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QUÍMICA DEL AGUA

Dureza de carbonatos kH

Hace referencia a la cantidad de carbonatos del sistema.
Un kH alto, indica que el sistema tiene muy buena capacidad de tamponamiento del pH por lo que aunque existan factores que lo alteren, se mantendrá constante.
Las aguas duras, tienen pH básicos y la mejor forma de hacer que su pH disminuya (sin gastar el bote de pH-minus) es mezclándola con agua de ósmosis que por definición, no tiene iones en disolución.

Las aguas blandas tienen pH neutros o ácidos. Dada su pequeña o nula capacidad de tamponamiento, cualquier alteración en el sistema puede provocar cambios bruscos en el pH. Son por esto, sistemas más inestables.

EQUILIBRIO CARBÓNICO-CARBONATO

El CO₂ (dióxido de carbono) se encuentra en forma de gas en la atmósfera y puede difundir hacia el agua en un proceso más lento que para el oxígeno. Se ha visto que cuanto mayor es la temperatura, menor es la solubilidad de éste gas. Además, para las mismas condiciones de temperatura, el CO₂ es más soluble en agua dulce que en salada.
Tras una serie de procesos intermedios, el CO₂ puede combinarse con el agua y formar ácido carbónico:

CO₂ + H₂O <=> H₂CO₃

Este proceso solo ocurre cuando el pH del medio es ácido. Sin embargo, esta forma de carbono no se encuentra normalmente en el medio acuático ya que en función del pH del medio puede estar más o menos disociado:

             CO₂ + H₂CO₃ <=> HCO₃^- + CO₃⁼
Dióx. Carbono + Ác. Carbónico  <=> Bicarbonato + Carbonato
            pH<6 pH 8,5 pH >10,5

En unos valores de pH intermedios entre los anteriores, encontramos cantidades intermedias de los dos iones correspondientes. Así, a pH 6,5 la concentración de CO₂ es igual a la de HCO₃^- .
A pH 10,5 la concentración de HCO₃^- es igual a la de CO₃⁼.

Sistemas tampón

Según lo anterior, para un determinado valor de pH, encontramos determinadas concentraciones de unos iones y ausencia de otros. Estas concentraciones se encuentran en un estado de equilibrio: unas concentraciones constantes.
Sin embargo, ante cualquier perturbación del medio (una variación de pH), el equilibrio se desplazará hacia la derecha o izquierda, de forma que el pH siempre se mantenga constante:
Si en el acuario tenemos pH 8,2, la forma iónica predominante es el bicarbonato. Si aumentamos el pH (disminuimos la concentración de protones) el bicarbonato tenderá a soltar su protón y transformarse en carbonato, para que la cantidad de protones en el medio (el pH) se mantenga constante:

H₂CO₃ <=> HCO₃^- => CO₃⁼

El carbonato tiene dos cargas negativas, por lo que podría unirse a dos protones y hacer que el pH disminuyera. Para que se mantenga el equilibrio, el carbonato se une fundamentalmente a iones calci6o (Ca⁺²), formándose carbonato cálcico (CaCO₃) que queda insoluble en el sistema.
Si el pH disminuye (aumentan los protones), el equilibrio anterior se desplaza hacia la izquierda: HCO₃^-  ß CO₃ <= ß CaCO₃
El carbonato cálcico se solubiliza, liberándose el carbonato al medio. Entonces, el carbonato se puede unir a los protones y conseguir que se mantenga el pH.

Por otro lado, si en nuestro acuario hay pH = 6, [CO₂] [HCO₃^-].
El equilibrio:

CO₂ <=> (H₂CO₃) <=> HCO₃^- <=> CO₃⁼

Si el pH aumenta (disminuyen los protones), el equilibrio se desplazará hacia la formación de bicarbonato (y la liberación del protón) para que se mantenga el pH.

CO₂ => H₂CO₃ => HCO₃^- + H⁺

Si el pH disminuye (aumentan los protones), el equilibrio anterior se invertirá y se desplazará hacia la formación de H2CO3. Como el ácido carbónico tiene la capacidad de liberar protones al medio y acidificarlo, se disocia en H₂O y CO₂ (que difunde hacia la atmósfera) para que el pH se mantenga constante.

La capacidad para mantener el pH constante se denomina tamponamiento y los responsables son los sistemas tampón.

Como hacer una solución tampón

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