UNIVERSIDAD NACIONAL “PEDRO RUIZ GALLO” FACULTAD DE CIENCIAS BIOLÓGICAS ESCUELA PROFESIONAL DE BIOLO BIOLOGÍA GÍA
Informe de Práctica: DEER!INACI"N DE #$ % CONDUCIVIDAD EL&CRICA EN DI'ERENES !UESRAS DE AGUA
ASIGNATURA: RECURSOS NATURALES Y BIODIVERSIDAD PROFESOR
: ANTERO VASQUEZ GARCIA
ALUMNO
: DORIAN WAL WALTER TER ADRIANO CADENA
CÓDIGO
: 149003!
CICLO
: "#
$01%I
L&'(&)*+,*- $01% DETERMINACIÓN DE pH y CONDUCTIVIDAD ELÉCTRICA EN DIFERENTES MUESTRAS DE AGUA INTRODUCCIÓN El agua es un líquido anómalo porque es una mezcla de 18 compuestos posibles derivados de los tres isótopos que presenta cada uno de los átomos que componen su molécula, H2O 1 H, 2 H ! " H para el #idrógeno ! 1$O, 1%O ! 18O para el o&ígeno' En la práctica es el agua ligera, peso molecular 18 g(mol, el componente más abundante' )u calor especí*ico es elevado lo que conlleva la absorción de grandes cantidades de calor con peque+as variaciones de la temperatura lo que permite la regulación de ésta en la ierra' tiene ma!or densidad en estado líquido que en estado sólido, es decir, se e&pande al solidi*icar alcanzando el má&imo valor a -./ apro&imadamente' Este dato, que podría ser una nimiedad, es mu! importante !a que el #ielo sólido *lota sobre el agua líquida !, además, a partir de un cierto espesor act0a como aislante impidiendo la congelación total de la masa de agua los ríos se convertirían en glaciares ! la muerte de los seres vivos, que se congelarían' 3esde el punto de vista químico debería ser un gas a temperatura ambiente' Esto no es así por la presencia de enlaces por puente de #idrógeno, los cuales también e&plican el comportamiento se+alado en el epígra*e anterior' 4demás, tiene 1' Elevada conductividad térmica 2' 5uerte poder ionizante "' Elevada constante dieléctrica aislante -' 6ran poder disolvente 5inalmente, el agua tiene la propiedad de producir la disociación electrolítica ! la #idrólisis' 4 todo lo anterior #a! que a+adir que es la 0nica sustancia que se encuentra sobre la ierra en los tres estados el componente ma!oritario de los seres vivos en los que 7uega un papel *undamental' as propiedades anteriores, unidas a su abundancia ! distribución #acen del agua el compuesto más importante de la super*icie terrestre' Otros datos de Interés El agua es un compuesto esencial para la vida, #asta el punto de que ésta no sería posible sin ella' )e utiliza en la alimentación de los seres vivos, en la agricultura, en la industria, etc' El agua es el medio en el que se producen la ma!oría de las reacciones *ísicas químicas ! bioquímicas que son *undamentales para la vida'
El volumen de agua presente en los seres #umanos depende de la edad ! del tipo de te7ido' El contenido de ésta es superior en el #ombre que en la mu7er ! el promedio está en torno al $9:' Este volumen de agua sirve para transportar sustancias ! como regulador de la temperatura corporal' El aporte diario de agua #a de ser de unos 2 para compensar la pérdida por la orina, a través de la piel por sudoración, en el intercambio respiratorio ! por el intestino' El principal *actor de riesgo para numerosas into&icaciones e in*ecciones es el intercambio *isiológico del agua, siempre que ésta se encuentre alterada, mediante contaminación, en sus parámetros *ísicos, químicos o biológicos' 3ependiendo del uso que se va!a a #acer, es de má&imo interés controlar analíticamente la calidad del agua' ;eque+os cambios en la presencia de algunas sustancias pueden variar sensiblemente las propiedades del agua, #acerlas inservibles ! #asta peligrosas para la salud' El control de la calidad de las aguas inclu!e la problemática del muestreo n0mero de muestras, *recuencia, lugares de muestreo, la conservación de las muestras, la selección de los parámetros de control, la elección de los métodos analíticos ! el control de calidad de los análisis' MARCO TEÓRICO CARACTERSTICAS FSICO!"UMICAS DE LAS AGUAS as aguas naturales, al estar en contacto con di*erentes agentes aire, suelo, vegetación, subsuelo, etc', incorporan parte de los mismos por disolución o arrastre, o incluso, en el caso de ciertos gases, por intercambio' 4 esto es preciso unir la e&istencia de un gran n0mero de seres vivos en el medio acuático que interrelacionan con el mismo mediante di*erentes procesos biológicos en los que se consumen ! desprenden distintas sustancias' Esto #ace que las aguas dulces pueden presentar un elevado n0mero de sustancias en su composición química natural, dependiendo de diversos *actores tales como las características de los terrenos atravesados, las concentraciones de gases disueltos, etc' Entre los compuestos más comunes que se pueden encontrar en las aguas dulces están < <
/omo constitu!entes ma!oritarios los carbonatos, bicarbonatos, sul*atos, cloruros ! nitratos' /omo constitu!entes minoritarios los *os*atos ! silicatos, metales como elementos traza ! gases disueltos como o&ígeno, nitrógeno ! dió&ido de carbono' El agua de lluvia presenta los cationes =a> , ?> , /a2>, @g2>A los aniones H/O" B , /lB , CrB , DB , )O- 2B , =O" B , ;O- "BA ! dió&ido de carbono, o&ígeno, ozono, nitrógeno, argón, etc'
a composición química natural de las aguas puede verse alterada por actividades #umanas agrícolas, ganaderas e industriales, principalmente' a consecuencia es la incorporación de sustancias de di*erente naturaleza a través de vertidos de aguas
residuales o debido al paso de las aguas por terrenos tratados con productos agroquímicos o contaminados' Estas incorporaciones ocasionan la degradación de la calidad del agua provocando di*erentes e*ectos negativos como < < < < <
a modi*icación de los ecosistemas acuáticos a destrucción de los recursos #idráulicos iesgos para la salud incremento del coste del tratamiento del agua para su uso 3a+o en instalaciones incrustaciones, corrosiones, etc' 3estrucción de zonas de recreo'
as aguas contaminadas presentan compuestos diversos en *unción de su procedencia pesticidas, tensoactivos, *enoles, aceites ! grasas, metales pesados, etc' a composición especí*ica de un agua determinada in*lu!e en propiedades *ísicas tales como densidad, tensión de vapor, viscosidad, conductividad, etc' os parámetros de control se pueden agrupar de la siguiente manera F#s$%os& < < < < < < <
/aracterísticas organolépticas /olor, olor, sabor Elementos *lotantes emperatura )ólidos /onductividad adioactividad
"'#($%os& < < < < < < < < < < < < < < < < <
pH @ateria Orgánica /arbono orgánico total ,/O 3CO 3FO =itrógeno ! compuestos derivados amoniaco, nitratos, nitritos, etc' 5ós*oro ! compuestos derivados *os*atos 4ceites ! grasas Hidrocarburos 3etergentes /loro ! cloruros 5luoruros )ul*atos ! sul*uros 5enoles /ianuros Halo*ormos @etales ;esticidas
Gases d$s'e)tos&
< < < < <
O&ígeno =itrógeno 3ió&ido de carbono @etano Gcido sul*#ídrico
*$o)+,$%os& < < < <
/oli*ormes totales ! *ecales Estreptococos *ecales )almonellas Enterovirus
-AR.METROS UTILI/ADOS -ARA LA DETERMINACIÓN DE LA CALIDAD DE LAS MUESTRAS DE AGUA EN LA -RESENTE -R.CTICA Cond'%t$0$dad as determinaciones de la conductividad reciben el nombre de determinación conductométricas' Estas determinaciones tienen una cantidad de aplicaciones' En primer lugar, la conductividad de las soluciones desempe+a un importante papel en las aplicaciones industriales de la electrólisis, !a que el consumo de energía eléctrica en la electrólisis depende en gran medida de ella' as determinaciones de la conductividad se usan ampliamente en los estudios de laboratorios' 4sí, se las puede usar para determinar el contenido de sal de varias soluciones durante la evaporación del agua por e7emplo en el agua de calderas o en la producción de lec#e condensada' as basicidades de los ácidos pueden ser determinadas por mediciones de la conductividad' El método conductimétrico puede usarse para determinar las solubilidades de electrólitos escasamente solubles ! para #allar concentraciones de electrólitos en soluciones por titulación' a base de las determinaciones de la solubilidad es que las soluciones saturadas de electrólitos escasamente solubles pueden ser consideradas como in*initamente diluidas' @idiendo la conductividad especí*ica de seme7ante solución ! calculando la conductividad equivalente seg0n ella, se #alla la concentración del electrólito, es decir, su solubilidad' n método práctico sumamente importante es el de la titulación conductométrica, o sea la determinación de la concentración de un electrólito en solución por la medición de su conductividad durante la titulación' Este método resulta especialmente valioso para las soluciones turbias o *uertemente coloreadas que con *recuencia no pueden ser tituladas con el empleo de indicadores' pH El pH es una medida que indica la acidez del agua' El rango varía de I a 1-, siendo % el rango promedio rango neutral' n pH menor a % indica acidez, mientras que un pH ma!or a %, indica un rango básico' ;or de*inición, el pH es en realidad una
medición de la cantidad relativa de iones de #idrógeno e #idró&ido en el agua' 4gua que contenga más iones de #idrógeno tiene una acidez ma!or, mientras que agua que contiene más iones de #idró&ido indica un rango básico' Ja que el pH puede a*ectarse por componentes químicos en el agua, el pH es un indicador importante de que el agua está cambiando químicamente' El pH se reporta en Kunidades logarítmicas,K como la escala de ic#ter, usada para medir la intensidad de los terremotos' /ada n0mero representa un cambio de 1I veces su valor en la acidez(rango normal del agua' El agua con un pH de 9, es diez veces más ácida que el agua que tiene un pH de seis' a contaminación puede cambiar el pH del agua, lo que a su vez puede da+ar la vida animal ! vegetal que e&iste en el agua'
El pH es un importante parámetro de calidad tanto de las aguas de consumo como de las aguas residuales' a presencia de vida sólo se da en un estrec#o
margen de pH $<8' 4sí mismo el pH a*ecta a los tratamientos de depuración de aguas ! tiene una gran importancia en la corrosión de los materiales que se encuentran en contacto con el agua
a conductividad eléctrica indica la *acilidad con que la corriente eléctrica pasa a través del agua' 4 medida que aumentan las impurezas en el agua, aumenta la conductividad del agua' a conductividad del agua destilada se estima en unos 2 µ)(cm' a conductividad es una medida 0til para determinar descargas contaminantes, in*iltraciones de agua salada marina en zonas costeras, así como para determinar la posibilidad de uso del agua residual para riego' a temperatura del agua tiene una gran importancia en el análisis de aguas' Este parámetro a*ecta a la vida acuática, a las reacciones químicas ! su velocidad ! a los posteriores usos del agua' na variación en la temperatura del agua puede originar cambios en las especies acuáticas presentes en la misma, así como crecimientos indeseados de plantas ! #ongos'
El contenido en sales totales está relacionado con la conductividad eléctrica por la siguiente relación apro&imada Sa)$n$dad 1(,2)31pp(3 4 5678 9 Cond'%t$0$dad e)é%tr$%a 1 S2%(3: 1M$%ro s$e(ens 2 %ent#(etro3 SALINIDAD EN EL AGUA E*ectos e inconvenientes de la alta salinidad la salinidad del agua es un parámetro secundario, esto es, no es obligatorio corregir el problema por el organismo que se encarga del suministro del agua por e7emplo la Lunta ural de 4gua ! )aneamiento de esta localidad' )i en un pueblo o localidad se tiene agua de alta salinidad por e7emplo $MI ppm de 3), el agua se puede consumir como agua potable, pero es deseable disminuir la salinidad a valores menores' a alta salinidad está ligada a altas concentraciones de cloruros, sul*atos así como e&cesiva dureza por la presencia de calcio ! magnesio en altas concentraciones' ambién a ma!or salinidad, ma!or es la probabilidad de presencia de contaminantes *l0or, arsénico, metales pesados 4un ! cuando no se tengan problemas de contaminantes en el agua, valores mu! altos de salinidad causan problemas a nivel de uso industrial o para el consumidor doméstico de agua potable, !a que los alimentos preparados con agua de alta salinidad son di*íciles de cocer, especialmente las leguminosas *ri7oles, #abas, lente7as, c#ic#aros, etc'' ambién en personas no acostumbradas a beber agua de alta salinidad, su consumo les puede causar trastornos estomacales que a veces se con*unden con in*ecciones, malestares que desaparecen una vez que el organismo balancea la ingesta ! e&creción de sales' a presencia de altas concentraciones de sólidos disueltos en agua que se emplea en riego agrícola ! en invernaderos, puede causar da+os en las plantas ! en el mismo suelo, por lo que también es necesario restringir su uso en estas actividades cuando esto ocurre'
Nor(at$0$dad& aunque la salinidad no es un estándar primario, el límite establecido para agua potable es de 9II ppm' O*;ETIVOS <
3eterminar en las di*erentes muestras de aguas proporcionadas por el docente ! los alumnos a través de equipos de medición de pH ! conductividad los parámetros de éstos'
<
4nalizar las implicancias de los parámetros determinados en las muestras de agua potable'
MATERIALES < < < < < < < <
ibreta de apuntes apicero Naso de precipitación /onductímetro )3 %I /O= pHmetro ovibond 4gua potable de amba!eque 4gua potable #ervida de /#icla!o 4gua alcalina
-ROCEDIMIENTO < < < < <
/olocar las muestras en un vaso de precipitación' @edir con los instrumentos para cada parámetro evaluado, colocándolos dentro del vaso de precipitación' Esperar el resultado de*initivo de medición' 4puntar los resultados en la libreta' ealizar las conclusiones ! discusiones pertinentes'
RESULTADOS Ta<)a =: Va)or de pH en )as tres ('estras e0a)'adas N> M'estra =
M'estra 4gua potable de amba!eque
pH 8'9
?
4gua potable #ervida de /#icla!o 4gua alcalina
8'9
@ FUENTE& 3atos de pHmetro
M'2
a tabla 1 muestra el má&imo valor evaluado de M'2 evaluado en el agua alcalina brindada por el docente, en tanto que las otras dos muestras proporcionan datos con menor valor en pH, siendo de 8'9 en ambos' Ta<)a ?: Va)or de %ond'%t$0$dad e)é%tr$%a 1M$%ro s$e(ens 2 %ent#(etro3 en )as tres ('estras e0a)'adas y )as %ant$dades de sa)es presentes N> M'estra =
M'estra 4gua potable de amba!eque
S2%( --%
?
4gua potable #ervida de /#icla!o 4gua alcalina
2$2
@
21$
FUENTE& 3atos del conductímetro )3 %I /O= SALINIDAD A -ARTIR DE LA CONDUCTIVIDAD ELÉCTRICA a determinación de la conductividad eléctrica se realiza mediante un conductímetro, 3ic#a conductividad eléctrica del agua depende de la temperatura por lo que, para realizar comparaciones válidas la conductividad eléctrica debe e&presarse en relación a una temperatura de re*erencia' Habitualmente esta temperatura es de 29./' En consecuencia, cuanto ma!or es la conductividad a 29 ./, ma!or es la concentración de sales del agua' TEM-ERATURA -ROMEDIO DE LAS MUESTRAS& 2%'8 / as sales disueltas se presentan como cationes ! aniones ! al ser partículas cargadas eléctricamente conducen la electricidad' ;or esta característica, los sólidos disueltos o sea la salinidad puede medirse indirectamente con un conductímetro a salinidad en aguas potables se mide en partes por millón como sólidos disueltos ppm 3) o como conductividad en microsiemens(cm µ)(cm' a relación entre sólidos disueltos en ppm ! microsiemens es Sa)$n$dad 1pp(3 4 5678 9 Cond'%t$0$dad e)é%tr$%a 1 S2%(3
4gua potable de amba!eque P --% µ)(cm & I'$- P 28$'I8 ppm 4gua potable #ervida de /#icla!o P 2$2 µ)(cm & I'$- P 1$%'$8 ppm 4gua alcalina P 21$ µ)(cm & I'$- P 1"8'2- ppm
CONCLUSIONES Es importante utilizar de manera adecuada los instrumentos proporcionados por el docente para la correcta medición ! obtención de los parámetros de la presente práctica'
)e pudo conocer el parámetro de evaluación )iemens de la conductividad eléctrica ! su relación con la concentración de sales en las di*erentes muestras de agua' a muestra de agua alcalina mostró me7ores resultados con pH de M'2 ! conductividad eléctrica de 21$ µ)(cm en relación con la calidad del agua' a muestra potable de amba!eque *ue la que presentó menores consideraciones en relación a la calidad de agua comparándolo con las otras muestras con un pH de 8'9 ! conductividad eléctrica de --% µ)(cm' DISCUSIONES )e debe tomar en cuenta la temperatura promedio de las muestras analizadas, !a que un aumento por encima de 29 / genera un cambio en las concentraciones de sales en las mismas' 4 pesar de los límites establecidos en el consumo de agua potable, se debe considerar que a ma!or concentración de sales disueltas, #abrá ma!or posibilidad de presencia de contaminantes, causando problemas en la salud' El agua alcalina, dado que posee pH básico, ! que act0a como un tipo de agua ionizada, es un potente antio&idante natural, con capacidad de a!udar al organismo a eliminar los desec#os ácidos, inclusive se #a demostrado que su ingesta produce un e*ecto anticancerígeno' *I*LIOGRAFA
4;H4' 1MM8' )tandard met#ods *or t#e e&amination o* Qater and QasteQater' 4merican ;ublic Healt# 4ssociation, Ras#ington' Eréndira, 6' ;érez
