UNIVERSIDAD NACIONAL JORGE BASADRE GROHMANN-TACNA FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA QUIMICA PRÁCTICA DE LABORATORIO N° 03 Determinación de dureza y alcalinidad en agua en fuente y agua para uso industrial Curso: 20.0711E6 TRATAMIENTO DE AGUAS PARA LA INDUSTRIA
VII Semestre I.
2017 - I
OBJETIVOS DE APRENDIZAJE Determinar la alcalinidad y acidez en diferentes muestras de agua. Con las muestras proporcionadas, proporcionadas , determinar en cada una la dureza de calcio, la dureza total y la dureza de magnesio (esta última por diferencia). Entender el significado significad o de la presencia de dureza en agua para uso industrial
II.
FUNDAMENTO FUNDAMENTO TEÓRICO 2.1. Alcalinidad La alcalinidad se define como la capacidad de neutralizar ácidos y se debe principalmente a la presencia de carbonatos, bicarbonatos e hidróxidos, en ocasiones a boratos, fosfatos y silicatos que pueden estar t ambién disueltos en el agua. La alcalinidad de muchas aguas de superficie depende primordialmente del contenido de carbonatos, bicarbonatos e hidróxidos, por lo que suelen tomarse como una indicación de la concentración de estos componentes. Los valores determinados pueden incluir también la contribución de boratos, fosfatos, silicatos y otras bases, cuando se hallen presentes. alcalinidad de aguas superficiales está determinada generalmente por el contenido de carbonatos (CO32-), bicarbonatos (HCO32-) e hidróxidos (OH-), ésta se toma como un indicador de dichas especies iónicas. La presencia de dichas especie iónica son particularmente particularmente importantes cuando hay gran actividad fotosintética de algas o cuando hay descargas industriales en un cuerpo de agua.
2.2. Dureza El agua cruda extraída de cierta fuente, superficial o subterránea, puede contener partículas de sales minerales disueltas y no disueltas, lo cual puede dificultar su potabilización e incluso en procesos industriales y de servicio. A esta característica del agua se le llama dureza, que estaba asociado con la dificultad para lavar en él y la cantidad a usar de jabón. La dureza en el agua se debe a la presencia de iones de calcio o magnesio contenido en cloruros, sulfatos, bicarbonatos y carbonatos que pueden reaccionar con el jabón para formar precipitados, y con los aniones para formar incrustaciones incrustaciones (escamas) que generan fallas y pérdidas de eficiencia en diferentes procesos industriales (textil, de bebidas, alimentos, etc.).
Las aguas pueden ser: Blandas (de 0 a 75 mg/L como CaCO 3) Moderadas (de 75 a 150 mg/L como CaCO 3) Duras (de 150 a 300 mg/L como CaCO 3) Muy duras (con más de 300 mg/L como CaCO 3)
La alcalinidad y dureza se corrigen por ablandamiento con cal sosa, tratamiento con ácido o desmineralización por intercambio iónico. –
Existen distintas formas de dureza:
Dureza Total: Mide el contenido total de iones Ca +2 y Mg+2, se puede distinguir entre la dureza de calcio y la dureza de magnesio. Dureza Temporal o Carbonatada: Mide la dureza asociada a iones HCO 3-, eliminable por ebullición, y es la diferencia entre la dureza total y la permanente. Dureza Permanente o no Carbonatada: Mide el contenido en iones Ca +2 y Mg+2 después de someter el agua el agua a ebullición durante media hora, permaneciendo en el agua debido a dureza asociada a iones SO 4=, NO3-, OH-. III.
MATERIALES Y EQUIPOS 3.1. Determinación de alcalinidad Vasos de precipitado Pipetas Bureta y soporte universal Probeta Matraz Erlenmeyer −
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Reactivos
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Fenolftaleína Anaranjado de metilo Ácido sulfúrico (0,02 N)
3.2. Determinación de dureza Vasos de precipitados Pipetas Buretas y soporte universal Probeta Matraces Erlenmeyer Charolas de aluminio Espátulas Reactivos Solución valorada de EDTA 0,01 M Solución de NaOH 0,1 N para determinación de Ca +2 Indicador de murexida Solución buffer de amonio NH 4Cl/ NH4OH pH=10 Indicador de negro eriocromo T −
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IV.
PROCEDIMIENTO 4.1. Caracterización de la muestra de agua Caracterizar la muestra de agua: Determinar, pH, T, conductividad, turbiedad, y demás parámetros que se pudieran obtener con los equipos disponibles.
4.2. Determinación de la alcalinidad Poner muestras de 50 ml. de agua problema en matraces Erlenmeyer de 125 ml. Agregar unas gotas de fenolftaleína, si hay color rosa pálido. Titular con H2SO4 0,02 N hasta que desaparezca el color. Registrar los mililitros gastados (alcalinidad a la fenolftaleína). Agregar unas gotas de anaranjado de metilo. Titular la solución con H2SO4 0,02 N hasta cambio de color (amarillo a naranja), alcalinidad total. Registrar los volúmenes para ambos puntos finales. −
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Cálculos
4.3. Determinación de Dureza 4.3.1. Dureza total Poner muestras de 50 ml. de agua potable y 50 ml. de agua residual, por separado, en matraces Erlenmeyer de 125 ml. Agregar 1 ml. de solución amortiguadora para dureza total NH 4Cl/ NH4OH, pH 10. Agregar una pizca de indicador, negro de eriocromo T y titular con una solución de EDTA 0,01 M hasta cambio de color (violeta - azul). 4.3.2. Dureza de calcio Poner muestras de 50 ml. de agua potable y 50 ml. de agua residual, por separado, en matraces Erlenmeyer de 125 ml. Agregar 2 ml. de solución NaOH 0.1 N para dureza de calcio. Agregar unos miligramos de indicador murexida. Titular con una solución EDTA 0.01 M hasta cambio de color (rosa tenuevioleta). 4.3.3. Dureza Magnésica La obtenemos por diferencia −
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CALCULO
V.
RESULTADOS Anotar en la tabla los resultados obtenidos
VI.
DISCUSIÓN De manera clara y precisa (comparando) analice los resultados obtenidos en laboratorio e interprete el grado de remoción de dureza entre el agua de fuente de captación y la dureza del agua tratada en por la PTAP, determine si será adecuada para un proceso o uso en particular en una industria.
VII. PREGUNTAS 7.1. ¿Qué causa la dureza en el agua? 7.2. Dé las reacciones que ocurren en la determinación de dureza y alcalindad, ¿cómo se relacionan? 7.3. ¿Cómo se definen las diferentes formas de alcalinidad de las aguas? 7.4. ¿Qué interferencias se pueden presentar en la determinación? 7.5. ¿Qué importancia tiene la determinación?
