos que son resistentes a la oxidación biológica como es el caso del ácido húmico que forman sales que se adicionan a la alcalinidad.

Las agua naturales pueden ser alcalinas por cantidades apreciables de hidróxido y carbonatos, esto sucede mucho en agua superficiales con algas. Estas toman el CO2 que está en forma libre y lo combinan de tal forma que el pH puede aumentar a 9 y 10 debido a la siguiente reacción: (Reacción que aumenta el pH por la producción de bicarbonatos, llevada a cabo por el proceso de fotosíntesis de las algas).

1.2 Compuestos que contribuyen en la alcalinidad

Aunque muchos compuestos pueden contribuir a la alcalinidad del agua natural, la mayor parte es causada por tres grandes grupos que se clasifican por sus altos valores de pH, las otras especies son despreciables.Estos tres grupos son:

Calculada las concentraciones de estas especies en el agua podemos conocer el grado de alcalinidad de la misma.

1.3 Importancia de la alcalinidad

La alcalinidad del agua se debe entonces principalmente a sales de ácidos débiles y bases fuertes y, estas sustancias actúan como amortiguadoras para resistir la caída de pH resultante a la adición de ácidos. Este concepto se utiliza mucho en la práctica del tratamiento de aguas residuales.


Internacionalmente es aceptada una alcalinidad mínima de 20 mg de CaCO3/L para mantener la vida acuática. Cuando tiene alcalinidades inferiores se vuelve muy sensible a la contaminación, ya que no posee la capacidad de oponerse a las modificaciones que generan disminuciones de pH (Acidificación).


Se han propuesto clasificaciones de las aguas según su capacidad amortiguadora (alcalinidad), lo que permite manejar descriptores categóricos sencillos a ser utilizados en el analisis de calidad de agua.


Clasificación de los cuerpos de agua según su alcalinidad total:

En resumen podríamos decir que las concentraciones de estas especies (hidróxidos, carbonatos y bicarbonatos) producen en el agua un efecto tampón ya que absorben protones manteniendo el pH a un valor estable. Esto es muy importante en los seres vivos y en determinados medios como el flujo sanguíneo.

También es conveniente destacar que las agua con alcalinidades elevadas no son necesariamente perjudiciales para el consumo humano, como por ejemplo las aguas carbonatas conocida también como soda.

2.1 Metodología de análisis

La alcalinidad se determina por la valoración de la muestra de agua con una solución previamente normalizada de un ácido fuerte (en nuestro caso HCl), mediante dos puntos sucesivos de equivalencia, observados a través de:
-medios potenciométricos
-indicadores ácido-base adecuados (Nuestro caso)

Para muestras con pH inicial superior a 8,3 la valoración se va a llevar a cabo en dos fases:

-1ª fase
Añadimos unas gotas de fenolftaleína a la muestra y empezamos a valorar, cuando el pH baje a 8,3 el indicador pasará de violeta a incoloro. Anotamos el volumen consumido del acido.

-2ª fase
Después de que vire la fenolftaleína añadimos unas gotas del indicador anaranjado de metilo y en el momento en que el pH baje a 4,4 el indicador pasará de color naranja a rojo (Si se observa que el indicador vira de una manera excesivamente gradual difícil de identificar con el ojo humano podemos calentar la muestra para aumentar la vistosidad del cambio de color). Anotamos el volumen consumido del acido.Este método, es aplicable para la determinación de la alcalinidad de carbonatos y bicarbonatos, en aguas naturales, domésticas, industriales y residuales. La medición de la alcalinidad, sirve para fijar parámetros del tratamiento químico del agua, así como ayudarnos al control de la corrosión y la incruptación en los sistemas que utilizan agua como materia prima o en su proceso.

2.2 Reacciones y cálculos

Las reacciones que se producen durante la valoración se dividen en dos parte, establecidas por los dos puntos de equivalencia (P.E.) presentes en la valoración.

Si graficamos el volumen del ácido consumido frente al pH podemos observar con mayor claridad el proceso de la valoración.

El primer punto de inflexión o punto de equivalencia nos representara las concentraciones que había presentes tanto de los hidróxidos (OH- ) como de Carbonatos ( CO32-) en la muestra de agua y el segundo punto nos representara las concentraciones de bicarbonatos que había presentes en la misma (Cabe destacar que para ello hay que restar los bicarbonatos formados por la transformación de carbonatos a bicarbonatos producida hasta el primer punto de inflexión) . Aplicando la idea de que el volumen del ácido por concentración del ácido va a ser igual al volumen de la base por la concentración de la base (VaCa=VbCb) en estos puntos de equivalencia podemos así obtener sus respectivas concentraciones para hallar la alcalinidad.
Resolviendo esto nos quedarían entonces las siguientes ecuaciones para el cálculo de la alcalinidad para los sucesivos casos posibles:

Variables de las ecuaciones para el método de cálculo:
-a = mL de la alícuota de la solución problema.
-X= mL de la lectura de la bureta en el punto de viraje de la fenolftaleína
-Z = mL de la lectura de la bureta en el punto de viraje del anaranjado de metilo

-N = normalidad del ácido

1º caso:
Si X < ½ Z la aportación en la alcalinidad de los hidróxidos es despreciables:

2º caso:

Si X > ½ Z la aportación en la alcalinidad de los bicarbonatos es despreciables:3º caso:
Si X = ½ Z la aportación en la alcalinidad de los hidróxidos y bicarbonatos es despreciables y para el cálculo de las carbonatos utilizamos cualesquiera de las dos expresiones utilizadas para su cálculo en los casos anteriores.

Finalmente para el cálculo de la alcalinidad total sumamos las concentraciones de las especies obtenidas que va a ser igual al volumen del ácido consumido hasta el segundo punto de equivalencia (Z) por su normalidad dividido entre el volumen de la muestra de agua problema.

El número 1000 que encontramos en las ecuaciones no es más que un factor de conversión para obtener nuestros resultados en mili moles que posteriormente es conveniente pasar a mg de CaCO3/L que es la unidad en la que se expresa comúnmente la alcalinidad.

Podemos ver como evoluciona las concentraciones de estas especies con respecto al pH en el siguiente gráfico:

2.3 Alcalinidad del Agua de Madrid

Con el fin de llevar a la práctica lo antes descrito hemos calculado la alcalinidad del agua de grifo de Madrid.

Nos encontramos entonces por los datos calculados en el primer caso:
X< ½ Z [OH-] es despreciable a = 200 mL X= 0 mL Z=1,7 mL HCL 0,09023 M = N Aplicando las ecuaciones obtenemos que:

Expresandolo en mg CaCO3 /L
Alcalinidad Total =38,34775 mg CaCO3 /L lo que nos indica que es un agua moderadamente amortiguadora como era de esperarse.

3.1 Precausiones y consejos de seguridad

Si bien para el calculo de la alcalinidad se trabaja con una solución diluida de ácido, debe tenerse en cuenta que la misma es corrosiva e irritante por contacto y tóxica por ingestión, por lo cual hay que disminuir los riegos asociados a la utilización de estas sustancias: Utilícese protección para los ojos. En caso de contacto con la piel o los ojos lávese prontamente con agua en abundancia y acúdase inmediatamente al médico. Por otro lado no olvide utilizar recipientes limpios para tomar y acarrear las muestras de agua (preferentemente lávelos previamente y renjuaguelos con agua destilada). Conserve las muestras refrigeradas para su trasporte. La determinación debe ser realizada preferentemente dentro de las 24 horas a partir de la colecta, ya que puede modificarse por interacción con CO2 atmosférico.