Análise de Alimentos - Alcalinidade da Água

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Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Santa Catarina – IFSC 
Câmpus São Miguel do Oeste 
Unidade curricular: Análise de Alimentos 
Docente: Stefany Grützmann Arcari 
Estudantes: Aline Barbieri 
Eduarda Theisen Vogt 
Graziela Franco Assumpção 
Liandra Ruschel 
 
DETERMINAÇÃO DA ALCALINIDADE DA ÁGUA 
 
1. PRINCÍPIO DO MÉTODO 
 
A alcalinidade representa a capacidade da água em aceitar prótons. 
Usualmente são determinadas a alcalinidade de hidróxidos, de carbonatos e de 
bicarbonatos expressas em carbonato de cálcio. O método se baseia em uma titulação 
com ácido forte. 
 
2. RESUMO TEÓRICO 
 
Algumas impurezas contidas na água, são capazes de reagir com ácidos, 
podendo neutralizar certa quantidade desses reagentes. Com isso podemos determinar 
uma característica da água, sua alcalinidade. Essa alcalinidade é causada pela presença 
de bicarbonatos, carbonatos e hidróxidos. Outros sais, como boratos, silicatos e fosfatos 
também contribuem para a alcalinidade da água, mas são desconsiderados por conta de 
sua baixa representatividade. A partir do pH da água, podemos identificar esses 
compostos: 
 Valores de pH acima de 9,4: hidróxidos e carbonatos; 
 Valores de pH entre 8,3 e 9,4: carbonatos e bicarbonatos; 
 Valores de pH entre 4,4 e 8,3: apenas bicarbonatos. 
A partir desses dados, é possível verificar que na maior parte a alcalinidade é 
devida a presença de bicarbonatos. 
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A presença de bicarbonatos e carbonatos em água se deve principalmente à 
sua dissolução no solo, e a de hidróxidos em águas naturais está muito associada com 
a descarga de efluentes em indústrias, onde bases fortes como soda cáustica e cal 
hidratada são bastante utilizadas. 
Na prática realizada, a determinação de alcalinidade e verificação da sua 
forma se faz com ácido sulfúrico, utilizando indicadores fenolftaleína e alaranjado de 
metila. Com o indicador fenolftaleína será possível calcular a alcalinidade média e com 
o alaranjado de metila a alcalinidade mensurada, mais conhecida como alcalinidade total. 
A alcalinidade é importante em uma grande variedade de indústrias. Desde 
aquários, pois muitos organismos encontrados em ambientes de água salgada são 
suscetíveis a problemas causados por alcalinidade incorreta, como mudanças de pH, 
queimadura de alcalinidade, branqueamento de corais e perda de tecido; agricultura, 
principalmente nos sistemas de irrigação pois se alcalinidade estiver muito alta, os 
nutrientes que as plantas necessitam para crescer não estarão disponíveis na solução, 
nas piscinas, e principalmente no tratamento de água, pois é em função do seu teor que 
se estabelece a dosagem dos produtos químicos utilizados 
 
3. PROCEDIMENTOS 
 
Figure 1 Roteiro dos Procedimentos 
 
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3.1. Transferência da amostra 
 
Inicialmente, com todos os materiais e reagentes necessários para a 
realização da titulação, foram transferidos 50 mL de uma amostra de água do béquer 
para um erlenmeyer de 250 mL, fazendo-se uso de uma pipeta volumétrica de 50 mL e 
de um pipetador. 
 Figure 2 Amostra de água 
 
3.2. Adição do indicador fenolftaleína 
 
Após a transferência da amostra, adicionou-se duas gotas do indicador 
fenolftaleína ao erlenmeyer. Esse indicador ácido-base tem como característica adquirir 
uma coloração rósea em meio básico (alcalino) e incolor em meio ácido, sendo que seu 
ponto de viragem, ou seja, o momento no qual sua cor passa a ser rosa, é de 8,1 a 10,0. 
No caso da amostra analisada, a coloração não alterou-se para rosa, e assim, 
pode-se afirmar que a alcalinidade da fenolftaleína é igual a zero e a amostra não contém 
hidróxidos e carbonatos. Essa consideração se deve ao fato de que, como a fenolftaleína 
fica incolor em meio ácido, conclui-se a ausência de compostos básicos que possam 
aumentar a alcalinidade do meio (hidróxidos e carbonatos). 
Sem nenhum tipo de interferência humana, é inconcebível a existência 
simultânea das três formas de alcalinidade em uma mesma amostra de água. A 
explicação para tal, é o fato de ocorrer uma reação química entre os íons bicarbonatos 
com os íons hidróxido, obtendo-se como produto água e íons carbonato, considerando 
que o bicarbonato age como se fosse um ácido fraco na presença de uma base forte. 
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Assim, adquire-se tal reação: 
 
HCO3- + OH- → H2O + (CO3)2- 
 
 Figure 3 Amostra de água com fenolftaleína 
 
 
3.3. Adição do indicador alaranjado de metila 
 
Devido ao fato da amostra ter se apresentado incolor com a adição da 
fenolftaleína, adiciona-se o indicador alaranjado de metila, o qual apresenta um ponto de 
viragem entre 3,1 a 4,4. Ele caracteriza-se por admitir uma coloração amarelada em meio 
básico e vermelho em meio ácido. 
 
 Figure 4 Amostra com alaranjado de metila 
 
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3.4. Titulação com ácido sulfúrico 0,02 M 
 
Posteriormente a adição do alaranjado de metila, tem-se início a titulação com 
o ácido sulfúrico até a alteração na coloração de amarelo para vermelho. O ácido 
sulfúrico trata-se de um ácido forte, no entanto, encontra-se em uma baixa concentração 
(0,02 molar), não apresentando, assim, grandes perigos. 
 
 
 
Na titulação, o ácido sulfúrico vai reagir, primeiramente, com o íon mais 
básico, seguindo a seguinte ordem de basicidade: hidróxidos, carbonatos e bicarbonatos. 
Assim, pode-se analisar tais reações a partir das equações químicas abaixo: 
 
H2SO4 + 2 OH- → 2 H2O + (SO4)2- 
H2SO4 + 2(CO3)2- → 2 HCO3- + (SO4)2- 
H2SO4 + 2 HCO3- → 2 H2O + (SO4)2- + 2 CO2 
 
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4. CÁLCULOS 
 
Para os cálculos da alcalinidade da água deve-se levar em consideração a 
seguinte tabela. 
 
Tabela 1 Tabela de referência para alcalinidade 
Resultado da Titulação Hidróxidos Carbonatos Bicarbonatos 
P = 0 0 0 T 
P < ½ T 0 2P T - 2P 
P = ½ T 0 2P 0 
P > ½ T 2P - T 2 (T - P) 0 
P = T T 0 0 
 
Sendo: 
 
 P = número de mL de ácido sulfúrico 0,02 M gasto na titulação com 
fenolftaleína 
 T = P + M = número total de mL de ácido sulfúrico 0,02 M gasto na 
titulação com fenolftaleína e alaranjado de metila. 
A partir desta, calcula-se a quantidade presente desses compostos, em mg 
de carbonato de cálcio por litro, a partir da fórmula a seguir: 
 
100. 𝑉
𝐴
= 𝑚𝑔 𝑑𝑒 𝑐𝑎𝑟𝑏𝑜𝑛𝑎𝑡𝑜 𝑑𝑒 𝑐á𝑙𝑐𝑖𝑜 𝑝𝑜𝑟 𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜 
 
Sendo: 
 
 V = volume em mL de ácido sulfúrico 0,02 M, de acordo com os dados 
obtidos (visualizados na tabela a seguir) 
 A = volume em mL da amostra (50 mL) 
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Tabela 2 Volumes gastos nas titulações 
 Erlenmeyer 1 Erlenmeyer 2 Erlenmeyer 3 
Titulação com fenolftaleína (P) 0 mL 0 mL 0 mL 
Titulação com alaranjado de metila 
(M) 
2,6 mL 2,1 mL 2,0 mL 
Fenolftaleína + alaranjado de metila 
(T) 
2,6 mL 2,1 mL 2,0 mL 
 
 Erlenmeyer 1 Erlenmeyer 2 Erlenmeyer 3 
 
 Assim: Assim: Assim: 
 
𝑇1 = 
1000.2,6
50
 𝑇2 =
1000.2,1
50
 𝑇3 =
 1000.2,0
50
 
 
𝑇1 = 
2600 
50
 𝑇2 = 
2100 
50
 𝑇3 = 
2000
50
 
 
 𝑇1 = 52 𝑚𝑔 𝑑𝑒 𝐶𝑎𝐶𝑂3/𝐿 𝑇2 = 42 𝑚𝑔 𝑑𝑒 𝐶𝑎𝐶𝑂3/𝐿 𝑇3 = 40 𝑚𝑔 𝑑𝑒 𝐶𝑎𝐶𝑂3/𝐿 
 
A média dos resultados pode ser feita a partir da fórmula: 
 
𝑀é𝑑𝑖𝑎 =
 𝑇1 + 𝑇2 + 𝑇3
3
 
𝑀é𝑑𝑖𝑎 =
 52 + 42 + 40
 3
 
𝑀é𝑑𝑖𝑎 =
134
3
 
𝑀é𝑑𝑖𝑎 = 44,6667 𝑚𝑔 𝑑𝑒 𝐶𝑎𝐶𝑂3/𝐿 
 
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Posteriormente, se realiza o desvio padrão segundo a fórmula a seguir: 
 
𝑆 = √
(𝑥 − 𝑥1)2 + (𝑥 − 𝑥2)2 + (𝑥 − 𝑥3)2
𝑛 − 1
 
Onde: 
 S = desvio padrão 
 x = média dos resultados em CaCO3 
 x1 = resultado da titulação um 
 x2 = resultado da titulação dois 
 x3 = resultado da titulaçãotrês 
 n = número de amostras analisadas 
 
Assim: 
 
𝑆 = √ 
(44,6667 − 52)2 + (44,6667 − 42)2 + (44,6667 − 40)2
3 − 1
 
 
𝑆 = √
53,7773 + 7,1113 + 21,777
2
 
 
𝑆 = √
82,6667
2
 
𝑆 = √41,33 
𝑆 = 6, 429100 
 
Por fim, é calculado o coeficiente de variação, o qual resultará em uma 
porcentagem e pode ser efetuado a partir da fórmula a seguir: 
 
𝐶𝑉 = (
𝑆
𝑥
) . 100 
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Onde: 
 CV = coeficiente de variação 
 S = desvio padrão 
 X = média dos resultados 
 
Assim: 
𝐶𝑉 = (
6,429100
44,6667
) . 100 
𝐶𝑉 = 0,143934.100 
𝐶𝑉 = 14,3935% 
 
5. RESULTADOS E DISCUSSÃO 
 
Primeiramente, com os resultados obtidos, realizou-se a média entre as 3 
amostras analisadas, obtendo-se como valor aproximado 44,6667 mg de carbonato de 
cálcio por litro, sendo que o desvio padrão do resultado em triplicata foi por volta de 
6,429100 e o coeficiente de variação 14,3935%. 
De acordo com a Portaria MS nº 1.469, de 29 de dezembro de 2000 de águas 
para o abastecimento público (consumo alimentar) - captadas por quaisquer 
processos, tratadas ou não, devem satisfazer as seguintes características: alcalinidade 
de hidróxidos igual a zero, alcalinidade de carbonatos até 120 mg/L em CaCO3 e 
alcalinidade de bicarbonatos até 250 mg/L em CaCO3. Assim, a amostra analisada 
satisfaz as características estabelecidas pela legislação, sendo adequada ao consumo 
humano. 
 
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6. BIBLIOGRAFIA 
 
CRUZ, L. Relatório de Aula Prática - Alcalinidade. Paraná: Dois Vizinhos, 2018. 
DETERMINAÇÃO de Alcalinidade. Tratamento de Água, 2008. Disponível em: 
<https://www.tratamentodeagua.com.br/artigo/determinacao-da-alcalinidade/> Acesso 
em: 31 de março em 2020. 
FERREIRA, F. A. G. Qualidade da água: Como determinar a alcalinidade da água. 
Disponível em: <http://www.omelhordabiologia.com.br/2012/08/qualidade-da-agua-
como-determinar.html?> Acesso em: 10 de março de 2020. 
SILVA, A.; FARIAS, V.; TREIXEIRA, A.; MARTENDAL, A. Análise da Alcalinidade das 
águas subterrâneas utilizadas no IFC - Camboriú. Camboriú, 2014. Disponível em: 
<http://www.camboriu.ifc.edu.br/vfice2014/anais/uploads/trab11.pdf> Acesso em: 10 de 
março de 2020.