I
INTROUCCIÓN
La demanda química de oxigeno (DQO) es la cantidad de oxigeno consumido por las materias existentes en el agua, que son oxidables en condiciones operatorias definidas. La medida corresponde a una estimación de las materias oxidables presentes en el agua, ya sea su origen organico o inorgánico. La determinación de DQO debe realizarse rápidamente después de la toma de muestras, para evitar la oxidación natural. En caso contrario, la muestra podría conservarse un cierto tiempo si se acidifica con ácido sulfúrico hasta pH =2-3. La demanda química de oxigeno (DQO), proporciona la medida del oxígeno que es equivalente a la proporción de la l a muestra orgánica presente en una muestra de agua, capaz de oxidarse por procedimientos químicos oxidantes fuertes. Esta prueba está basada en la oxidación en condiciones químicas severas en donde el oxidante utilizado (ion dicromato Cr2O7), para oxidar la l a materia orgánica en la muestra, se expresa como equivalente de oxígeno.
II
OBJETIVOS
Determinar el contenido de sustancias orgánicas en aguas en aguas residuales, susceptibles a ser oxidados químicamente, Demanda Química de Oxigeno (DQO). Conocer la importancia de la DQO, como parámetros de medición de contaminación del agua y como control en los l os procesos de tratamiento de las aguas residuales.
III
RESEÑA CONCEPTUAL
Según Mefcalt citado por (Osorio & Peña, n.d.) indica que Toda comunidad genera residuos tanto sólidos, como líquidos y gaseosos. La parte liquida de los mismos, es esencialmente el agua que deshecha la comunidad una vez ha sido contaminada por los diferentes usos para los cuales ha sido empleada, por lo que se denomina aguas residuales Una vez generadas estas aguas residuales, caben dos d os posibilidades: PRIMERA: En los ríos y lagos se pueden provocar problemas de eutrofización, eutrofización, lo que genera un crecimiento acelerado de plantas acuáticas, en el mar problemas de contaminación que afectan la cadena trófica; por otra
parte, la acumulación y estancamiento de aguas residuales, trae consigo la descomposición de la materia orgánica que contiene, lo cual puede generar gases malolientes y además contaminar las fuentes de aguas subterráneas y suelos correspondiente al área donde está estancada. SEGUNDA: alternativa es precisamente gestionar estas aguas residuales, lo que implica aplicar los conocimientos de la ciencia y la ingeniería para eliminar y controlar la contaminación que éstas poseen, teniendo como objetivo final, la preservación del medio ambiente. DEMANDA QUIMICA DE OXIGENO La demanda química de oxigeno, DQO, corresponde a la cantidad de oxigeno requerida para oxidar completamente por medios químicos los compuestos orgánicos a CO2 y H2O.(Osorio & Peña, n.d.) En la práctica, la materia orgánica en agua es oxidada por K2Cr2O7 bajo condiciones estrictas (en medio de ácido sulfúrico concentrado, y a una temperatura de 160 ºC). La cantidad de oxígeno del dicromato usado, es determinada y expresada como DQO. En aquellos casos que la fórmula de los compuestos es conocida, la DQO puede ser derivada de la estequiometría. Se tiene que 1 g eq. de carbohidrato ó 1 g eq. de proteína corresponde 1 g eq. de CO2. Se debe destacar que la DQO no incluye el oxigeno que convierte el nitrógeno reducido a nitrato. En cuanto al sulfuro reducido (R-SH S2), sin embargo, es oxidado a sulfuro por los agentes químicos y por consiguiente se incluye en el valor de DQO.
IV IV.1
EQUIPOS Y PROCEDIMIENTO Materiales y equipos •
Materiales -
Pipetas graduadas de 2 ml y 5 ml.
-
Matraz Erlenmeyer de 125 ml.
-
1 probeta de 100 ml.
-
1 bureta de 50 ml.
-
1 soporte universal.
-
1 vaso precipitado.
-
1 propipeta.
-
Equipo isotérmico (baño de maría)
•
Soluciones y Reactivos -
Muestras de agua contaminada
-
Solucion de dicromato de Potacio K2Cr2O7
-
Solucion de tiosulfato de Sodio 0.1 M
-
Solucion de yoduro de Potacio KI
-
Solucion de Almidon 1.0 % (indicador)
-
Solución de permanganato de potacio KMnO4 0.1 M (método 2)
-
Acido Sulfurico 2M
IV.2
Pasos experimentales
Muestreo Para el muestreo del agua problema se ubicó el lugar de muestreo como el riachuelo Torococha en el sector de la Salida a Arequipa, con las siguientes coordenadas UTM: 376634.93 m E y 8286793.00 m S
Fotografía 1 Muestreo del agua a analizare Fuente: Elaboración Propia
METODO 1 Procedimiento 1. Separar 50 ml de muestra de agua diluido a 20 % y simultáneamente ejecutar con muestra blanco de agua destilada como estándares. 2. En cada uno de los matraces añadir 5 ml de solución de dicromato de potasio y mantener todos los matraces en el baño de agua a temperatura de ebullición, durante una hora, deje que las muestras se enfríen durante unos 15 minutos. 3. En cada matraz, añadir 5 ml de la solución de yoduro de potasio al 10% y 10 ml de H2SO4 4. Titular la solución de cada matraz con tiosulfato de sodio (0.1 M) hasta que la solución sea de color amarillo pálido. 5. A continuación, añadir 1 ml de solución de almidón en cada matraz. La solución se toma de color azul. 6. Titular de nuevo con tiosulfato de sodio (0.1 M) hasta que el color azul desaparezca por completo.
Fotografía 2 Determinación de DQO Fuente: Elaboración Propia
III.
RESULTADOS
3.1.Calculo Los datos obtenidos en esta etapa se muestran en la tabla No 01
Tabla No 01. pH de la muestra de agua Volumen Usado para la muestra de agua 0.15ml (ml) Volumen usado para el blanco (ml)
0.4ml
Concentración del titulante
0.1 M
Volumen de la muestra
10 ml
/ =
(A − B)xMx8000 V(muestra)
CALCULO: / =
(0.4 − 0.15)x0.1x8000 10
/ = 20
Luego multiplicamos por el factor de dilución que seria 5 / = 100
IV.
DISCUSIÓN DE RESULTADOS
4.1.Determinación de DQO Es muy notorio la actividad microbiológica en el rio torocoha ubicada en salida arequipa, dado que se presenta una 100 mg/L DQO lo cual muestra un importante consumo por parte de los microorganismos al degradar toda es materia orgánica presente.
CONCLUSIONES La turbiedad es un parámetro que está relacionado con la demanda química de oxígeno. Esta medida de la DQO, es una estimación de las materias oxidables presentes en el agua y es función de las características de los componentes presentes, de sus proporciones respectivas, de las posibilidades de oxidación y de la temperatura y otros. Se determino un promedio de 100 mg/L DQO lo cual muestra un importante consumo por parte de los microorganismos al degradar toda es materia orgánica presente. CUESTIONARIO 1. ¿Qué finalidad tiene determinar la DQO en las muestras de agua? La Demanda Química de Oxígeno (DQO) determina la cantidad de oxígeno requerido para oxidar la materia orgánica en una muestra de agua, bajo condiciones específicas de agente oxidante, temperatura y tiempo. Se utiliza para monitorizar la eficiencia de los procesos de depuración en las instalaciones de tratamiento de los vertidos: el valor de DQO se mide tanto en el agua de entrada como de salida. La eficiencia del proceso de tratamiento se expresa normalmente como DQO Eliminado, en forma de porcentaje de la materia orgánica purificada durante el ciclo.(Oñate, n.d.) 2. ¿Cuál es el agente reductor y oxidante en DQO? la materia orgánica en agua es oxidada por K2Cr2O7 bajo condiciones estrictas (en medio de ácido sulfúrico concentrado, y a una temperatura de 160 ºC). por lo tanto este es el agente reductor.
3. Explique la interferencia del cloro Los compuestos alifáticos volátiles de cadena lineal no se oxidan en cantidad apreciable, en parte debido a que están presentes en la fase de vapor y no entran en contacto con el líquido oxidante; tales compuestos se oxidan más efectivamente cuando se agrega Ag2SO4 como catalizador. Sin embargo, éste reacciona con los iones cloruro, bromuro y yoduro produciendo precipitados que son oxidados parcialmente.(“DEMANDA QUIMICA DE OXIGENO,” n.d.)
4. ¿Cuáles son los productos finales de la oxidación? Las reacciones implicadas en la determinación de la DQO son estas: Cr 2O72- + 14 H+ + 6 e-
Ag2SO4
2 Cr +3 + 7 H2O
Los cloruros interfieren: 6 Cl- + Cr 2O72- + 14 H+
3 Cl2 + 2 Cr +3 + 7 H2O
Para evitar la interferencia, se añade HgSO 4: Hg2+ + 2 Cl-
HgCl2
Con HgSO4 insuficiente: Ag+ + Cl-
AgCl
Valoración con Sal de Mohr (Sulfato amónico ferroso): Cr 2O72- + 14 H+ + 6 Fe2+
I
2 Cr +3 + 6 Fe2+ + 7 H2O
D O
5. Explique la importancia de cada reactivo Las sustancias orgánicas e inorgánicas oxidables presentes en la muestra, se oxidan mediante reflujo en solución fuertemente ácida (H2SO4) con un exceso conocido de dicromato de potasio (K2Cr2O7) en presencia de sulfato de plata (AgSO4) que actúa como agente catalizador, y de sulfato mercúrico (HgSO4) adicionado para remover la interferencia de los cloruros. Después de la digestión, el remanente de K2Cr2O7 sin reducir se titula con sulfato ferroso de amonio; se usa como indicador de punto final el complejo ferroso de ortofenantrolina (ferroina). La materia orgánica oxidable se calcula en términos de oxígeno equivalente
BIBLIOGRAFIA ANÁLISIS DE AGUA. Control de calidad del agua. Metrohm. Disponible en:http://water.metrohm.com/pdf/Prosp_Wasseranalytik_ES_web.pdf 18/05/2012.
CIDTA. (2012). Características de las aguas residuales. Madrid: ETAP. Leonard, V. (2005). Calidad del Agua. San Francisco: Universidad de California.
DEMANDA QUIMICA DE OXIGENO. (n.d.). Retrieved June 22, 2017, from http://www.drcalderonlabs.com/Metodos/Analisis_De_Aguas/Determinacion_de_ DQO.htm Oñate, E. T. (n.d.). LABORATORIO SOBRE DETERMINACION DE DQO. Retrieved from http://www.academia.edu/26064889/LABORATORIO_SOBRE_DETERMINACI ON_DE_DQO Osorio, P. C., & Peña, D. (n.d.). Determinación de la relación DQO/DBO 5 en aguas residuales de comunas con población menor a 25.000 habitantes en la VIII región., 0 – 18.
