Determinación de materia orgánica en agua potable MATERIALES -
3 Balones aforados de 100 mL 1 Balón aforado de 250 mL Probeta de 50 mL 3 Pipeta volumétrica de 5 mL Pipeta volumétrica de 10 mL 2 Vasos de precipitación de 100 mL Bureta de 50 mL 3 matraces Erlenmeyer de 250 mL Reverbero Agitador de vidrio Papel aluminio Piceta Balanza analítica
REACTIVOS -
Muestras de agua de los puntos de recolección 1, 2 y 3 Permanganato de potasio Oxalato de sodio Ácido sulfúrico 1:3 Agua destilada
PROCEDIMIENTO Preparación de oxalato de sodio 0,01 N 1. 2. 3. 4. 5. 6.
Pesar aproximadamente 0,6 g de oxalato de sodio y anotar el peso exacto tomado. Disolver el sólido en un vaso de precipitación de 100 mL con 40 mL de agua destilada. Trasvasar analíticamente la solución a un balón aforado de 100 mL. Aforar. Tomar 10 mL de la solución preparada. Colocar en un balón aforado de 100 mL y aforar con agua destilada.
Preparación y estandarización de KMnO 4 0,01 N 1. Pesar 0,07 g de permanganato de potasio y anotar la cantidad exacta pesada. 2. Disolver en un vaso de precipitación de 100 mL con 40 mL de agua destilada, procurando calentar la solución. 3. Forrar un balón aforado de 250 mL con papel aluminio para evitar exponer la solución a la luz. 4. Trasvasar analíticamente la solución al balón previamente forrado. 5. Adicionar 5 mL de ácido sulfúrico 1:3. 6. Llevar la solución al aforo. 7. Llenar una bureta de 50 mL con la solución de permanganato de potasio preparada. 8. Tomar 10 mL de la solución estándar de oxalato de sodio 0,01 N preparada anteriormente. 9. Colocar 1,2 mL de ácido sulfúrico 1:3 y calentar la solución hasta 90 º C. 10. Titular rápidamente la solución con el permanganato de potasio.
11. Calcular el factor de corrección de la solución. Determinación de materia orgánica en el agua potable 1. Tomar 50 mL de cada una de las muestras con una probeta y colocar en un matraz Erlenmeyer de 250 mL. 2. Añadir 2,5 mL de ácido sulfúrico 1:3 y 5 mL de la solución de permanganato de potasio 0,01 N estandarizada. 3. Calentar la solución a ebullición suave durante 10 minutos, si desaparece el color rosado de la solución, colocar otros 5 mL de KMnO 4 0,01 N y calentar nuevamente por 10 minutos. 4. Dejar enfriar. 5. Adicionar 5 mL de oxalato de sodio 0,01 N hasta la desaparición del color rosado suave. 6. Titular inmediatamente la solución con permanganato de potasio 0,01 N hasta que nuevamente aparezca el color rosado suave. 7. Calcular los mg de O 2 producidos con un litro de muestra. RESULTADOS Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS Se procedió a determinar la cantidad de materia orgánica presente en las diferentes muestras de agua potable, tomadas de la comunidad de Alonguincho, a través de un método volumétrico de oxidabilidad del permanganato de potasio. El permanganato de potasio va a oxidarse en presencia de la materia orgánica del agua produciendo oxigeno gaseoso, lo que permite reportar los datos en mg de oxigeno gaseoso producido por litro de agua analizada. La siguiente ecuación representa la manera en la cual el ion permanganato se oxida en presencia de materia orgánica.
Mientras que, para poder cuantificar la cantidad de materia orgánica presente, se deben realizar una serie de retrotitulaciones, en donde se basa en la interacción entre el oxalato de sodio con el permanganato, siguiendo la ecuación presentada a continuación:
En primera instancia, para este análisis, se realizó la estandarización de la solución de permanganato a utilizarse, obteniendo los datos que se presentan en la Tabla 1. Tabla 1. Estandarización del KMnO4 0,01 N
Peso de KMnO4 Volumen de aforo del KMnO4 Concentración oxalato de sodio Volumen de oxalato de sodio tomado Número de equivalentes de oxalato de sodio Volumen de KMnO4 gastado Concentración teórica de solución de KMnO4
Primera valoración
Segunda valoración
0,0793 g 250 mL 0,01006 N
0,0793 g 250 mL 0,01006 N
10 mL
10 mL
0,0001006 eq-q
0,0001006 eq-q
10,2 mL
10,4mL
0,01 N
0,01 N
Concentración real de solución 0,00986 N de KMnO4 Factor de corrección 0,98 Factor de corrección promedio
0,00967 N 0,96 0,97
Utilizando la concentración real reportada en la Tabla 1, se realizó el análisis de la concentración de materia orgánica presente en las diferentes muestras. Los datos obtenidos se presentan a continuación. Tabla 2. Determinación de materia orgánica en agua potable.
Volumen de alícuota Volumen de KMnO4 0,01 N colocado Volumen de Na2C2O4 0,01 N colocado Volumen de titulación Concentración de O2 en la muestra Rango aceptable de materia orgánica en agua potable Análisis de resultados
Punto de muestreo 1
Punto de muestreo 2
Punto de muestreo 3
50 mL
50 mL
50 mL
5 mL
5 mL
5 mL
5 mL
5 mL
5 mL
0,4 mL
0,6 mL
0,7 mL
2,36 mg O2/L
3,95 mg O2/L
4,73 mg O2/L
2 - 5 mg O 2/L Aceptable
Aceptable
Aceptable
Como se observa claramente en la Tabla 2, la concentración de materia orgánica, mediada mgO2/L, es aceptable en todos los puntos, ya que las concentraciones se encuentran dentro del rango aceptable para calidad de agua potable (tomando este rango de la Reglamentación Técnico-Sanitaria española para el abastecimiento y control de calidad de aguas potables de consumo público BOE 20/9/90). Es importante recalcar, como se presenta en la Tabla 2, que la cantidad de materia orgánica va aumentando a medida que el agua va recorriendo el camino hasta llegar al poblado, esto se debe a que el agua va acarreando todo el material orgánico depositado a lo largo de las tuberías, sin ser este parámetro un medio de preocupación, ya que los valores obtenidos están cumpliendo normativas internacionales. CÁLCULOS Estandarización del KMnO4 0,01 N 1 eq-q KMnO4
31,6 g
0,01006 eq-q Na2C2O4
1000 mL
X
0,0793 g
X
10 mL
X=2,509 x10-3 eq-q
250 mL
X=1,006 x10-4 eq-q
1000 mL
X
X
10,2 mL de KMnO4 1000 mL
X=0,010 N Concentración teórica
X= 0,0098 N Concentración real
Determinación de materia orgánica en agua potable 0,0098 eq-q KMnO4
1000 mL
0,01006 eq-q Na2C2O4
1000 mL
X
0,4 mL
X
5 mL
X=3,95 x10-6 eq-q KMnO 4
X=5,03 x10-5 eq-q Na2C2O4
Eq-q Na2C2O4 reaccionaron con 5 mL de KMnO 4 = 5,03 x10-5 eq-q - 3,95 x10 -6 eq-q =4,63 x10-5 eq-q Na2C2O4
0,0098 eq-q KMnO4
1000 mL
X
5 mL
X=4,93 x10-5 eq-q KMnO 4 Eq-q KMnO4 reaccionaron con 50 mL de muestra = 4,93 x10-5 eq-q - 4,63 x10-5 eq-q =2,95 x10-6 eq-q KMnO4
4 eq-q KMnO4
5 eq-q O2
2,95 x10-6 eq-q KMnO4
X
X=3,69 x10-6 eq-q O 2
1 eq-q O 2
32000 mg
3,69 x10-6 eq-q O2
X
X=0,118 g O2
50 mL de agua
X X=2,36 mg O2/L
1000 mL de agua
