ANA LISIS DE AGUA S: Mu estr eo, determ inac ión d e p arámetr os org anol é ptic os , det erm in aci ón d e par ám etro s físi co s. 1
Alej and ra Rip e Gutié rrez, Ricar do Serrat o Cald erón 2
M a r i s o l R am am o s
1,2
Univ ersidad Distrital Francisco Jos éde Caldas 1 Estu dian tes Qu ími ca A mb iental, 2 P r o f e s o r
RESUMEN: El agua es una fuente vital que debe ser analizada de diferentes formas para asegurar su buen estado no solo hablando de aguas potables o naturales sino también de residuales y tratamiento de las mismas para hacer de esta sustancia tan importante un recurso utilizable y reciclable, pues se tiene muy poca agua a nivel mundial en comparación del uso que se le da.
En la práctica que se trabajó para realizar análisis físico, se utilizó una muestra de agua del Humedal Jaboque para observar, identificar y comparar los diferentes parámetros y características de la misma. Para esto se realizó análisis de apariencia (olor, color) además de determinación de turbidez por medio de sólidos por calentamientos a altas temperatura, también se midió conductividad, temperatura y pH para reconocer cualitativamente la acidez o alcalinidad de la muestra. A partir de esto se realizó un análisis cualitativo y cuantitativo en donde se encontró que dicho cuerpo de agua posee un pH de 7,2 , una temperatura de 23°C, una conductividad de 720 µs/cm, una turbidez de 14, 1UNT y unos sólidos totales de 800 mg/L características favorables para un cuerpo de agua natural.
PALABRAS CLAVE: Concentración, Cuerpo Solución, Humedal.
Volumetría, de agua,
ABSTRAT: Water is a vital resource that must be analyzed in different ways to ensure its good condition not just talking about drinking and natural waters but also waste and treating them to make this important substance usable and recyclable resource, as is has little global water use in comparison is given.
A water sample Wetland Jaboque to observe, identify and compare the different parameters and features thereof used in practice that worked for physical analysis. For this analysis appearance (odor, color) was performed in addition to determining turbidity solids by heating at high temperature, conductivity, temperature and pH was also measured to qualitatively recognize the acidity or alkalinity of the sample. From this qualitative and quantitative analysis where it was found that this body of water has a pH of 7.2, a temperature of 23 ° C, a conductivity of 720 ms / cm, turbidity 14 1UNT performed
Volumetric KEYS WORDS: Concentration, Body of Water, Solutions, Wetland. INTRODUCCIÓN
El agua es uno de los recursos naturales más importantes para el desarrollo en todo sentido, siendo uno de los componentes más abundantes en el planeta y con el que estamos siempre en contacto. Esta, es la fuente y la base de la vida. Es esencial para nuestro metabolismo, y es también nuestro alimento más importante. Como solvente y agente de transporte, no solamente contiene metales y nutrientes vitales, sino también y en una medida cada vez mayor, sustancias contaminantes que se bioacumulan en organismos acuáticos o terrestres. En la industria se usa en grandes cantidades que sobrepasan las de otros materiales. El agua está considerada como solvente universal y por esta razón no se puede hablar de "agua pura" o de "pureza del agua". Lo que nos debe interesar no es su pureza sino su calidad; calidad que se refiere al uso a que se destine. Las fuentes de suministro de agua pueden ser: aguas superficiales (ríos, lagunas, canales, lagos), aguas subterráneas (pozos profundos, manantiales o galerías filtrantes), aguas de precipitación pluvial o corrientes marinas. Cualquiera que sea la fuente de abastecimiento, el agua contendrá impurezas variables en tipo y cantidad según la fuente, y aún las aguas procedentes de la misma fuente pueden variar de composición en diferentes períodos y sobre un intervalo más o menos amplio. Por ejemplo el caso de las corrientes superficiales que muestran cambios debidos a las diferencias de clima y aún de día a día.[1]. El agua para consumo humano, no debe contener microorganismos patógenos, ni sustancias tóxicas o nocivas para la salud. Por tanto, el agua para consumo debe cumplir los requisitos de calidad microbiológicos y fisicoquímicos exigidos en el Decreto 475 de marzo 10 de 1998, expedido por el Ministerio de Salud o en su defecto, el que lo reemplace. La calidad del agua no debe deteriorarse ni caer por debajo de los límites establecidos durante el periodo de
tiempo para el cual se diseñó el sistema de abastecimiento. La evaluación de la calidad del agua se realiza mediante una serie de análisis de laboratorio dirigidos a conocer cualitativa y cuantitativamente, las características físicas, químicas y biológicas más importantes que pueden afectar, su uso real y potencial, como el tipo y grado de tratamiento requerido para un adecuado acondicionamiento.[1] El análisis físico del agua registra aquellas características del agua que pueden ser observadas por los sentidos y que en algunos casos crean problemas de rechazo por parte del público consumidor, haciéndola inadecuada para uso doméstico e industrial. Sin embargo, estas características tienen menor importancia desde el punto de vista sanitario, ellas son: Color, olor, sabor, turbiedad, temperatura, residuos sólidos y conductividad. Los análisis químicos tienen como objetivo fundamental determinar la concentración de las sustancias de naturaleza mineral y orgánica que pueden afectar la calidad de agua, proporcionando información sobre posible contaminación o mostrando las variaciones producidas por el tratamiento a que pueden ser sometidos las mismas, algunos de éstos análisis son: Acidez, alcalinidad, dureza, cloruros, pH, sulfatos, nitratos, materia orgánica y metales pesados.[2] A continuación se hablará un poco de cada uno de éstos parámetros tanto físicos como químicos que afectan o influyen en el manejo, condición, características y análisis de un cuerpo de agua. Color El color en el agua, puede estar asociado a sustancias en solución (color verdadero) o a sustancias en suspensión (color aparente). El primero es el que se obtiene a partir de mediciones realizadas
sobre muestras filtradas por membranas de 0,45 μm, mientras que el segundo proviene de las mediciones directas sobre muestras sin filtrar. Son causantes de color en cuerpos de aguas naturales o no afectados, el material vegetal en descomposición, tipo ligninas, taninos, ácidos húmicos, fúlvicos, algas, etc. y algunos minerales disueltos de hierro y manganeso. En vertimientos industriales o en cuerpos de agua afectados o contaminados por éstos, el color se asocia necesariamente al tipo particular de actividad asociada al vertimiento. El color predominante en el primer caso, varía desde una tonalidad amarilla hasta una tonalidad café; en el segundo caso el color pue de ser muy variable, dependiendo de la actividad asociada con el vertimiento. La unidad de color adoptada internacionalmente como referencia, es la equivalente a una solución de cloroplatinato de sodio que contenga 1,0 mg de platino por litro de solución. La escala, para medición directa, se extiende desde 1 hasta aproximadamente 500 mg/l de Pt. Esta forma de expresar el color, se conoce más genéricamente como la Escala de Hazen y se expresa en términos de unidades de Pt/Co, debido a que a las soluciones de platino, generalmente se les adiciona una pequeña cantidad de cloruro de cobalto, con el objeto de intensificar el color y el brillo de las soluciones de las soluciones de cloroplatinato. Sin embargo, el color suele ser un parámetro subjetivo y superficial que en aguas suele pasar desapercibido. [2]-[3] Olor Los olores se deben a los compuestos derivados del crecimiento biológico, actividades industriales, tratamientos químicos, o la misma fontanería, pero la causa más común es la vegetación descompuesta. El Cloro puede reaccionar con estos organismos
causando malos olores; por ejemplo, el sabor salado se produce cuando los Cloruros se encuentran en una proporción de 500 mg/l o más. El olor a "huevos podridos" es típico del Sulfuro de Hidrógeno. La presencia de algas verde-azuladas puede dar lugar a un olor herboso, mohoso o especiado. En grandes cantidades, se puede apreciar un olor a podrido, a aguas fecales, a pescado o a medicina. Este parámetro suele ser subjetivo en cuanto a los análisis que se realizan. [2][3] Turbidez La turbidez es la dificultad del agua para trasmitir la luz debido a materiales insolubles en suspensión, coloidales o muy finos, que se presentan principalmente en aguas superficiales. Son difíciles de decantar y filtrar, y pueden dar lugar a la formación de depósitos en las conducciones de agua, equipos de proceso, entre otros. Además interfiere con la mayoría de procesos a que se pueda destinar el agua. La turbidez nos da una noción de la apariencia del agua y sirve para tener una idea acerca de la eficiencia de su tratamiento. Si la turbidez del agua es alta, habrá muchas partículas suspendidas en ella. Estas partículas sólidas bloquearán la luz solar y evitarán que las plantas acuáticas obtengan la luz solar que necesitan para la fotosíntesis. Las plantas producirán menos oxígeno y con ello bajarán los niveles de oxígeno disuelto. Las plantas morirán más fácilmente y serán descompuestas por las bacterias en el agua, lo que reducirá los niveles de oxígeno disuelto aún más. La turbidez se mide en Unidades Nefelométricas de turbidez, (NTU).El instrumento usado para su medida es el nefelómetro o turbidímetro, que mide la intensidad de la luz dispersada a 90 grados cuando un rayo de luz pasa a través de una muestra de agua.
Según la OMS, la turbidez del agua para consumo humano no debe superar en ningún caso las 5 NTU, y estará idealmente por debajo de 1 NTU. A raíz de esto se habla que la turbidez está directamente relacionada con los sólidos totales que haya en la misma. El término sólido hace referencia a la materia suspendida o disuelta en un medio acuoso. Una de las características físicas más importantes del agua es el contenido total de sólidos, esta incluye la materia en suspensión, la materia sedimentable, la materia coloidal y la materia disuelta. La determinación de sólidos disueltos totales mide específicamente el total de residuos sólidos filtrables (sales y residuos orgánicos). [2]-[5] La determinación de sólidos totales en muestras de agua por desecación es un método muy utilizado, algunas de sus aplicaciones son: determinación de sólidos y sus fracciones fijas y volátiles en muestras sólidas y semisólidas como sedimentos de río o lagos, lodos aislados en procesos de tratamiento de aguas limpias y residuales y aglomeraciones de lodo en filtrado al vacío, de centrifugación u otros procesos de deshidratación de lodos. Los sólidos en suspensión son aquellos que se encuentran en el agua sin estar disueltos en ellas, pueden ser sedimentables o no y, para determinar su cantidad en forma directa es complicado, para ello se calcula matemáticamente conociendo la cantidad de sólidos no sedimentables y de sólidos en suspensión y realizando una diferencia de estas dos medidas. Mientras que los sólidos disueltos son todas las sustancias que se encuentran disueltas en el agua, no se pueden determinar de una forma directa, sino que tendremos que calcular su cantidad numéricamente restando a los sólidos totales los sólidos en suspensión. Cada uno de ellos presenta una forma de determinación, en el caso de los sólidos
totales Se secan e 103 – 105 °C, para los sólidos sedimentables, se dejan decantar con un volumen determinado de agua y para los sólidos en suspensión su determinación se hace por la diferencia de peso de un filtrado por el cual se hace pasar la muestra.[3]-[6] Temperatura La temperatura tendrá un efecto medible aunque muy ligero sobre el pH del agua. De hecho, el agua pura tiene un pH de 7 sólo exactamente a 25 grados Celsius. A medida que la temperatura del agua sube, el pH disminuye. Lo contrario también es cierto, de que el agua más fría tiene un valor de pH más alto. A los 60 grados Celsius, el agua pura registra un valor de pH de 6,96. En otras palabras, el cambio es muy ligero y no puede ser registrado con las técnicas de medición rudimentarias como las tiras de ensayo de pH.[2] Conductividad La conductividad del agua es un valor muy utilizado para determinar el contenido de sales disueltas en ella. Es el inverso de la resistencia que opone el agua al paso de la corriente eléctrica. Se mide en microsiemens/cm (µS/cm) y, si bien no existe una relación constante con la salinidad, para realizar cálculos aproximados se acepta que la salinidad total del agua (expresada en mg/L) corresponde al valor de la conductividad (expresada en µS/cm) multiplicado por un factor de 0,6 – 0,7.[3] pH El valor del pH del agua es un indicador que nos determina la acidez o no acidez (basicidad o alcalinidad) del agua. Se define como pH = – log [H+], siendo [H+] la concentración del hidrogenión (en términos técnicos se debería usar la actividad del hidrogenión, la cual
corresponde efectiva).
a
su
concentración
El agua se encuentra disociada según la siguiente reacción: H2O <==> H+ + OH- (ión hidrogenión + ión hidroxilo) En un agua pura la concentración de H+ es igual a la de OH- y su valor de pH es de 7,0. El pH del agua destinada a consumo humano está en la práctica condicionado por el ácido carbónico existente y en condiciones normales se halla generalmente en valores comprendidos entre 7,2 – 7,8. Las aguas con valores de pH inferiores o iguales a 7,0 generalmente favorecen los procesos de corrosión mientras que las aguas con valores de pH superiores a 8,0 generalmente favorecen las incrustaciones calcáreas. [4] Acidez La acidez de un agua es su capacidad cuantitativa para reaccionar con una base fuerte hasta un pH designado. Por tanto, su valor puede variar significativamente con el pH final utilizado en la valoración. Se puede deber a la presencia entre otros, de dióxido de carbono no combinado, de ácidos minerales o de sales de ácidos fuertes y bases débiles. En muchas aguas naturales, que se usan para propósitos potables, existe un equilibrio entre carbonato, bicarbonato y dióxido de carbono. Los contaminantes ácidos que entran a los abastecimientos de aguas en cantidad suficiente, pueden alterar el equilibrio carbonato - bicarbonato dióxido de carbono y se pueden estimar por titulación con un álcali valorado a los virajes de pH de 3.7 y 8.3. Los iones hidrogeniones presentes en una muestra de agua como resultado de la disociación o hidrólisis de los solutos reaccionan a la adición de un álcali estándar. Idealmente, el punto final es el punto de equivalencia estequiometria para la neutralización de
todos los ácidos presentes. En la titulación de una especie ácida el punto final más exacto se obtiene a partir del punto de inflexión de una curva de titulación aunque para las titulaciones rutinarias de acidez, se puede utilizar como punto final el cambio de color de un indicador. La medición se realiza por volumetría con indicadores como fenolftaleína que da la acidez total y naranja de metilo que determina la acidez mineral. Las unidades de medida para este parámetro son mg/LCaCO 3, de acuerdo a esto, la concentración máxima cabe entre los 100ppm.[4] Alcalinidad Es la capacidad del agua para neutralizar ácidos o aceptar protones. Esta representa la suma de las bases que pueden ser tituladas en una muestra de agua. Dado que la alcalinidad de aguas superficiales está determinada generalmente por el contenido de carbonatos, bicarbonatos e hidróxidos, ésta se toma como un indicador de dichas especies iónicas. No obstante, algunas sales de ácidos débiles como boratos, silicatos, nitratos y fosfatos pueden también contribuir a la alcalinidad de estar también presentes. Estos iones negativos en solución están comúnmente asociados o pareados con iones positivos de calcio, magnesio, potasio, sodio y otros cationes. El bicarbonato constituye la forma química de mayor contribución a la alcalinidad. Dicha especie iónica y el hidróxido son particularmente importantes cuando hay gran actividad fotosintética de algas o cuando hay descargas industriales en un cuerpo de agua. La medición de este parámetro puede hacerse por medio de volumetría con fenolftaleína para la alcalinidad fenof., o con naranja de metilo para la alcalinidad total .Como todos los parámetros hay unas cantidades máximas permitidas, a continuación se mostrarán algunos rangos.[4]-[6]
Tabla. 1 Rangos de alcalinidad.
Dureza Se define la dureza como la cantidad de sales de elementos alcalino-térreos (berilio, magnesio, calcio, estroncio, bario y radio) presentes en el agua y que normalmente se asocia a la formación de incrustaciones calcáreas. Si bien el concepto de dureza incluye diversos elementos, en la práctica, la dureza de un agua se corresponde únicamente con la cantidad de calcio y magnesio existentes. En este sentido destaca la importancia del magnesio en la formación de incrustaciones calcáreas ya que habitualmente se tiende a asociar las incrustaciones (cal) únicamente con el calcio presente en el agua y generalmente todas las incrustaciones están constituidas por sales tanto de calcio como de magnesio. Cuando en el agua, además de los iones calcio y magnesio también están presentes los iones bicarbonato, pueden producirse las incrustaciones calcáreas. El aumento de la temperatura y un valor de pH elevado favorecen asimismo la formación de la cal. A partir de esto existen varios tipos de dureza como la dureza temporal que es la parte de la dureza total que puede incrustar y corresponde a la cantidad de calcio y magnesio que puede asociarse con iones bicarbonato. Su determinación analítica corresponde al contenido en bicarbonatos presentes en el agua y como máximo es igual a la dureza total del agua, también está la dureza permanente que corresponde a la cantidad de calcio y magnesio restante que se asocia con los otros iones, como cloruros, sulfatos, nitratos...etc. Es la
diferencia entre la dureza total y la dureza temporal y en general en las condiciones de trabajo normales no produce incrustaciones. Estos tipos anteriores provienen de la dureza total, la cual puede ser determinada con EDTA y negro de eriocromo, como en general la dureza se mira en condiciones de iones calcio y magnesio presentes, también se habla de dureza cálcica y magnésica, la primera se mide con EDTA y Murexida, la segunda se deduce de la resta entre total y cálcica. Este parámetro en análisis de aguas tiene unos valores que caracterizan el tipo de agua según la concentración de la misma.[4]-[5] Tabla 2. Valores dureza.
METODOLOGIA
Temperatura, color, olor La temperatura se midió in situ. Y nuevamente en el laboratorio, el color y olor se dieron de acuerdo a las características de la muestra.
Turbidez
Se realizó la calibración del turbidímetro. La muestra no presentó partículas demasiado grandes por lo cual no se procedió a filtrar, al presentar partículas que presenten movimiento, se debe
tratar de eliminarlas, ya que van a interferir en su medición por que oscilarán mucho los valores de turbidez. Después de esto se llenó la celda con la muestra y se procedió a la medición.
S o l i d o s t o t a l es
La cápsula se entregó preparada. Se tomó un volumen de muestra de 25ml, se agregaron a la cápsula preparada, previamente pesada y se evaporó hasta sequedad procediendo con cuidado para que no se perdiera muestra. Luego se llevó la cápsula a la estufa durante una hora a una temperatura de 103°C, se enfrió la cápsula por media hora y se colocó en el desecado otra media hora, después se pesó nuevamente la cápsula. Sólidos totales volátiles y totales fijos : Al residuo obtenido en el procedimiento anterior , se calcinó a 550 °C , por 45 minutos, esto con el objetivo de determinar los sólidos totales volátiles y fijos, luego del calentamiento se dejó enfriar la cápsula durante 15 minutos y se colocó en el desecador durante 30 minutos, se pesó nuevamente la cápsula. Sólidos totales disueltos: Para este procedimiento deberá se trabajó en otra cápsula la cual nos entregaron preparada y pesada. Se filtró una muestra de aproximadamente 25 ml de agua, a través de un embudo de Gooch, se agregó el filtrado a la cápsula, y se evaporó hasta sequedad, se realizó luego un secado a 103°C durante una hora, se dejó enfriar por 15 minutos y luego en el desecador durante 30 minutos, finalmente se pesó.
directamente la conductividad de la muestra de agua. Tomando los datos.
El sensor del electrodo debe permanecer humedecido para asegurar su hidratación, evite que los electrodos tengan burbujas, para esto golpee suavemente los electrodos dentro de la solución de calibración, para realizar la medición el electrodo debe quedar completamente sumergido en la muestra de agua. Se calibró y se procedió a la medición.
Alcalinidad
Se determinó el valor del pH con papel indicador universal. Se purgó la bureta con la solución de ácido sulfúrico 0,02N, y se llenó con el mismo. Se tomaron alícuotas de 5mL de muestra y se colocaron en un erlemeyer. Se adicionaron 3 gotas de fenoftaleína, se debe mezclar suavemente, si no aparece ningún color la alcalinidad a la fenoftaleína es cero, si por el contrario aparece un color rosado, se debe titular la muestra, agitando moderadamente hasta la desaparición del color. En la misma muestra se adicionan 3 gotas de naranja de metilo, si la muestra presenta color amarillo se debe titular con el ácido hasta el cambio a color naranja. Finalmente se realiza la medición por triplicado.
pH
Acidez
Conductividad
Se necesitó para realizar la medición de conductividad llevar al laboratorio de análisis instrumental un vaso plástico y un frasco lavador, se calibró el conductímetro, se lavó el electrodo con agua desmineralizada y se midió
Se determinó el valor del pH con papel indicador universal. Se purgó la bureta con la solución de NaOH 0,02N y se llenó con la misma, se utilizaron alícuotas de 5mL, se adicionaron 3 gotas de fenoftaleína, se debe mezclar suavemente, y titular con el hidróxido hasta que vire a rosa. Con esto
determina la acidez total. Posteriormente se determinó la acidez mineral.
Dureza
Dureza total: Se tomaron 10 ml de muestra en un erlemeyer, se adicionó 1 ml de la solución amortiguadora, se mezcló y se verificó que el pH fuera básico. Se adicionó una pequeña cantidad de negro de eriocromo T (NET), mezclando bien. Si aparece un color azul la dureza total es igual a cero, pero si la coloración es violeta o vino tinto, continuar. Se titula la muestra con solución de EDTA 0.01 M, agitando suavemente, hasta que aparezca un color azul. Se realizó el procedimiento por triplicado. Dureza cálcica: Se tomaron 10ml de muestra y se adicionó 2,0 ml de solución de NaOH, 0,1 N, para obtener un pH entre 12 y 13. Se debe agitar y añadir 0.05 g de indicador Murexida. Titular lentamente con EDTA 0,01M, agitando continuamente hasta el cambio de color de rosa a púrpura. Titular cuidadosa pero rápidamente porque el indicador es inestable en medio fuertemente alcalino. Se determinó la dureza magnésica por cálculo.
La muestra de agua era casi incolora, tenía un poco de color verdoso, No es posible establecer cuales especies químicas son las responsables del color, pero posiblemente pudieron originarse por las siguientes causas: La descomposición de la materia • • La materia orgánica del suelo • La presencia de hierro o manganeso de origen vegetal o animal. En cuanto al olor, siendo un parámetro subjetivo, en todo caso no había olor presente en la muestra analizada.
Turbidez
La medida de turbidez con el turbidímetro dio aproximadamente 14,1 UNT, valor que se pasa del rango permitido (1UNT)para agua potable a pesar de que el agua aparentemente no se ve contaminada. Esto puede deberse a la presencia de Pulgas de agua, Daphnia Pulex. y materia orgánica, que en consecuencia nos da una idea de la calidad del agua cruda.
S o l i d o s t o t a l es
Solidos totales suspendidos RESUTADOS Y ANÁLISIS
Temperatura, colo r y olor
La temperatura ideal de un sistema de agua cruda está entre 20 a 25°C. La temperatura in sito de nuestra muestra es de 21°C, mientras que al tomar la temperatura en el laboratorio es de 23°C. Esta es una temperatura ideal para que la cantidad de oxígeno disuelto en el agua sea óptimo. A mayor temperatura, mayor actividad de los microorganismos aeróbicos que disminuyen la cantidad de oxígeno disuelto, por lo tanto el sistema se desplaza hacia condiciones sépticas que conllevan malos olores y sabores.
Solidos totales fijos
Solidos totales volátiles
Solidos totales
(H+) o el ion de hidroxilo (OH-). La medición se realizó con pH metro. El pH es también importante porque influencia los procesos de tratamiento, tanto los de agua potable como los de agua residual. En la potabilización del agua, intervienen en la coagulación, floculación, la desinfección, la alcalinidad y el control de la corrosión.
Solidos totales disueltos
Alcalinidad
No. de Volu metría
Conductividad
Al analizar la conductividad de la muestra se obtuvo un valor de 720 µS/cm, este valor es muy alto para el permitido de agua potable, y también para aguas crudas que es el caso del humedal o como agua de riego es un valor excelente pues no excede los 250 µS/cm ideales para este tipo de aguas. Esto quiere el un agua cruda con el potencial de conducir sales disueltas.
pH
El rango de pH de la muestra de agua cruda estaba entre 7 y 8, exactamente la medida fue 7,4, el parámetro de calidad para el agua cruda es de (5 a 9). El agua siempre se ioniza en pequeñas proporciones, produciendo tantos iones hidrógeno como iones hidroxilo. El pH es la forma de medir el ion de hidrógeno
Volu men de HCl gastado en mL 1,2 1,3 1,2 1.26666
1 2 3 Promedio de volumen Tabla 1. Promedio de volúmenes gastados en la valoración de alcalinidad de una muestra de agua co n HCl 0,02N =
⁄
Para la medición de alcalinidad, se tomaron alícuotas de 10 mL y los resultados fueron los de la Tabla 1. , en donde se hace un promedio dando 1,26 mL de titulante gastado. Alcalinidad a la fenolftaleína
No hubo cambio de color en la muestra de agua al agregar el indicador. El viraje se produce cuando el pH es igual o por encima a 8.3, en este punto las reacciones (1) y (2) se han completado. Cuando hay viraje y se titula la muestra, la totalidad del contenido de hidroxilo y la mitad del contenido de carbonato son valorados, hasta la formación de bicarbonato.
Tabla 2. Relaciones de alcalinidad. CALCULO RELACIO OH HCO3 CAUSA N -2 CO3 -
F=T F>1/2T F=1/2T
-
OH y CO3 CO3 CO3
F<1/2T F=0
Nuestra muestra de agua no cambio de coloración al agregar el indicador, esto quiere decir que no había presencia de grupos hidroxilo y carbonatos. Alcalinidad total Esta alcalinidad se determina cuando el punto final de la titulación se obtiene a un pH de 4.5. El cambio de color de amarillo a rojo al hacer la titulación con el indicador naranja de metilo, indica que se ha completado la reacción.
De acuerdo con la reacción de volúmenes gastados, para el viraje de los indicadores, pudimos deducir la siguiente relación de los iones hidroxilo, carbonatos y bicarbonatos. Teniendo en cuenta los cálculos realizados con los resultados de la práctica. Con la siguiente tabla, podemos calcular la concentración de cada una de las especies presentes en la muestra. Teniendo en cuenta que F es la alcalinidad a la fenolftaleína y T la alcalinidad total.
F
0
0
2FT
2(T F)
0
0
2F
0
0
2F
T -2F
0
0
T
OH
-2
-2 -2
y
-
HCO3
-
HCO3
Como F para esta muestra es 0, entonces no hay presencia de grupos hidroxilo y carbonatos, y toda la concentración de especies de la muestra se debe a la presencia de bicarbonatos, este análisis y la presencia de esta especie confirma el valor de pH de la muestra de agua (7 a 8). La alcalinidad total de la muestra es de 126 ppm CaCO3, este valor puede identificarse como una alcalinidad baja. La alcalinidad de las aguas crudas es debida principalmente a las sales de ácidos débiles, aunque también contribuyen bases débiles y fuertes. El bicarbonato representa la mayor forma de alcalinidad puesto que este se forma de la acción del bióxido de carbono (CO 2) sobre los componentes básicos del suelo, como por ejemplo, con el carbonato de calcio: CO2 + CaCO3 + H2O
++
Ca
+ HCO3
-
Acidez
No . de V ol u m etr ía
Volumen de NaOH gastado en m L
1 2 3 Promedio volumen Tabla 3. gastados
0,3 0,3 0,3 0,3
de
Promedio de volúmenes en la valoración de
a l c al i n i d a d d e u n a m u e s t r a d e a g u a co n NaOH 0,02N
Dureza
Dureza total =
⁄
Para el caso de la acidez se tomaron alícuotas de 10 mL y los resultados obtenidos fueron los de la tabla 3 y le promedio de titulante gastado fue 0,3mL. Acidez Total Al agregar el indicador de fenolftaleína a la muestra de agua, esta no cambio de color, lo que facilitó hallar la acidez total, la cual nos advierte que el agua posee ácidos fuertes, como dióxido de carbono o algunos cationes hidrolizables, sin embargo, el valor es de 80ppm, un buen valor sabiendo que la concentración máxima permitida es de 100ppm. Este dato corresponde con el conocimiento del pH previamente medido de la muestra, pues para hallar la acidez total es necesario un pH entre 7 y 8. Acidez mineral Caso contrario sucede con la acidez mineral, puesto que al agregar indicador naranja de metilo a la muestra de agua vira amarillo como en el caso de la alcalinidad total, lo que indica que no hay ácidos minerales en la muestra, este resultado también corresponde con l pH anteriormente medido pues para que exista una acidez mineral la muestra debe poseer un pH menor a 3,5 caso que no sucede con nuestro cuerpo de agua.
=
⁄
Dureza cálcica =
⁄
La dureza cálcica es igual a la dureza total, eso quiere decir que no hay presencia de iones divalente Mg ++ La determinación de la dureza es importante para conocer la suavidad del agua para uso doméstico e industrial. La muestra de agua tiene una dureza total de 80 ppm CaCO3, clasificándose como agua media según la tabla de valores de alcalinidad. La cantidad relativa de la dureza sirve como control del proceso de ablandamiento. En esta agua están disueltas mínimas cantidades de sales, esto quiere decir que tiene una cantidad mínima de concentración de calcio. CLORUROS
No . de V ol u m etr ía
Volumen de A gNO3 gastado en Ml
1 0,3 2 0,3 3 0,3 Promedio d e 0,3 volumen Tabla4. Promedio de volúmenes gastados en la valoración de alcalinidad de una muestra de agua con A gNO3
CONCLUSIONES
A partir del análisis organoléptico y físico se realizó para las aguas del humedal Jaboque, los cálculos, se obtuvo que su color, olor y temperatura son normales para agua cruda adecuada. También conociendo su pH aproximado de 7,4, nos explica la presencia de pulgas de agua Daphnia Pulex , el hecho que de obtener una conductividad de 720µs/cm nos da una idea de que la dureza del agua va a ser un poco elevada. Hecho que se confirma con la determinación de la dureza que en este caso arrojo un valor de 80 ppm CaCO3 que clasifica el agua como un agua medianamente blanda, hecho que rectifica una conductividad de 720µs/cm. Se conoce que el agua cruda tiene una alcalinidad de 126 ppm CaCO3 y una acidez de 30 ppm CaCO3 se habla de una fuente de agua que no está libre de corrosión o incrustaciones que puedan afectar las especies del humedal. Otro parámetro que sale de la norma es la turbidez (5UNT), pues presenta un valor de 14,1 UNT, a pesar de que aparentemente presenta unas características físicas favorables. Las cantidades de cloro en la muestra de agua cruda……… De acuerdo con esto, se puede decir que este cuerpo de agua no está libre de contaminación por ejemplo los iones minerales que pueden afectar no solo las propiedades de este ecosistema sino también la vida natural que se desarrolla en él. También se puede decir que los métodos con los cuales se analizaron las diferentes muestras son confiables en cuanto a que los resultados obtenidos eran los esperados, dado que las características físico-químicas de este humedal anticipaban un cuerpo de agua cruda en peligro, ya que se encuentra rodeado por un canal de aguas residuales.
BIBLIOGRAFÍA
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