00092249
DESCRIPTION
1TRANSCRIPT
-
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO. Facultad De Ingeniera Qumica.
Laboratorio de Tratamiento de Aguas 1
muestraVepVNPpmCl ..10002
=
9527.0200
5.5110007.3001.0
2
2
=
=
PpmCl
PpmCl
28.0200
5.5110001.1001.0
2
2
=
=
PpmCl
PpmCl( )tnaDn
nn +
=
pi410
-
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO. Facultad De Ingeniera Qumica.
Laboratorio de Tratamiento de Aguas 2
LmgppmCaCO 2003 =L
mgppmCaCO 3483 =L
mgppmCaCO 778.1773 =
-
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO. Facultad De Ingeniera Qumica.
1 9 6 61 9 6 6Laboratorio de Tratamiento de Aguas 3
-
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO. Facultad De Ingeniera Qumica.
UNIVERSIDADNACIONALDELCALLAOFACULTADDEINGENIERAQUMICA
1 9 6 61 9 6 6 EscuelaProfesionaldeIngenieraQumica
LABORATORIODETRATAMIENTO
DEAGUAS
PROFESOR:
Laboratorio de Tratamiento de Aguas 4
-
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO. Facultad De Ingeniera Qumica.
INDICE
PRACTICAN1:PRUEBASFISICASDELAGUA
Pg.3PRACTICAN2:DETERMINACIONDELADUREZAENAGUASNATURALES:METODODELJABON)
Pg.13PRACTICAN3:DETERMINACIONDELADUREZATOTALENAGUASNATURALES:METODOCOMPLEXOMETRICO(QUELATOMETRICO)
Pg.23
PRACTICAN4:DETERMINACIONDELAALCALINIDAD(PARCIALYTOTAL)ENAGUASNATURALES:METODOVOLUMETRICO
Pg.42
PRACTICAN5:DETERMINACIONDECLORO
Pg.51
PRACTICAN6:DETERMINACIONDELCLORORESIDUAL
Pg.72
PRACTICAN7:COAGULACIONFLOCULACION
Pg.76
PRACTICAN8:DETERMINACIONDECLORUROS
Laboratorio de Tratamiento de Aguas 5
-
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO. Facultad De Ingeniera Qumica.
Pg.97PRACTICAN1
PRUEBASFISICASDELAGUA
I)OBJETIVO:
Apreciarelcolorcomotambinpercibirlosoloresqueemitenlasdiferentesaguasqueexistenennuestromedio.
II)FUNDAMENTOTEORICO
ANLISISORGANOLPTICO
ElAnlisisorganolpticoeslavaloracincualitativaqueserealizaaunamuestraocuerpode
agua,generalmenteencampo,basadaexclusivamenteenlapercepcindelossentidos.Aun
cuando este tipo de valoracin suele ser subestimada por el analista principiante, en la
mayora de los casos, son precisamente los resultados del anlisis organolptico, los que
visionanydirigenlosanlisisdelaboratorioylosquefacilitanlaposteriorinterpretacinde
losresultados.Esporelloqueelestudiantedebeadquirirhabilidadyprcticaenlarealizacin
einterpretacindeanlisisorganolpticos.
CoO
Laboratorio de Tratamiento de Aguas 6
-
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO. Facultad De Ingeniera Qumica.
lor
FIGURA1CONTROLADORDELANLISISORGANOLPTICO
Engeneral,lasobservacionesdecamporealizadasdurantelatomademuestras,ascomoel
anlisisorganolpticodelasmismas,suelenserdeterminantesalmomentodeinterpretarlos
resultados.Estosdosaspectosformanpartedelprocesodemuestreoydebenregistrarseenla
libretadecampo,juntoconlasmedicionesinsitu,yporlomenosdosfotografasdelsitiode
muestreo.
Lascaractersticasoparmetrosorganolpticossonsimplementeevaluacionesypercepciones
sensorialesqueserealizandirectamenteencampoyqueporlogeneral,semidennuevamente
enellaboratoriomediantetcnicasestndaresmasprecisas,algunasvecesconpropsitosde
confirmacinyotrasconpropsitosdecuantificacin.Dichosparmetrossonelcolor,elolor,
laturbidezotransparenciayelaspectodelamuestra.
Laboratorio de Tratamiento de Aguas 7
-
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO. Facultad De Ingeniera Qumica.
Auncuandoalgunasdeestaspruebas,comoelcolorylaturbidez,serealicenposteriormente
enellaboratoriooinclusopuedanrealizarseinstrumentalmenteencampo,esmuyimportante
anotarlainformacinorganolpticaenlasplanillasdemuestreoyenelstickerdelamuestra,
yaquemuchosdeestosparmetroscambiancongranrapidez.Asporejemplo,lapresenciade
microorganismosvivosenlamuestra,puededespusnoserdetectadaenellaboratorio,sobre
muestrasquehansidorefrigeradasopreservadasdealgnmodo.
Porotraparte,esfrecuentequelapreservacinyelalmacenamientodelasmuestrasmodifique
suscondicionesdeolor,color,aspectoyturbidez.
Auncuandoelanlisisorganolpticodeunamuestradeaguasestinfluenciadoporla
subjetividaddequienlorealizayenestesentido,diferentesapreciacionessobreunamisma
muestrapuedenvariarampliamentedeunanalistaaotro,existenciertasreglasbsicasquese
debenseguir parareducir losnivelesdesubjetividaddurantelarealizacindeunanlisis
organolpticoyaprovecharalmximosupotencialidad.
Enprimerlugar,lasapreciacionessobreelanlisisorganolpticoenunprogramademonitoreo
deaguas,debenserhechas,enloposible,porunsoloanalista.Ensegundolugar,losresultados
delanlisisorganolpticodebenserescritosenunlenguajerigurosamentetcnico.Entercer
lugar,losparmetrosreferidosenlosresultadosdebenserlosmismosparatodaslasmuestras,
dentro de un mismo programa de monitoreo. Por ltimo, las pruebas deben realizarse
utilizandosiempredosfrascosdevidrioidnticos,enelqueunodeelloscontienelamuestray
el otro un blanco o muestra de agua destilada, utilizada como referencia para todas las
comparaciones.
Laboratorio de Tratamiento de Aguas 8
-
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO. Facultad De Ingeniera Qumica.
FIGURA2BLANCOYMUESTRAENELANLISISORGANOLPTICO.
Esunerrorfrecuentesubestimarlautilidaddeunanlisisorganolpticobienrealizado.Para
darallectorunaideadelapotencialidaddeestosanlisis,considreseelcasodealgunas
sustanciasque,comoloshidrocarburos,lossulfurosylosfenoles,sonfcilmenteperceptibles
encampomedianteunanlisisorganolptico.Sinembargo,cuandoestasmismassustanciasse
analizanposteriormenteenellaboratorio,seobtienenresultadosnegativos.
Larespuestaaestehecho,radicaenquelamayoradelaspruebasestndaresdelaboratorio
poseennivelesdesensibilidadenlaescaladelaspartespormilln,mientrasqueelolfato
humano,paraestasymuchasotrassustancias,poseenivelesdesensibilidadenlaescaladelas
partesporbilln.
Laboratorio de Tratamiento de Aguas 9
-
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO. Facultad De Ingeniera Qumica.
2.1ELOLOR
Elolorenelaguapuedeutilizarsedemanerasubjetivaparadescribircualitativamentesu
calidad,estado,procedenciaocontenido.Auncuandoestapropiedadpuedatenerunamplio
espectro de posibilidades, para propsitos de calidad de aguas existen ciertos aromas
caractersticosquetipificanalgunasfuentesuorgenes,msomenosbiendefinidos.
1- SINOLOR
2- Muydbil.
3- Dbil.
4- Diverso.
5- Dudoso.
6- Muyfuerte.
7- Aromtico.
8- Sincloro.
9- Desagradable.
10-Otros.
tterreo
ppescado
hhierba.
aaejo.
ccombustible.
ddulce.
Aazufre.
vvegetal.
Ootros
Laboratorio de Tratamiento de Aguas 10
-
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO. Facultad De Ingeniera Qumica.
2.2ELCOLOR
Elcolorenelaguapuedeestarasociadoasustanciasensolucinoasustanciasensuspensin.
Sinembargo,paralospropsitosdeunanlisisorganolpticoencampo,interesamselcolor
insitudelamuestracruda,encomparacinfrenteaunblancodeaguadestilada,(figura4.2).
Algunassustanciasdeorigennatural,queconfierencoloralagua,sonelmaterialvegetalen
descomposicin,loslimosyarcillasensuspensinyalgunosmineralesdisueltos,dehierroy
manganeso,principalmente.
Enaguasantropolgicamenteafectadas,envertimientosindustrialesoencuerposdeagua
contaminadosporstos,elcolorenelaguadependedeltipoparticulardeactividadindustrial
asociada.Deunamaneraaproximada,elcolorpredominanteenloscuerposdeaguasnaturales
no impactados vara de amarillo a pardo. Algunos descriptores tpicos que facilitan la
interpretacindelcolorenelaguaduranteunanlisisorganolpticoson:
Laboratorio de Tratamiento de Aguas 11
-
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO. Facultad De Ingeniera Qumica.
2.3CLASESDEAGUA
Existendiferentesclasesdeaguadentrodeloscualesmencionaremosalgunosdeellos.
AGUA DE RIO. Recibeelaguaprovenientedelaminaquerestanenrelave,tambin
recibencidosinorgnicos,ascomometalespesados,comocadmiobismuto,plomo,cobre,etc.
Tambincontienenslidosensuspensin,aguasservidas.
AGUADEMAR. Elaguademarcontienediferenteselementos(Fe,Ca,Mg,Pb,I,Cl)
comotambincompuestos(NaCl,KCl)raznporlacualtienenunadensidadelevada.
AGUA DE POZO. Es una agua no tiene slidos en suspensin totalmente clara,
cristalina,nocontieneCO2.
AGUA DE LLUVIA. El agua de lluvia a travs de su recorrido es decir por la
atmsfera disuelve el dixido de carbono. Esta oxigena polvos como sulfuros de hierro y
algunosmicroorganismos.
AGUADULCEYSALADA.
Laboratorio de Tratamiento de Aguas 12
-
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO. Facultad De Ingeniera Qumica.
Elaguadisponibleusableparalosecosistemashumanosrepresentamenosde5%deltotal,ya
queelaguadelosocanosygranpartedelasaguassubterrneasestnfuertementecargadas
de slidos disueltos principalmente cloruro de sodio. El total de slidos disueltos es de
aproximadamente35000partespormilln.Elrestodisponibleyusable,estaconstituidoporel
aguadulce,potable(parausohumano)conuncontenidomuchomenordeslidosdisueltos.
AGUANATURALEIMPUREZAS.
Aunqueelaguanaturaldulceesgeneralmenteaptaparaelusoanimal,vegetalyhumano,loes
parausodeequiposindustriales.
Losmineralesdisueltosenelaguacomosalesdecalciomagnesiopuedensedimentarseenlas
placas metlicas de los equipos formndose incrustaciones ycausagraves problemasen la
transmisindecaloryauncausalarupturadelmetal.Losgasestalescomoloxigeno,el
anhdridocarbnicosonfuertementecorrosivosypicanfcilmentelaslaminasmetlicas.
III)PARTEEXPERIMENTAL
3.1).Materiales
Diferentestiposdeaguacomoporejemplo(aguademar,pozo,estancadas,ro,
destilada).
Vasosdeprecipitado.
Termmetro.
Mechero.
3.2).ProcedimientoExperimental
Secolocaenunvasoaprox.30mldeaguadecadaclase.
Laboratorio de Tratamiento de Aguas 13
-
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO. Facultad De Ingeniera Qumica.
Seguidamenteseprocedearealizarlaobservacindecadatipodeaguaparaas
verlosdiferentescoloresquetienenestas.
Luegorealizarlapruebaenfriyencalienteparapercibirlosdiferentesoloresque
presentanestaagua.
Finalmentereportartodoslosresultadostodoslosresultadosdelexperimento.
IV)RESULTADOS
MUESTRA FRIOCALIENTE
AguadeCAO1,3 1,9
AguadePOZO 2,d 5,6,d,h
AguadeMAR 3,p,8 5,8,P
AguadeRIO 3,6,d 5,6,h,v
V)CONCLUSIONES
Elaguadependiendodesuorigentendrcaractersticasmsomenosnotables.
Lasaguasencontactodirectoconelmedioambientetendrmsacidezporla
disolucindesulfurosyotrassales.
Laboratorio de Tratamiento de Aguas 14
-
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO. Facultad De Ingeniera Qumica.
Elaguadesionizadanotieneoloryaqueesunaguatratadaconunaseriede
procesos
PRACTICAN 2
DUREZADELAGUA
OBJETIVOS:
DeterminarelfactorespumayelfactorK. Determinarlasdurezadelasaguamuestras
INTRODUCCION:Elaguaesellquidomsabundantey,almismotiempolasustanciamscomndelatierra.Cubreel72%delasuperficieterrestre. Seencuentraenla naturaleza comolquido,comoslido(hieloynieve)ycomogas(vapordeagua)enlaatmsfera.Esesencialparalavida;un65%enmasadelcuerpohumanoesagua.
La forma ms conveniente de llevar a cabo muchas reacciones qumicas es hacer quetranscurranendisolucinyelaguaeseldisolventemscomnmenteutilizadoconestefin.Lasolubilidaddelassustanciasenaguayotroslquidosdependeengranpartedelasfuerzasqueseestablecenentrelasmolculasdeldisolventeylasdelsoluto.
El agua no es nicamente un buen disolvente para efectuar muchas reacciones sino quetambinexperimentaellamismamuchasreaccionesimportantes.
Lagranpolaridaddelasmolculasdeaguaylaexistenciadeenlacesdehidrgenoentreellassonlacausadelcomportamientopeculiardelaguaydesuspropiedadessingulares(cambiosde
Laboratorio de Tratamiento de Aguas 15
-
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO. Facultad De Ingeniera Qumica.
estado y disoluciones, enlace de hidrgeno, redde hielo y propiedades como disolvente,propiedades termodinmicas, caractersticas cidobsicas, auto ionizacin y reacciones dehidrlisisyreaccionescondistintoselementosycompuestos)
Ladurezadelasaguasnaturalesesproducidasobretodoporlassalesdecalcioymagnesio,y en menor proporcin por el hierro, el aluminio y otros metales. La que se debe a losbicarbonatos y carbonatos de calcio y magnesio se denomina dureza temporal y puedeeliminarseporebullicin,quealmismotiempoesterilizaelagua.Ladurezaresidualseconoce comodurezanocarbnicaopermanente.Lasaguasqueposeenestadurezapuedenablandarseaadiendocarbonatodesodioycal,ofiltrndolasatravsdeceolitasnaturalesoartificialesqueabsorbenlosionesmetlicosqueproducenladureza,yliberanionessodioenelagua.Losdetergentescontienenciertosagentesseparadoresqueinactivanlassustanciascausantesdeladurezadelagua.
CLASIFICACINDELADUREZADELAGUA
ELIMINACINDELADUREZAUnprocesoparalaeliminacindeladurezadelagua,esla desionizacindeestamedianteresinasdesionizantes.Ladurezasepuededeterminarfcilmentemediantereactivos.Ladurezatambinsepuedepercibir por el sabor del agua.Esconvenientesabersielaguaes aguadura,yaqueladurezapuedeprovocardepsitosdecarbonatos en conducciones de lavadoras, calentadores, y calderas o en las planchas.Siyasehanformadohayproductosantical,aunqueunmtodomuyvlidoparadiluirloscarbonatosesaplicaruncidodbil(actico,ctricoetc.)enlosdepsitos.MTODODELJABN
Eselmtodoqueseutilizaparadeterminarladurezadelagua,mediantelafiltracinde
solucindeljabnpreparadoal80%dealcohol.Observndoseelgradodedilucindelas
diferentesmuestrasdeaguas.
Estemtodoconsisteentitularelaguaconunasolucindejabndeconcentracinconocida,
el indicadoreslapropiaespumadejabnquesoloseformacuandotodaladurezaseha
Laboratorio de Tratamiento de Aguas 16
-
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO. Facultad De Ingeniera Qumica.
consumido (osea despus que el jabnde sodio se ha combinadocon los iones CayMg
formandojabonesinsolubles)conunvolumendesolucindejabnqueseleeenunabureta.
2JNa+Ca+2 J 2Ca+2Na+
Procedimiento
1) pipetear20mldeunamuestradentrounerlermeyer
2) adicionarlasolucinestndarunaporcinpequeade0,5mlagitandorigorosamente
3) alacercarsealpuntofinallacantidadaadidaserreducidaa0,1ml
4) despusqueseayaproducidounaespumapermanenteporespaciodenomenosde5minutosapuntarelnumerodemldesolucinusada.
5) continuaragregandocantidadespequeasdesolucindejabn.Silaespumadesapareceatravsdelprimerpuntofinalobtenidoentoncesestuvofalseado.porlapresenciadesalesdemagnesio
Losmldesolucinusadoparaobtenerestepintofinalfalsopuedeserusadoparaelcalculo aproximadodeladurezademagnesioporsustitucinenlaformularespectiva
6)Continuaragregandolasolucindejabnastaqueelpuntofinalverdaderoseaalcanzadoyapuntarlosmlusadossilacantidaddedelasolucindejabnusadoesmasgrandequealrededorque14ml,repetirla pruebausandounapequeamuestradiluidaa50ml,conaguacondensadarecinhervidayfra.
CLCULOSLadurezapuedeserobtenidausandolassiguienteformula
Laboratorio de Tratamiento de Aguas 17
-
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO. Facultad De Ingeniera Qumica.
100x(mldesoldejabnmldelfactorespuma)/mlmuestraautilizar=ppmdedurezatotalCACO
PREPARACINDESOLUCINESTNDARDEJABN
a)paraprepararunasolucinstockdejabnsemezclade80a100grdejabnpurodecastillaenpolvooelobtenidoporraspaduradejabnpuroencastillaenbarra
Con1litrodesoldealcoholal80%dejarreposarydecantarestasolaspreparadaserde7a10vecesmasfuertequeunasolestndar
b)prepareunasolestndardecalciodisolviendoexactamente0,05grdeCACO3enalrededorde5mlHCL1(ac)a3(agua)adicionar40mldeaguacondensadahervidafrayfrescayadicionarNH4OHhastaunasolligeramentealcalinaaltornasol,completara500mlconaguacondensadahervidafrayfrescaentoncesseobtiene1ml
1ml=1mgrdeCaCO3(dureza=1000ppm)
c)determinarelfactorespumaadicionandolasolstockdejabn,gotasagota.
Desdeunaburetaaunaporcinde50mldeaguacondensadafrafrescacontenidaenunerlermeyeryagitando cadaves que se adiciona, cuando se ha aadido suficientemente la sol de jabn, paraproducirunaespumaquedebepermanecer5minenlasuperficie.
ElnumerodemldelasolaadidaeselfactorespumaFE
d)pipetear25mldeunasolestndardecalciodentrounerlermeyerluegoadicionar25mldeaguacondensadahervidafrayfrescaytitularconunasolstockde jabnhastaobtener unaespumapermanenteyaesteconsumidoseleagregalaletraKe)hacerunasolestndardejabntalque1mlsea1mgrdeCaCO3,elconsumodesolstockdejabnnecesarioparahacer1litrodesolestndardejabn,obtenidomediantelasiguienteecuacin
(KFE)*40ml=mldesolstocknecesariaLuegodiluirestasolucina1litroconalcoholal80%
Laboratorio de Tratamiento de Aguas 18
-
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO. Facultad De Ingeniera Qumica.
f)paradeterminarelfactordeespuma.paralasolestndarobtenidaprocederdelamismamaneraapartir(c)queparalasolstockdejabn
Solucinstockde jabn
Factor espumaSol.establedejabnVg=0.3ml
Aguadestilada50ml
Hastaqueelfactorespumapermanezcapor5min
Factor KSolestabledejabon
Vg=3,8
25mlaguacarbonatada25mldeaguadestilada
(KFE)*40ml=144ml
Usamosparaprepararsolucinstockdejabnal80%Dealcoholenunlitro
Hallandoel nuevofactor espuma
Laboratorio de Tratamiento de Aguas 19
-
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO. Facultad De Ingeniera Qumica.
Solucinstockdejabn
Vg=1,2ml
AguadestiladaFE=1,2
Determinacinde la durezaenlas muestras
Aguadepozo
Solucinstockdejabn
Vg=23,7ml
Aguadepozo50ml
Ecuacin:ppmCaCO3=100x(VgFE)
Aguader io
Laboratorio de Tratamiento de Aguas 20
-
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO. Facultad De Ingeniera Qumica.
Solucinstockdejabn
Vg=14,2ml
Aguaderio50ml
Ecuacin:ppmCaCO3=100x(VgFE)
Aguapotable
Solucinstockdejabn
Vg=15,35ml
Aguadecao50ml
Ecuacin:ppmCaCO3=100x(VgFE)
Aguademar
Laboratorio de Tratamiento de Aguas 21
-
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO. Facultad De Ingeniera Qumica.
Solucinstockdejabn
Vg=17ml
Aguademar1ml
100*(171,2)/1=1580ppm
AGUAS UTILIZADOS(ml) DUREZAENppm
POTABLE 50 177.778POZO 50 200RIO 50 348MAR 1 1580
CONCLUSIONES
Enestemtodonosedebedeusarningnindicadorpuestoquelapropiaespumade
jabnactacomotal.
Es importante hallar el factor de espumapara obtener un resultadoadecuado de
dureza.
Elmtododejabneselmsusadoparadeterminarlasdurezasdediferentestiposde
aguas.
Laboratorio de Tratamiento de Aguas 22
-
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO. Facultad De Ingeniera Qumica.
Comotambinpudimosdarnoscuentaelaguapotableseobtuvounamenorcantidad
deCaCO3 conrelacinalasdemsmuestrasanalizadascomodebadeseelaguade
mareselmasduradebidoasugrancontenidodeCaCO3.
Observandolosresultadosobtenidosenestapracticapodemosconcluirqueelaguade
chorroutilizadaposeeunacantidadmuypequeade impurezas,estosevereflejado
enlos valoresobtenidosdedurezaloscuales,segnlatabladeinterpretacin, no
estnenlosnivelesaptosparaelconsumohumano,esdecirqueposeecantidadesaltas
deCaCO3,elcualeselindicativoprincipaldeladurezadelagua.
BIBLIOGRAFA
Qu mica, la ciencia central deBrown&LeMay&Bursten,1993PrenticeHallIberoamericana.
Qu micadeChang,1992McGrawHill.
Laboratorio de Tratamiento de Aguas 23
-
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO. Facultad De Ingeniera Qumica.
PRACTICAN3
DETERMINACIONDELADUREZATOTALENAGUASNATURALES:METODOCOMPLEXOMETRICO(QUELATOMETRICO)
I. OBJETIVOS
_Determinacindeladurezadelaguaporelmtodocomplexomtrico._Determinacindelcontenidodecalcioymagnesiodeunamuestradeagua.
II. FUNDAMENTOTEORICO LaDUREZAesunacaractersticaqumicadelaguaqueestadeterminadaporelcontenidodecarbonatos,bicarbonatos,cloruros,sulfatosyocasionalmentenitratosdecalcioymagnesio. Ladurezaesindeseableenalgunosprocesos,talescomoellavadodomsticoeindustrial,provocandoqueseconsumamsjabn,alproducirsesalesinsolubles.Encalderasysistemasenfriadosporagua,seproducenincrustacionesenlastuberasyunaprdidaenlaeficienciade
Laboratorio de Tratamiento de Aguas 24
-
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO. Facultad De Ingeniera Qumica.
la transferencia de calor. Adems le da un sabor indeseable al agua potable. Grandescantidadesdedurezasonindeseablesporrazonesantesexpuestasydebeserremovidaantesde que el agua tenga uso apropiado para las industrias de bebidas, lavanderas, acabadosmetlicos,teidoytextiles.SedicequeunaguaesduracuandopresentaunaelevadaconcentracindecationescomoelCa2+ y el Mg2+ que, entre otras sustancias, se han incorporado al lquido debido a ladisolucindelosmaterialesgeolgicosdelterreno.Porelcontrario,sedicequeunaguaesblandacuandolaconcentracindeestosionesespequea.
Lapresenciadeestosionesenelaguatienealgunosefectosdestacables:Enlanaturalezaexistenaguasquecontienentantacantidaddeionesdisueltosqueyano puedenacogerms,enestoscasossehabladeaguassaturadas.Estaeslasituacinalaquesellegaenelcasodelascorrientessubterrneasquediscurrenporterrenoscalcreos(recurdesequelacalizaesunarocaconstituidaporcarbonatodecalcio,CaCO3),demaneraquesilasaguasdeestascorrientesencuentranunasalidaylleganalasuperficiedanlugaraunmanantialounafuentepetrificante.Ladiferenciadetemperaturasqueexisteentreelsubsueloylasuperficiehaceque,alsurgir, unapartedelacalquellevandisueltalasaguasdeestasfuentespetrificantesprecipite.Laprecipitacindelcarbonatodecalciotienelugar,preferentemente,sobrelosrestosdevegetales(ramas, hojarasca...), animales (conchas, huesecillos) o sobre las plantas vivas (musgos,helechos, equisetos) que crecen cerca del agua y que actan a manera de ncleos decristalizacin.Lamayoradelossuministrosdeaguapotabletienenunpromediode250mg/ldedureza.Nivelessuperioresa500mg/lsonindesablesparausodomstico.Ladurezaescaracterizadacomnmenteporelcontenidodecalcioymagnesioyexpresadacomocarbonatodecalcioequivalente.
Laboratorio de Tratamiento de Aguas 25
-
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO. Facultad De Ingeniera Qumica.
Existendos t ipos deDUREZA:DurezaTemporal:Estadeterminadaporelcontenidodecarbonatosybicarbonatosdecalcioymagnesio.Puedesereliminadaporebullicindelaguayposterioreliminacindeprecipitadosformadosporfiltracin,tambinseleconocecomo"DurezadeCarbonatos".DurezaPermanente:estdeterminadaportodaslassalesdecalcioymagnesioexceptocarbonatosybicarbonatos.Nopuedesereliminadaporebullicindelaguaytambinseleconocecomo"DurezadeNocarbonatos".Mtodopara la determinacinde la Durezadel AguaMetododel EDTA(EtilendiaminoTetraAcetico) :
LadurezadelaguaseexpresaenformademiligramosdeCaCO3porlitro.Unaguaconunadurezainferiora60mgdeCaCO3porlitroseconsiderablanda,mientrasqueunvalorsuperiora270mgdeCaCO3porlitroindicaqueelaguaesdura.
Ladurezadelaguasepuededeterminarfcilmenteenellaboratorioutilizandounprocedimientovolumtricosencillo.Lareaccinutilizadaesunacomplexacin,dondeunreactivo,elcidoetilenodiaminotetraactico(EDTA)reaccionamolamolconelionmetlico,demaneraquetrabajandoapH=10yempleandoelnegrodeeriocromoT(NET)comoindicador,podemosdeterminarlasumadelasconcentracionesdelosionesCa2+yMg2+y,porlotanto,ladurezatotaldelagua.Sisesospechalapresenciadeotrosiones,hayque
Laboratorio de Tratamiento de Aguas 26
-
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO. Facultad De Ingeniera Qumica.
aadirotrosreactivosparaevitarqueseandeterminadosconjuntamenteconelCa2+yelMg2+.
EstemtodoestabasadoenlacuantificacindelosionescalcioymagnesioportitulacinconelEDTAysuposteriorconversinaDurezaTotalexpresadacomoCaCO3.LamuestradeaguaquecontienelosionescalcioymagnesioseleaadeelbufferdePH10,posteriormente,seleagregaelindicadoreriocromonegroT(ENT),quehacequeseformeuncomplejodecolorprpura,enseguidaseprocedeatitularconEDTA(saldisdica)hastalaaparicindeuncolorazl.
Reacciones:
Ca2++Mg2++Buffer(PH10) > Ca2++Mg2+ + ENT >[CaMgENT] complejo prpura [CaMgENT] + EDTA >[CaMgEDTA] + ENT color azul Inter ferencias
Enlatablaseencuentranlalistadelamayorpartedelassustanciasqueinterfieren.Sexistenmsdeunasustanciainterferentes,loslmitesdadosenlatablapuedenvariar.Laturbidezseeliminaporfiltracin.Interferencias Con.mx.sininterferirAlumnio20ppmCadmio*Cobalto100ppmCobre50ppmFierrro(+3)50ppmFierro(+2)50ppmPlomo*Manganeso1ppmNquel100ppm
Laboratorio de Tratamiento de Aguas 27
-
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO. Facultad De Ingeniera Qumica.
Zinc*Polifosfatos10ppm
*Siestnpresentessontituladoscomodureza.
Interpretacindela DurezaDurezacomoCaCO3 Interpretacin075aguasuave75150aguapocodura150300aguadura>300aguamuydura______________________________________Enaguapotable:Ellmitemaximopermisibleesde300mg/ldedureza.
Enaguaparacalderas:Ellmiteesde0mg/ldedureza
III. MATERIALESYREACTIVOS
Materiales
Unabureta,pinzasynueces
Unafiolade1000ml.
Unmatrazerlenmeyerde250ml.
Vasosdeprecipitadode100ml.Pipetasde10ml.
Reactivose insumos
Aguapotable,aguademar,aguaderoyaguadepozo.
Laboratorio de Tratamiento de Aguas 28
-
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO. Facultad De Ingeniera Qumica.
NegrodeericromoT(NET)
cidodeetilendiaminotetraactico(EDTA)
Aguadestilada
BufferpH=10(hidrxidodeamonio0.1M,ClorurodeAmonio)
IV. PROCEDIMIENTOEXPERIMENTAL
A) Preparacindel Edta:
Pesar3.722g.deacidoetilendiaminotetraacetico,luegodeenrasara1000mlconaguadestiladaenunafiola(etiquetar).
B) Preparacinde la solucinamortiguadoradeph10:
Disolver6.75gdeclorurodeamonioenunos57mldehidrxidodeamonioal25%yenrasea 100ml.
C) Determinacinde la durezadel agua:
ReaccionesCa2++Mg2++BufferPH10>
Ca2++Mg2++ENT>[CaMgENT]complejorojovino
[CaMgENT] + EDTA > [CaMgEDTA] + ENT colorazulFormula:
PpmdeCaCo3=(NxVxPMx103)/(xVa)
Donde:
Laboratorio de Tratamiento de Aguas 29
-
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO. Facultad De Ingeniera Qumica.
N:eslanormalidaddelEdtaV:eselvolumengastadodeEdtaportitilacinPM:PesomoleculardeCaCo3:ParmetrodesalVa:Volumendesolucin
1. Parael aguadeR o:
InstalarlaburetaylleneconlasolucinEdta0.02Npreviamentepreparada,luegoenraselaburetaabriendolallavedelamisma,verificarqueenlaparteinferiorno quedenburbujasdeaire.
Vierta5mldemuestracon20mldeaguadestiladaenunerlenmeyerde250ml.
Agregue1mldesolucinreguladoradeph10yaada8gotasdeindicadornet.
Agitarelcontenidodelerlenmeyerhastadisolverelindicadoryobservaraauncolorrojovino.
Titular la solucin problema con la solucinvalorada del EDTA. El color de lasolucincambiaradecolorrojovinohastaazul,hastaazulpermanente.
Laboratorio de Tratamiento de Aguas 30
-
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO. Facultad De Ingeniera Qumica.
Elvolumenutilizadoes5.8ml.
PpmdeCaCo3=(NxVxPMx103)/(xVa)
Donde:N:0.02V:5.8PM:100:2Va:26Porlotanto=> PpmdeCaCo3=223.07
2. Parael aguadePozo:
InstalarlaburetaylleneconlasolucinEdta0.02Npreviamentepreparada,luegoenraselaburetaabriendolallavedelamisma,verificarqueenlaparteinferiorno quedenburbujasdeaire.
Laboratorio de Tratamiento de Aguas 31
-
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO. Facultad De Ingeniera Qumica.
Vierta5mldemuestracon20mldeaguadestiladaenunerlenmeyerde250ml
Agregue1mldesolucinreguladoradeph10yaada8gotasdeindicadornet
Agitarelcontenidodelerlenmeyerhastadisolverelindicadoryobservaraauncolorrojovino.
Titular la solucin problema con la solucinvalorada del EDTA. El color de lasolucincambiaradecolorrojovinohastaazul,hastaazulpermanente
elvolumenutilizadoes10.4ml.
PpmdeCaCo3=(NxVxPMx103)/(xVa)
Donde:N:0.02V:10.4PM:100:2Va:26
Laboratorio de Tratamiento de Aguas 32
-
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO. Facultad De Ingeniera Qumica.
Porlotanto=>PpmdeCaCo3=400
3.Parael aguadeMar:
InstalarlaburetaylleneconlasolucinEdta0.02Npreviamentepreparada,luegoenraselaburetaabriendolallavedelamisma,verificarqueenlaparteinferiorno quedenburbujasdeaire.
Vierta0.5mldemuestracon20mldeaguadestiladaenunerlenmeyerde250ml
Agregue1mldesolucinreguladoradeph10yaada8gotasdeindicadornet
Agitarelcontenidodelerlenmeyerhastadisolverelindicadoryobservaraauncolorrojovino.
Titular la solucin problema con la solucinvalorada del EDTA. El color de lasolucincambiaradecolorrojovinohastaazul,hastaazulpermanente
elvolumenutilizadoes13.2ml.
PpmdeCaCo3=(NxVxPMx103)/(xVa)
Laboratorio de Tratamiento de Aguas 33
-
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO. Facultad De Ingeniera Qumica.
Donde:N0.02V13.2PM1002Va21.5Porlotanto=>PpmdeCaCo3=613.95
4.Parael aguapotable:
InstalarlaburetaylleneconlasolucinEdta0.02Npreviamentepreparada,luegoenraselaburetaabriendolallavedelamisma,verificarqueenlaparteinferiorno quedenburbujasdeaire.
Vierta5mldemuestracon20mldeaguadestiladaenunerlenmeyerde250ml.
Agregue1mldesolucinreguladoradeph10yaada8gotasdeindicadornet.
Agitarelcontenidodelerlenmeyerhastadisolverelindicadoryobservaraauncolorrojovino.
Titular la solucin problema con la solucinvalorada del EDTA. El color de lasolucincambiaradecolorrojovinohastaazul,hastaazulpermanente.
Laboratorio de Tratamiento de Aguas 34
-
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO. Facultad De Ingeniera Qumica.
elvolumenutilizadoes5.2ml.
PpmdeCaCo3=(NxVxPMx103)/(xVa)
Donde:N:0.02V:5.2PM:100:2Va:26Porlotanto=>PpmdeCaCo3=200
5.Parael des ionizada:
InstalarlaburetaylleneconlasolucinEdta0.02Npreviamentepreparada,luegoenraselaburetaabriendolallavedelamisma,verificarqueenlaparteinferiorno quedenburbujasdeaire.
Laboratorio de Tratamiento de Aguas 35
-
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO. Facultad De Ingeniera Qumica.
Vierta5mldemuestracon20mldeaguadestiladaenunerlenmeyerde250ml
Agregue1mldesolucinreguladoradeph10yaada8gotasdeindicadornet
Agitarelcontenidodelerlenmeyerhastadisolverelindicadoryobservaraauncolorrojovino.
Titular la solucin problema con la solucinvalorada del EDTA. El color de lasolucincambiaradecolorrojovinohastaazul,hastaazulpermanente
elvolumenutilizadoes1.2ml
PpmdeCaCo3=(NxVxPMx103)/(xVa)
Donde:N:0.02V:1.2PM:100:2Va:26Porlotanto=>PpmdeCaCo3=46.15
V. RESULTADOS
Muestradeagua VolumengastadodesolucindeEDTA(ml)
Dureza(ppm)
Laboratorio de Tratamiento de Aguas 36
-
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO. Facultad De Ingeniera Qumica.
Mar 13.2 613.95Pozo 10.4 400Rio 5.8 223.07
Potable 5.2 200
destilada 1.2 46.15
VI. CONCLUSIONES
El agua potable utilizada posee una cantidad regular de impurezas, esto se vereflejado en los valores obtenidos de dureza los cuales, segn la tabla deinterpretacin,estnenlosnivelesaptosparaelconsumohumano,esdecirqueposeecantidadespequeasdeCaCO3,elcualeselindicativoprincipaldeladurezadelagua.
SegnlapracticarealizadaelaguademarcontienemsppmdeCaCO3queelaguapotable,yaquecontienemsimpurezas.
El mtodo empleado para la cuantificacin de la Dureza Total es un mtodovolumtricoporloquenoserequierenaparatosespeciales.
Podemosobservarquenuestradurezadelaguadesionizadaesde46.15ppmyeldelmares detanslo de613.95ppm;stos resultadossonerrneos, yaquedebesermnimoenelaguadestiladaaproximadamente0ppmyparaelaguademardebeestar bordeandolos1000ppmaproximadamente;estosedebeaqueenelmomentodelaexperimentacin,hubounerrordepartedelgrupo,alnoemplearbienellavadode nuestrosmateriales.
Elanlisisdeladurezatotalenmuestrasdeaguasesutilizadoenalindustriadebebidas,lavandera,fabricacindedetergentes,acabadosmetlicos,teidoytextiles.Ademsenelaguapotable,aguaparacalderas,etc.
Laboratorio de Tratamiento de Aguas 37
-
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO. Facultad De Ingeniera Qumica.
Laformams comnde medida de la durezade las aguas es por titulacinconEDTA.EsteagentecomplejantepermitevalorartantolaconcentracindeCacomoladeMg.
VII. RECOMENDACIONES
Sexistenmsdeunasustanciainterferentes,loslmitesdadosenlatablapuedenvariarlaturbidezseeliminaporfiltracin.
Lamuestrapuede ser recolectadayalmacenadaenunrecipiente deplstico, bienlavadoytapado.
se recomienda trabajar con ayuda de la bureta que con la pipeta al momento derealizarlatitulacin.
Tenerencuentaquetenemosquediluirelaguademardepreferenciaenunarelacinde1:50parapoderobtenerunatitulacinmasrpidayaqueestaaguaesmuydura.
Alrealizarlatitulacinagitardemaneraconstantehastaobservarelprimercambiodecolor.
Debemoslavarbienlosinstrumentosparanoobtenerresultadoserrneos.
VIII. BIBLIOGRAFIA
RODIER,J.Anlisisdelasaguas.Ed.Omega.Barcelona.1981.
Laboratorio de Tratamiento de Aguas 38
-
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO. Facultad De Ingeniera Qumica.
NALCO.Manualdelagua.Sunaturaleza,tratamientoyaplicaciones.Tomo III.McGrawHill.1989
http://www.lamotte.com/pages/global/pdf/spanish/5860sp.pdf
IX. ANEXOS
Consecuencias de la Durezadel Agua.Aunquemuchasdeellaslashemoscitadoalolargodeldocumento,sonmuchosmslosefectos
perjudicialesquepuedecausarelAguadura.Cuandoselavaconjabnempleandoaguasnaturales,seformaunprecipitadodebidoala
presenciadecalcio,magnesioyhierro.Losionesdecalciodeestaaguaduraseunenconlos
ionesestearatoyoleatodeljabndisuelto,paraformarsalesinsolubles,esteprocesogastael
jabnyproduceunslidogrumosoindeseablequepermaneceenlaropa.Enconsecuenciaes
convenienteeliminarlosionescalciodelagua,parausarseenlavanderas.
Cuandoelaguaduraesusadaencalentadoresdeaguasepresentaunaaccinindeseable
similar,eldixidodecarbonosedesprendeaaltastemperaturas,yproduceundepsitodesales
decalcioomagnesioenelinteriordelcalentador.Estopuedeobstruirlostubosytambin
reducirlaconductividadtrmica.
Salud
Algunosestudioshandemostradoquehayunadbilrelacininversaentreladurezadelaguay
lasenfermedadescardiovascularesenloshombres,porencimadelnivelde170mgdecarbonato
decalcioporlitroenelagua.Laorganizacinmundialdelasaludharevisadolasevidenciasy
concluyeronquelosdatoseraninadecuadospermitirunarecomendacinparaunniveldela
dureza.
Laboratorio de Tratamiento de Aguas 39
-
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO. Facultad De Ingeniera Qumica.
UnarevisinposteriorporFrantiekKoek ,M.D.,Ph.D.Institutonacionaldelasalud
pblica,RepblicaChecadaunabuenadescripcindelasunto,einversamentealWHO,da
algunas recomendaciones para los niveles mximos y mnimos el calcio (4080 mg/l) y el
magnesio(2030mg/l)enaguapotable,ydeunadurezatotalexpresadacomolasumadelas
concentracionesdelcalcioydelmagnesiode24mmol/L.
Domestica
Enellavadodetextiles,lasaguasduraspresentaninconvenientesdebidoaqueloselementos
alcalinotrreos formansales insolubles con los cidos carboxlicos que componen los
jabones,precipitndolosyreduciendodeestaforma,suaccinlimpiadora.
Industr ia
Tienemuchosefectosadversosparamuchosfinesindustriales,comoporejemplo,paraeluso
delaguaencalderas,debidoaquelasincrustacionesqueocasionapuedenprovocarexplosin
delasmismas.
Laboratorio de Tratamiento de Aguas 40
-
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO. Facultad De Ingeniera Qumica.
PRACTICAN4
DETERMINACIONDELAALCALINIDAD(PARCIALOTOTAL)EN
AGUASNATURALES:METODOVOLUMETRICO
1. FUNDAMENTOTEORICO
Haytresclasesdealcalinidad:
- Bicarbonato(HCO3)
- Carbonatonormal(CO3)
- Hidrxida(OH)
Efectodelograraunadistincinentrelastresydeterminarlacantidadpresentedecadauna
deellas,unatitracinconcidoestndareshechausandodosindicadores.Losindicadores
usadosson:
- Lafenolftalena;C2OH1404
- Anaranjadodemetilo,[(CH2)2NC6H4N:NC6H4SO3Na]
Laboratorio de Tratamiento de Aguas 41
-
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO. Facultad De Ingeniera Qumica.
Lafenolftalenadcolorrosasoloempresenciadehidrxidocarbonatonormal.Elcambio
decolorrosaaincoloraseverificaaunpHigual8.3.
Elanaranjadodemetiloesamarillaenpresenciadealgunodelostrestiposdealcalinidady
rojaenpresenciademediocido.ElcambiodecolorocurreaunpHdeaproximadamentede
4.4
La alcalinidad al carbonato normal puede estar presente o en forma de hidrxida
bicarbonato,peronopuedenestarpresentesjuntasenlamismamuestra.Sihayalcalinidada
lafenolftalenaenunamuestra, staes debida alhidrxido alcarbonatonormal a
ambas.Sihayalcalinidadalanaranjadodemetiloesdebidoaunadelastresformasde
alcalinidadalaalcalinidadhidrxidaalcarbonatonormaljuntasalcarbonatonormal
albicarbonatojuntas.
Lassiguientesecuacionesmuestranlasreaccionesqueocurrencuandocadaunadelastresson
titradasconcido:
Bicarbonato:
2NaHCI3 + H2SO4 = Na2SO4+ 2H2CO3 (84)
Carbonatonormal:
2Na2CO3 + H2SO4 = 2NaHCO3 + Na2SO5(85)
2NaHCO + H2SO4 = Na2SO4+ 2H2CO3 (86)
Laboratorio de Tratamiento de Aguas 42
-
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO. Facultad De Ingeniera Qumica.
Hidrxida:
2NaOH + H2SO4 = Na2S04 + 2H20 (87)
Hay5formasposiblesdealcalinidadenunamuestra
1. Slohidrxida
2. Hidrxidaycarbonatonormal,
3. Slocarbonato
4. Carbonatonormalybicarbonato,y
5. SloBicarbonato.
Estas5formaspuedendistinguirseycuantificarsedeacuerdoalosresultadosdetitracincon
cido(ordinariamentelamuestraestituladaconcidosulfrico0.02N)quesemuestrana
continuacin:
Prepresentalaalcalinidadalafenolftaleina.
Trepresentalaalcalinidadtotalaquellaquemuestraelanaranjadodemetilo.
M representa la alcalinidad parcial o la mostradad por el anaranjado de metilo sin que
aparezcaalafenolftalena.
La condicin. se satisface completamente cuandoP=T M==, por que P indica el
hidrxidoelcarbonatonormal,peroelcarbonatonormalpodradarunvalorpositivodeM
porelpuntofinaldelafenolftaleinaocurrecuandolamitaddelareaccindelcarbonato
normalescompletada.SiM=0nohaypresentecarbonatonormal.
Laboratorio de Tratamiento de Aguas 43
-
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO. Facultad De Ingeniera Qumica.
Lacondicin2sesatisfaceplenamentecuandoOesmasgrandeque(1/2)TperomenosT,M
esmasgrandeque0.DesdequeMesmasgrandeque0debehaberalcalinidadalcarbonato
normal.Mmidelamitaddelcarbonatonorma,entonces,elcarbonatonormaligual2M=
2(TP).PerolacondicinestablecequePesmasgrandeque/1/2)Tmasgrandeque2M,
entonces, hay una alcalinidad hidrxida presente. la alcalinidad hidrxida es igual a la
alcalinidadtotalmenoslaalcalinidadalcarbonatonormalT2(TP)=2PT.
Lacondicin3sesatisfaceplenamentecuandoP=(1/2)TP=M.DesdequeMrepresenta
lamitaddelcarbonatonormalydesdequeP=M,entoncesPdeberepresentarslolaotra
mitaddelcarbonatonormal:
Carbonatonormal=2P=T
Lacondicin4esplenamentesatisfechacuandoPesmenorque(1/2)T(MesmasgrandeP).
MpuedesermasgrandequePslocuandobicarbonatoestpresenteenadicinalcarbonato
normal.Estoexcluyehidrxido.laalcalinidadrepresentadaporPesdebidaalamitaddel
carbonatonormal.entonces2P=carbonatonormalybicarbonato=T2P.
La condicin5 es satisfacer completamente cuando P=0. En este caso puede no haber
hidrxidocarbonatonormal.Laalcalinidadestotalmentebicarbonato=T.
Silosresultadosenlatitracindeunamuestrade100mlconH2SO40.02Nsesustituyenen
formacorrectaenlasfrmulasanterioresyestosresultadosmultiplicadospor10,losvalores
obtenidosrepresentanlaalcalinidadenppmentrminosdeCaCO3.Elfactorde10esusado
Laboratorio de Tratamiento de Aguas 44
-
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO. Facultad De Ingeniera Qumica.
porlosiguiente:1mldeH2SO40.02Nesiguala1mgdeCaCo3por100ml10mgpor1000
ml(1litro)10ppm.
2. Reactivos
Tiosulfatodesodio0,1N
Indicadorfenolftaleina
Acidosulfurico0,02N
Morado de metilo: solucin
conformadaporrojodemetilo0.1Nyazuldemetileno0.1N
3. Procedimiento
Pipetear100mldemuestraanalizardentrodeunfrascoerlenmeyerde250mlyagregue2
gotasdetiosulfatodesodio0.1Ny2gotasdefenolftaleina,silamuestranocambiade
color,esoindicaquelaalcalinidadescero,sicambiaarojogrosellatitularconH2SO40.02N
hastaquelasolucinseaincolora.Apuntaelnmerodemldecidoconsumido.
Adicionar3gotasdeindicadormoradodemetilo,sihaypresenciadebicarbonatoslamuestra
presentacolorverde,tituleconH2SO4 0.02Nhastaquevireamorado.Anotarelconsumo
decido.
C lculos:
Laboratorio de Tratamiento de Aguas 45
-
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO. Facultad De Ingeniera Qumica.
AGUAEMPOZADA(P=0.15ml;M=3.4ml)
Segasto:
Tiosulfatodesodio12gotas
Fenolftaleina14gotas
Color ROJOGROSELLA
ACsulfrico(0.02N)=0.15ml
+3gotasdemoradodemetilo soluci nturquesa
3.4mldeAcidosulfrico soluci nazulcielo
Laboratorio de Tratamiento de Aguas 46
-
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO. Facultad De Ingeniera Qumica.
AGUADEMAR(P=0.2ml; M=0.6ml)
Segasto:
Tiosulfatodesodio15gotas
Fenolftaleina10gotas
Color ROJOGROSELLA
ACsulfrico(0.02N)=0.15ml
+3gotasdemoradodemetilo soluci nturquesa
0.6mldeAcidosulfrico soluci nazulcielo
Laboratorio de Tratamiento de Aguas 47
-
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO. Facultad De Ingeniera Qumica.
4. Conclusiones
Deacuerdoalosresultadosdecimosqueenlasmuestrastomadashaymas
presenciadecarbonatosenelaguademarqueempozada
Elaguaempozadaesmsalcalinaqueelaguademar.
5. Bibliograf a
http://209.85.215.104/search?
q=cache:5mkEqU7dGPUJ:www.des_ia.umich.mx/~des_ia/fades06/C11.pdf
+determinacion+de+alcalinidad+laboratorio+tiosulfato+de+sodio&hl=es&ct
=clnk&cd=1&gl=pe
http://members.tripod.com/Arturobola/carbo.htm
Laboratorio de Tratamiento de Aguas 48
-
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO. Facultad De Ingeniera Qumica.
http://dialnet.unirioja.es/servlet/articulo?codigo=82200
PRACTICAN5
INTRODUCCION
Elcloroeselundcimoelementomscomndelacortezaterrestre(el0,045%destaescloro)
yestampliamenteextendidoenlanaturaleza.Loscientficoshandetectadomsde2.400
compuestosbasadosenel cloro. stosse producendeformanaturalcomoresultadodela
reaccindelcloroconloscompuestosorgnicosexistentesenelmedioambiente.Algunosde
ellosposeenpropiedadesantibacterianasyanticancergenas.Lasprincipalesfuentesnaturales
Laboratorio de Tratamiento de Aguas 49
-
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO. Facultad De Ingeniera Qumica.
deloscompuestosorganocloradossonlosocanos(casiun3%delosmismosescloro), los
incendiosforestalesylaactividadmictica.
La misma vida animal depende del cloro y de sus cualidades para reaccionar con otros
elementos.Enlossereshumanos,lasangre,lapielylosdientescontienencloro,inclusolos
leucocitos o los glbulos blancos de la sangre necesitan este producto para combatir las
infecciones.
Elclororealizaunadoblefuncinparamantenerlacalidaddevidadelaspersonas:porun
lado,eselelementoimprescindibleparaeltratamientoylapotabilizacindelaguayparala
prevencinyelcombatedeenfermedadesinfecciosas;y,porelotro,eslamateriabsicaparala
fabricacindebuenapartedelosproductosqueutilizamosennuestraactividaddiaria.
DETERMINACIONDECLORO
I. OBJETIVOS
Conocerunmtodoparaladeterminacindedemandadecloroellasaguas.
Determinarlacantidaddedemandadecloroquepuedentener lasdistintasaguas
comoson:aguadepozo,aguadero,aguademaryaguadecao.
Determinarcuantitativamentelademandadecloroconcantidadesdeaguadecloro
vertidasenlasmuestras.
II. FUNDAMENTOTEORICO
Laboratorio de Tratamiento de Aguas 50
-
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO. Facultad De Ingeniera Qumica.
ELCLORO
Elcloroesungasampliamentedistribuidoenlanaturaleza,sucapacidaddereaccines
tal,queesmuyextraoencontrarlocomogaslibre.Esconocidoelpeligropotencialpara
lasaludeltrabajarensumanufacturayenusosindustriales.
Elclorogasensesungascustico,irritante,amarilloverdoso,cuyopesosuperaeldoble
delpesodelaire.Esmanufacturadopasandoelectricidadatravsdeunasolucindesal
demesayentoncesesusualmentecomprimidoalquidoparaempaqueyalmacenamiento.
El manejo y uso de ambos, cloro lquido y cloro gaseoso requiere atencin a las
precaucionesdeseguridad.
Elcloroesusadoenmuchasindustriascomoblanqueadordematerialesblancosusadosen
industriasdepapelytextiles,ascomoenlaelaboracindefibrasdecelulosaparafbricas
sintticas.Envistaqueestambinunpoderosodesinfectanteesusadoparapurificaragua
debebida,paradesinfectarpiscinasdenatacinytratamientodeaguasservidas.Enla
industria qumica es usado para la manufacturacin de qumicos tiles tales como
solventes,gasesrefrigerantes,plsticos,productosdegomaymicrobicidas.
ElcloroenelcomercioestclasificadoporelDepartamentodetransportedelInstitutodel
Cloro,comoungascomprimidonoinflamable.Elcloroencilindrosseencuentraenambas
fases:lquidoygas.Todoslosenvasesusadosenlatransportacindecloroascomotodo
sobre su transporte, es controlado por las regulaciones gubernamentales. Es
responsabilidad de cada persona envasadora, transportadora o usuario del cloro, el
conocimientoycumplimientodeestasregulaciones.
Laboratorio de Tratamiento de Aguas 51
-
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO. Facultad De Ingeniera Qumica.
Elcloroesunelementoqumico.Niesestadogaseoso,nienestadolquidoesexplosivoo
inflamable;ambosreaccionanqumicamenteconmuchassustancias.Elcloroessumamente
soluble,nicamenteenagua.
En su fase gaseosa tiene un color caracterstico y un color amarillo verdoso, siendo
aproximadamente2vecesmaspesadoqueelaire.Asqueencasodefugadeuncilindro
odelsistemadecloracin,l buscar el nivelbajodeledificio oreadondeel escape
ocurra.Elclorolquidoesclaro,decolormbaryescercade1a1vecesmaspesadoque
elagua.Apresinatmosfrica,supuntodeebullicinestcercadelos30F(34.4C).
Cuandosevaporizaunvolumendeclorolquido,puedeproducircercade460volmenes
de gas. Si bien el cloro gas no reacciona con muchos metales, l es muy reactivo
(fuertementecorrosivo)cuandolahumedadsehacepresente.
Amenosqueseindiquelocontrario,lapalabracloroutilizadaaqu,serefiereacloroseco.
Cloro:Elementoqumicoencualquierestadoocondicin,puedeexistirbajolas
condicionesporelmomentoconsideradas.
Clorolquido:Esungascomprimidoolicuadoparaempaquecomercial.
Clorogas:Esclorosecoenestadogaseoso.
Cloroseco:Elcloro,lquidogaseosocontienenomasde150ppmdeagua.
Clorohmedo:Elcloro,lquidoogaseosoquecontienemasde150ppmdeagua
(porpeso).
Cloromojado:Sinnimodeclorohmedo.
Clorogassaturado:Clorogasentalescondicionesquelaremocindecualquier
calorcausaralacondensacinalquidodealgunaporcindel.Estetrminonodebe
serconfundidoconclorohmedoomojado.
Laboratorio de Tratamiento de Aguas 52
-
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO. Facultad De Ingeniera Qumica.
Clorolquidosaturado:Elclorolquidoest encondicionestalesquecualquier
adicindecalorpuedecausaralgunavaporizacindegas.Estetrminonodebeser
confundidoconelclorohmedoomojado.
Solucindecloro:Unasolucindecloroenagua(paralasolubilidaddelcloroen
agua).
DESINFECCIONCONCLORO
El cloro continuo siendo la sustancia qumica que ms econmicamente, y con mejor
controlyseguridadsepuedeaplicaralaguaparaobtenersudesinfeccin.
Cuandoelcloroseaplicaalagua,lareaccinqumicaqueseproduceeslasiguiente:
Cl 2+H 2O HOCL+H +CL
Reaccinquesecomplementahacialaderechaalcabodevariashoras,as:
HOCL H ++OCL
Ladesinfeccinrequiere,dependiendodeltipodeagua,unmayoromenorperododecontacto
yunamayoromenordosisdeldesinfectante.Generalmente,unaguarelativamenteclara,pH
cercadelaneutralidad,sinmuchasmateriasorgnicasysinfuertescontaminaciones,requiere
deunoscincoadiezminutosdecontactocondosismenoresaunmg/l.Decloro.Encadacaso
deberserdeterminadaladosismnimarequeridaparaquepermanezcaunpequeoresiduo
librequeasegureunaguaexentaencualquiermomentodeagentespatgenosvivos.
Cuandoseaplicansoluciones,comolasdehipocloritodecalcioodesodio,debertomarseen
cuentasucontenidodecloro,expresadoenlaformadecidohipocloroso,conobjetodefijarlas
Laboratorio de Tratamiento de Aguas 53
-
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO. Facultad De Ingeniera Qumica.
dosificaciones.Tambindebenconsiderarselasconcentracionesdelassoluciones.Porejemplo:
unproductocomercial,elhipocloritodecalcio,con98%depureza,dar:
(ClO)2Ca+H2O2ClOH+Ca
Elpesomoleculardelcidohipoclorosoesdeaproximadamente52,yeldelhipocloritode
calcioesdeaproximadamente144.
Luego2x52/144=0.722y0.722x0.98=0.71;esdecir,71%deClutilizableenla
formadecidohipocloroso.
Elcloroseencuentraentresestadosfsicos:gaseoso,lquidooslido.Elequiporequerido
paraladosificacindelclorodependedelestadoenquestesevayaadosificar.
Cloro gaseoso en solucin acuosa. Elclorovieneembaladoencilindrosypara
poderpasarloaunasolucinacuosaserequieredeaguaapresin.Porlacomplejidady
peligrosidadenelmanejodelclorogaseoso,estesistemaesmsutilizadoenplantasde
purificacinconvencionalesparaacueductosdegrantamao.
Aplicacin directa del c loro gaseoso. Este sistema de aplicacindel cloro
gaseosoesutilizadoeninstalacionesrelativamentepequeas,peroteniendoencuenta
queserequiereunaciertainfraestructurayadiestramientodelosoperarios.
Aplicacin del c loro s l ido o l quido. Eninstalacionespequeasresultaser
ms econmicoyfcil el empleo del cloroen cualquiera deestos dos estados. Los
hipocloritos (sales del cido hipocloroso) pueden ser obtenidos comercialmente en
cualquieradeestasformas.Algunosdeellosson:
Laboratorio de Tratamiento de Aguas 54
-
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO. Facultad De Ingeniera Qumica.
Hipoclorito de calcio: El hipoclorito de calcio ms usado es el HTH (High Test
CalciumHypoclorite),elcualvieneenformagranular,polvootabletas.Suaplicacin
puedeserdirectaomediantelapreparacinpreviadeunasolucinacuosa.
Hipoclorito de sodio: Este hipoclorito viene en forma lquida en diferentes
concentraciones.PorejemploelPeclorito130(130g/L).
El cloro es unelementomuycorrosivo y por lo tanto se debe tener precaucinensu
manejo; adicionalmente los equipos empleados debenser de materiales resistentes a la
corrosin.
Loshipocloritoslquidossondosificadosmedianteelempleodehipocloradores,loscuales
sonbombasdedesplazamientopositivo,dediafragmaopistn,conelementosresistentesa
lacorrosindelcloro.Parahacerladosificacindeunhipoclorito,esnecesariohaceruna
dilucindelaconcentracininicialdeclorode0.5a1.0porcientoenpeso.
Enlaprctica,elclorolquidoseobtieneencilindrosapresinconcapacidadesde100,
150y2.000libras(4688y908Kg.).Elclorolquidosegasificaencuantodejadeestar
sometidoapresinylosaparatosdosificadores(cloradores) loaplicancomotalobien
disueltoenagua.Elcloroseobtieneenlaformadehipocloritodecalcioosodioyse
aplicancomosuspensiones.Paradosificacionesquerequierangranexactitudseutilizael
gascloroaplicadoconaparatoscloradoresdealtaprecisin.
ElpHdelaguadelaguatieneunamarcadainfluenciaenlacloracindelasaguas.Por
ejemplo,apH6unasolucindecloroescasi100%HCLOybajaaunporcientomnimoa
pH9.
Laboratorio de Tratamiento de Aguas 55
-
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO. Facultad De Ingeniera Qumica.
DETERMINACIONDELACAPACIDADDELCLORADOR
Muchosfactoresdeterminanlaexactacantidaddecloroadosificarenunaaplicacin
dada para obtener los resultados deseados. Los dosificadores de gas cloro funcionan
abarcando una amplia gama de dosificaciones y normalmente pueden convertirse
fcilmenteendosificadoresdecapacidadmayoromenor.Elcaudalmximodeunclorador
esporlomenosveintevecessudosificacinmnima,concualquiercapacidaddadadel
tubo medidor. Como una ayuda a los lectores no familiarizados con algunos de los
trminosbsicosutilizadosencloracinyentratamientodeaguayaguasresiduales,las
siguientesdefinicionespuedenserletiles:
a) DOSIFICACION. La cantidad de cloro aadida al agua o aguas
residuales,expresadaenpartespormilln(PPM)omiligramosporlitro(mg/L).
b) DEMANDA. La cantidad de cloro requerida para reaccionar con las
substancias orgnicas e inorgnicas, y destruir las bacterias contenidas en el
suministrodeagua.
c) EFLUENTE.Ladescargadelquidodeunaplantadetratamientoodeuna
partedelequipoodepsitodentrodelaplanta.
d) DBO. DemandaBioqumicadeOxgeno; lacantidadrequeridadeoxgeno
paralaoxidacinqumicaybiolgicadelassubstanciascontenidasenelaguaenun
tiempoespecfico,bajocondicionesespecficas.
Laboratorio de Tratamiento de Aguas 56
-
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO. Facultad De Ingeniera Qumica.
e) CLORO RESIDUAL. La cantidad de cloro remanente despus de un
periododecontactoespecificado.Esnecesariomantenerunniveldeclororesidual
paraasegurareltratamientocompletoyadecuado.Margendeseguridadcontrauna
subsiguientecontaminacin.
f) CONTRAPRESION. Lapresinenunatuberaenlaqueelclorotieneque
inyectarsemslaprdidadepresinenlatuberadesolucindesdeeleyectoralpunto
deaplicacin.
Lacantidaddeclororequeridaparaefectuarladesinfeccin(dosificacin)ocualquierotrotipodetratamientodependede:Lademandadecloroenelagua,lacantidadytipode clororesidualrequerido;eltiempodecontactodelcloroenelagua,latemperaturadel agua,elvolumendelflujoatratar.Lademandadeclorosedefinecomoladiferenciaentrelacantidaddecloroaplicadaalaguaylacantidaddeclorolibreresidual,combinadoresidualototalresultantealfinaldeunespecficoperododecontacto.
Las diferentes sustancias presentes en el agua, influyen en la demanda de cloro ycomplicanelusodecloroparaladesinfeccin.Porlotantoesnecesarioaplicarsuficientecloronosoloparadestruirorganismos,sinotambinparacompensarelcloroconsumidoporesassustancias.
Eltipoycantidaddeclororesidualrequeridoparaunaaplicacinparticular,ascomoeltiempodecontactonecesario,varadetiempoentiempoydelugarenlugar.Adicionalmente cualquier tipo de restriccin impuesta por las autoridades de saludpblica,debernsertomadasenconsideracin.
Laboratorio de Tratamiento de Aguas 57
-
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO. Facultad De Ingeniera Qumica.
Losresultadosobtenidoseninstalacionesanteriores,puedenserutilizadoscomounaguaen la seleccin del tratamiento a seguir. As mismo, es conveniente realizar algunaspruebasdelaboratorio,enplantasexistentesoenplantaspilotosparaobtenereltipode tratamiento requerido. Las pruebas son especialmente importantes cuando se desearealizaruntipodecloracinconvariosobjetivos(desinfeccinyotrasfinalidades).LosdatosaportadosenlaTablaNo1sonvaloresaproximadosyseutilizancomoguaparaelclculodelacapacidaddeldosificador.
Dosif icaciones T picasenppm
Tratamiento de Cloracinpara:
Dosif icacin T pica en partes por mil ln(ppm)
AGUARefrigeracinEnfriamientoLavadoachorroPozoSuperficial
35205015110 Existen muchas variables que pueden
afectar al agua de superficie y al tratamientorequerido
AGUASRESIDUALESAguasresidualesEfluentefiltropercoladorEfluentefangoactivadoEfluentefiltrodearena
1520
Dosispromedio38
ALGAS 35BACTERIAS 35
BACTERIASFERROSAS 110 variandoconlacantidaddebacteriasacontrolar
CIANUROReduccindeCianatoDestruccincompleta
2veceselcontenidodeCianuro8,4veceselcontenidodeCianuro
Laboratorio de Tratamiento de Aguas 58
-
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO. Facultad De Ingeniera Qumica.
COLOR(el iminacin)
La dosificacin depende del tipo y de lacantidaddecolorquedeseeeliminar.Puedevariardesdeunadosificacinde1a500ppm
LIMO 35OLOR 13PISCINAS 15PrecipitacindeHier roPrecipitacindeManganeso
0.64veceselcontenidodeFe1.3veceselcontenidodeMn
REDUCCIONDEDBO 10SABOR 13SULFURO DE
HIDROGENOControldesaboryOlorDestruccin
2veceselcontenidodeH2S8,4veceselcontenidodeH2S
PRESENCIADECLORO
CloroTotal
ElCloroTotaleselCloroqueestpresente,libreocombinado(lmite)enambasformas.
CloroDisponible
El Cloro Disponible libre (Cdl) es el Cloro que est presente en forma de cido
Hipocloroso,IonesdeHipocloritoocomoCloro elementaldisuelto. ElClorodisponible
libreesaquelquenohareaccionadoconalgoylibreenelsentidoquepuedeyreaccionar
cuandosenecesite.
Combinacin del Cloro
El Cloro combinado es el fragmento de Cloro total que est presente en forma de
cloraminasocloraminasorgnicas. Enotrostrminos:Cloroquesecombinaconotros
Laboratorio de Tratamiento de Aguas 59
-
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO. Facultad De Ingeniera Qumica.
elementos o compuestos orgnicos pero todava es un desinfectante eficaz. Se ha
encontradoqueelClorocombinadoesmseficazqueelCloropuroparaelcontroldel
crecimientobacterianomedianteladesinfeccin.LasCloraminassonunejemplodeCloro
combinado.
CloroResidualTotal
El Cloro Residual Total (CRT) es el total de Cloro disponible libre y combinado. La
cantidaddeCloromensurablequepermanecedespusdetratarelaguaconCloro,esdecir
la cantidadde Cloro remanenteen el aguadespus que la demandade Cloroha sido
satisfecha.
CloroResidualDisponible
ElCloroResidualDisponiblelibre(CRD)eselClorolibredisponibledespusdetratarel
aguaconCloro.EsaporcindelClororesidualdisponibletotalsecomponedegasCl2
Disuelto), cidohipocloroso(HOCl), IondeHipoclorito(OCl) remanenteenel agua
despus de la desinfeccin con Cloro. Esto no incluye el Cloro que se combin con
amonaco,nitrgenouotroscompuestos.
CloroResidualCombinado
CloroResidualcombinadoescuandoelClororeaccionaconelementosorgnicosformando
distintascloraminas. steesunresiduodel Cloroquehabiendoreaccionadoconotros
qumicosenelagua,perdialgodesufuerzadesinfectante.
DemandadeCloro
Laboratorio de Tratamiento de Aguas 60
-
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO. Facultad De Ingeniera Qumica.
Demandade Cloro es la diferencia entre la cantidadde Cloro agregadaal aguay la
cantidaddeClororesidualquepermanecedespusdeuntiempodadodecontacto. La
demandadeCloropuedecambiarconladosificacin,tiempo,temperatura,pH,naturaleza
ycantidaddelasimpurezasenelagua.LademandadeCloro,mg/L=Cloroaplicado,
mg/LResidual,mg/L
Requer imientodeCloro
Requerimiento de Cloro es la cantidad de Cloro que se necesita para un propsito
particular.UnagregadodeterminadodeClororeduceelnmerodeBacteriascoliformes
(NmeroMsProbableNMP),obteniendounparticularresiduodeCloro,uoxidando
algunasustanciaenelagua.Encadacasosernecesariaunadosificacindefinidade
Cloro;estadosificacineselrequerimientodeCloro.
III. REACTIVOSYMATERIALES:
Insumos:
Aguadecao
Aguadero
Aguademar
Aguadepozo
Reactivos:
Aguadecloro
CristalesdeIK
Solucindealmidon
Laboratorio de Tratamiento de Aguas 61
-
Mater iales:
Vasosprecipitados
Piceta
Probeta
Pipetas
IV.PROCEDIMIENTO
Enprimer lugar, en10vasos precipitadosadicionar25mlde aguadecaopara
realizarlaprueba.
Agregaracadavasocolocarelaguadecloroentre0,5ml,1ml,1,5ml,,hasta5ml,
agitarbiencadavasoydejarreposarpor30min.
-
AdicionarcristalesdeIKy1mldesolucindealmidn,acadaunodelosvasosy
mezclar.
-
Identificarelfrascoquemuestreunacoloracinazulmsfuertecomparadaconlas
dems.
Seobservaqueelvaso10tuvounvirajealcolorazulmasintenso,
porlotantoesteeselvasoquenosindicarlacantidaddedemandadecloroparala
muestradelaguadecao,enestevasosecoloco5mldeaguadecloro.Losdems
vasostambintieneunvirajealcolorazulperodbil.
Armamosnuestroequipodetitilacinenlaburetasecolocarael
tiosulfatodesodio0.1Nysecolocaraelvasoqueseobtuvoconmascoloracionque
fueenvasoN
-
LuegodelatitulacinSeobtuvounvolumengastadoparaquela
solucinazulina pasara a una coloracintransparente se gasto 1 gota de
tiosulfatodesodio.
Realizandolosclculosparalacantidaddedemandadeclorodela
muestra:
Calculos:
ppmCLORO=0.05x5ppm
=0.025ppmCl
VI. CONCLUSIONES:
Elmtodoesefectivosiseutilizancorrectamentelascantidadesdecloroquevan
desde05ml,alsiguiente1ml,,alultimovaso5ml,
-
El anlisis de demanda de cloro se realizo con el agua de cao que arrojo una
demandadeclorode0,0025ppmdecloro,siendoestalacantidaddeclororequeridapara
reaccionarconlassubstanciasorgnicaseinorgnicas,ydestruirlasbacteriascontenidas
enelaguadecao
Realizandounacomparacinsepuededecirqueelaguadecaotieneunademanda
menordecloroensucontenido.
VII. RECOMENDACIONES:
Antesdecomenzarlaexperienciasedeberdetenertodoslosinstrumentosnecesarios
enperfectascondicionesdelimpieza.
Lavarbien los vasos precipitadosyenjuagarlos antes con la muestrayaqueesto
homogenizaloscomponentesdelvaso.
Tenercuidadoalagregarlosinsumosalasmuestras,estosdebeestarcorrectamente
medidos.
No combinar las pipetas utilizadas porque estas podran alterar los insumos
utilizados.
VII. BIBLIOGRAFIA:
TratamientoBiolgicodelasaguasresiduales.EduardoRonzano,JosLuisDapena.
EditorialMadrid..
-
PRACTICAN6
DETERMINACIONDELCLORORESIDUAL
I)OBJETIVO:
Determinacindelclorolibreenaguasnaturalestratadas.
II)FUNDAMENTOTEORICO
Introduccin
El cloro proporciona una seguridad satisfactoria en eliminar los grmenes infecciosos ysuprimir el riesgo de contaminacin de un sistema que haya sufrido los efectos de unacontaminacin.Elclorotieneunpoderoxidantemuyimportante,puedeemplearseenformadegas,bixidodeclorodehipocloritos.
Lacloraciondeaguasdesuministroyaguasresiduales,sirveprincipalmenteparadestruiro desactiva microorganismos que producen enfermedades. La proporcin relativa de lasdiferentesformasdeclororesidual(clorolibre,Cl2,acidohipocloroso,ionhipoclorito),dependedelpHydelatemperatura.
a).Clororesiduallibre,olaconcentracindeclororesidualqueexistebajolaformadeacidohipoclorosoeionhipoclorito
-
b).Clororesidualcombinado,olaconcentracindeclororesidualqueexisteencombinacinqumicaconamoniooconcompuestosorgnicosnitrogenados.
El cloro en solucin existe como cloro libre disponible por ejemplo en iones OCl (ionhipoclorito)oacidohipoclorosoycomoclorocombinadodisponible.
Elcomponenteactivoesel hipocloritoel cual reaccionaparadaracidohipoclorosodelasiguienteforma:
NaClO+H3O+ HClO +H2O
Alavezelacidohipoclorososeionizaproduciendoelionhipoclorito
REACCIONESDELADETERMINACIONVOLUMETRICADELHIPOCLORITODESODIO
Elhipocloritopresentaunareaccindeoxidoreduccinsegnlasiguienteecuacin
NaOCl+2KCl+2CH3COOH NaCl+I2+H2O+2CH3COOK
Parareconocerlareaccinanteriorseagregasolucindealmidnconloquereaccionaelyodotornndosedecolorazul
I2+2Na2S2O3 NaI+Na 2S4O6
III)PARTEEXPERIMENTAL
3.1).Materialesyreactivos:
Materiales:
MatrazerlenmeyerPicetaBuretaSoporteuniversalPipetaVasosprecipitadosBagueta
-
Reactivos:
YodurodepotasioTiosulfatodesodioSolucindealmidn
3.2).ProcedimientoExperimental
CLORORESIDUALMETODOVOLUMETRICO
Pesar1grdealmidnsolubleyagregarloenunmatraz,luegoagregar10mldeaguadestilada yhomogeneizar. Enotromatrazcolocar 90mlde aguadestilada y llevarloa ebullicin,estandoenebullicinagregarlelos10mldesolucindealmidn,dejarenebullicindurante10minutos.Retirardelfuego,enfriaryenrasara100mlconaguadestilada.
1. Prepararunasolucindetiosulfatodesodioa0.001Nparalatitilacindelaguaresidual.
2. Instalarelequipoparalatitilacin
3. Lamuestraparaanalizarenestaexperienciaserealizaraconaguapotablecolocarenunmatraz200mldeaguapotable.
4. Luego adicionemos los siguientes reactivos 1gr. de cristales de KI, 1 ml de HCl(concentrado)
5. Procedemosaagitar,luegoleagregamoselalmidn1mlseutilizacomoindicadoryaquelasolucinsetornaradeunacoloracinazulelcualnosindicaralapresenciadecloroenlamuestra.
6. Luegoprocedemosatitularlamuestracontiosulfatodesodiodondeobservaremosquelasolucinsetornaraaincolorayanotamoselvolumengastado.
IV)RESULTADOSYCALCULOS
Paraaguapotable:
-
Paraaguadepileta:
V) CONCLUSIONES:
Engeneral,unvalordereferenciaparalaconcentracindeclororesidualen
aguapotableesde1,5mg/l.
Ladeterminacinvolumtricaesunmtodoaplicablealadeterminacinde
clororesidualenaguasdeconsumoconconcentracincomprendidaentre0,1y
4mg/l.
PRACTICAN7
COAGULACINYFLOCULACIN
X. OBJETIVOS
Elobjetivoprincipaldestaprcticaessepararlosslidosdeunasolucin. clarificarelagua,haciendousodesustanciasqumicasadecuadas. Observarlafloculacinqueproducenlosdiferentesreactivosqumicos. Compararquereactivoqumicofloculamsrpidolasolucinturbia.
XI. FUNDAMENTOTEORICOLostratamientosfsicoqumicoscubrenunaseriedeobjetivos,deloscualescabradestacarlossiguientes:
A) Aguasres iduales:Reduccindeslidosensuspensinymateriaorgnica(DQOyDBO)comoalternativaaltratamientobiolgico.
-
Laminado o estabilizacin de cargas contaminantes para controlar la entrada a lostratamientosbiolgicos.Reduccindecontaminantesindustrialesnobiodegradables(sobretodometalespesados).Eliminacindefsforo.Espesamientodelodos.
B) Aguaspotables:Eliminacindecolor,olor,turbidez,etc.,deaguasderosyembalses.Eliminacindedurezaparaaguaspotablesoaguasdecalderas.
OPERACIONESDECOAGULACINYFLOCULACIN
Las aguas potables o residuales, en distintas cantidades, contienen material suspendido,slidos que pueden sedimentar en reposo, slidos dispersados que no sedimentan confacilidad.Unaparteconsiderabledeestosslidosquenosedimentanpuedensercoloides.Enloscoloides,cadapartculaseencuentraestabilizadaporunaseriedecargasdeigualsignosobresusuperficie,haciendoqueserepelandospartculasvecinascomoserepelendospolosmagnticos. Puesto que esto impide el choque de las partculas y que formen as masasmayores,llamadasflculos,laspartculasnosedimentan.Lasoperacionesdecoagulacinyfloculacindesestabilizan los coloides y consiguensusedimentacin. Estose lograpor logeneralconlaadicindeagentesqumicosyaplicandoenergademezclado.
LostrminosCoagulacinyFloculacinseutilizanambosindistintamenteencolacinconlaformacindeagregados.Sinembargo,convienesealarlasdiferenciasconceptualesentreestasdosoperaciones.Laconfusinprovienedelhechodequefrecuentementeambasoperacionesseproducen de manera simultnea. Para aclarar ideas definiremos Coagulacin como ladesestabilizacin de la suspensin coloidal, mientras que la Floculacin se limita a losfenmenosde transportede las partculas coaguladasparaprovocar colisiones entre ellaspromoviendosuaglomeracin.Portanto:
CoagulacinLa coagulacin es la desestabilizacin de las partculas coloidales producida por laeliminacindelasdoblescapaselctricasquerodeanatodaslaspartculascoloidales,conlaformacindencleosmicroscpicos.
Floculacin
-
Aglomeracin de partculas desestabilizadas primero en microflculos, y ms tarde enaglomeradosvoluminososllamadosflculos.En la Figura 1 se muestra como los coagulantes cancelan las cargas elctricas sobre lasuperficiedelcoloidepermitiendolaaglomeracinylaformacindeflculos.Estosflculosinicialmente son pequeos, pero se juntan y forman aglomerados mayores capaces desedimentar.Parafavorecerlaformacindeaglomeradosdemayortamaoseadicionanungrupodeproductosdenominadosfloculantes.Cuandoseaproximandospartculassemejantes,suscapasdifusasinteractanygeneranunafuerzaderepulsin,cuyopotencialderepulsinestenfuncindeladistanciaquelosseparaycaerpidamenteconelincrementodeionesdecargaopuestaaldelaspartculas.Estoseconsiguesloconlosionesdelcoagulante(Figura2).Existeporotrolado,unpotencialdeatraccinEaentrelaspartculasllamadasfuerzasdeVanderWaals,quedependendelostomosqueconstituyenlaspartculasydeladensidaddeestosltimos.SiladistanciaqueseparaalaspartculasessuperioraLlaspartculasnoseatraen.Eeslaenergaquelasmantieneseparadas.
Figura1. Desestabilizacindelcoloideycompresindelacapadifusa.
-
Figura2. Fuerzasdeatraccinyrepulsin
Laprecipitacindelcoloideimplicaportantodosetapas:1)Desestabilizacin.Lasteorassobreelmecanismodeestefenmenosebasanenlaqumicacoloidalydesuperficies.2)Transportedencleosmicroscpicosparaformaragregadosdensos.Lateoradeltransporteestbasadaenlamecnicadefluidos.
ColoidesLasespeciescoloidaleshalladasenaguassuperficialesyresidualesincluyenarcillas,slice,hierro, metales pesados, color slidos orgnicos comopor ejemplo residuos de animalesmuertos.Se han postulado diversas teoras para describir el fenmeno de las repulsiones entrepartculas coloidales. Prcticamente, todo lo que se necesita paradefinir el sistemaes ladeterminacindelanaturalezaylamagnituddelacargadelapartcula.Lamagnituddelacarga,ilustradaporlacapaqueenlaFigura1rodeaalcoloide,determinalocercaquepuedenaproximarselaspartculas.
ElpotencialZesunamedidadeestafuerzaderepulsin.Paracoloidesenfuentesdeaguanatural,conunpHentre5y8,oscilaentre15y30mV.Cuantomayores,envalorabsoluto, mayores la cargade la partcula. Amedida quedisminuyeel potencial Z las partculaspuedenaproximarseaumentandolaposibilidaddeunacolisin.Loscoagulantesproporcionancargasdesignocontrarioparaeliminaresepotencial.Lacoagulacinsepuedepresentaraunpotencial pequeo sin necesidad de neutralizarlo por completo. Si se aade demasiadocoagulantelaspartculassecarganahoraconelsignocontrarioypuedenvolveradispersarse.
Mezcladodel coagulante
-
Para complementar la adicin del coagulante se requiere del mezclado para destruir laestabilidad del sistema coloidal. Para que las partculas se aglomeren deben chocar, y elmezcladopromuevelacolisin.Elmovimientobrowniano,movimientocaticocomunicadoalaspartculaspequeasalserbombardeadaspormolculasindividualesdeagua,estsiemprepresentecomounafuerzahomogeneizadoranatural.Sinembargo,casisiempreesnecesariaenergaadicionaldemezclado.Unmezcladodegranintensidadquedistribuyaalcoagulanteypromuevacolisionesrpidaseslomsefectivo.Tambinsonimportantesenlacoagulacinlafrecuenciayelnmerodecolisionesentrelaspartculas.As,enaguasdebajaturbidez,puederequerirselaadicindeslidosparaaumentardichascolisiones.
Crecimientodelos flculos
Unavezquesehaaadidoelcoagulanteyseharealizadolaoperacindecoagulacinsepasa a la formacin de flculos mayores. Puede ocurrir que el flculo formado por laaglomeracindevarioscoloidesnosealosuficientementegrandecomoparaasentarseconlarapidezdeseada.PorelloesconvenienteutilizarproductoscoadyuvantesdelafloculacinsimplementedenominadosFloculantes.Unfloculanterenepartculas enunared, formandopuentesdeunasuperficie aotrayenlazandolaspartculasindividualesenaglomerados.Lafloculacinesestimuladaporunmezcladolentoquejuntapocoapocolosflculos.Unmezcladodemasiadointensolosrompey rara vez se vuelvena formar en su tamao y fuerza ptimos. Unabuena floculacinfavoreceelmanejodellodofinalparasudesecacin,filtrado,etc.
REACTIVOSCOAGULANTESYFLOCULANTESMSCOMUNES
Coagulantes met l icosHistricamente, los coagulantes metlicos, sales de Hierro y Aluminio, han sido los msutilizadosenlaclarificacindeaguasyeliminacindeDBOyfosfatosdeaguasresiduales.Tienenlaventajadeactuarcomocoagulantesfloculantesalmismotiempo.Formanespecieshidratadascomplejascargadaspositivamente:
SinembargotienenelinconvenientedesermuysensiblesauncambiodepH.SistenoestdentrodelintervaloadecuadolaclarificacinespobreypuedensolubilizarFeAlygenerarproblemas.Acontinuacinvemoslosmsutilizados:
SulfatodeAlmina: ConocidocomoAlumbre,esuncoagulanteefectivoenintervalos.depH6a8.Produceunflculopequeoyesponjosoporloquenoseusaenprecipitacinpreviadeaguasresidualesporlaaltacargacontaminantedelagua.Sinembargosuusoestgeneralizadoenel tratamientodeaguapotableyen lareduccindecoloides orgnicosyfsforo.
-
Sulfato Fr r ico: FuncionadeformaestableenunintervalodepHde4a11,unodelosmsampliosconocidos.Producenflculosgrandesydensosquedecantanrpidamente,porloque est indicado tanto en la precipitacin previa como en la coprecipitacin de aguasresiduales urbanas o industriales. Se emplea tambin en tratamiento de aguas potablesaunqueenalgncasopuedeproducirproblemasdecoloracin.
Cloruro Fr r ico: EssimilaralanterioraunquedeaplicacinmuylimitadaportenerunintervalodepHmscorto.Esenrgicoaunquepuedepresentarproblemasdecoloracinenlasaguas.Aluminato sdico: Seempleapoco. Suusomshabitualeseliminarcolor apHbajo.Ademssepuedeusarenelablandamientodeaguaconcal.
COADYUVANTESDELAFLOCULACIN
Lasdificultadesquepuedenpresentaralgunoscoloidesdesestabilizadosparaformarflculospesadosquesedimentanbienhandadolugaralabsquedadesustanciasqueayudanalaformacindeestosflculos.Entrelasdificultadesquesepuedenpresentarenunprocesodefloculacinestn:
Formacindeflculospequeosdelentasedimentacin.Formacinlentadeflculos.Flculosfrgilesquefragmentanenlosprocesosdeacondicionamientodellodo.Formacindemicroflculosquepasanporlosfiltros.Para eliminar estas dificultades y lograr flculos grandes y bien formados de fcilsedimentacinsehanutilizadosustanciasyprocedimientosmuyvariados.Losmsusadossonlossiguientes:
Oxidantes : Comolapercloracin,queenparteoxidalamateriaorgnicayrompeenlacesenloscoloidesnaturales,ayudandoaunamejorfloculacinposterior.
Adsorbentes : Lasaguasmuycoloreadasydebajamineralizacinenquelosflculosdealuminiohierrotienenmuypocadensidad,coagulanmuybienalaadirarcillaquedalugaraqueseadsorbayorigineflculospesadosdefcilsedimentacin.Otrosadsorbentessonlacalizapulverizada,sliceenpolvoycarbnactivo.
S l ice act iva: Algunos compuestos inorgnicos pueden ser polimerizados en aguaparaformarpolmerosfloculantesinorgnicos.EsteeselcasodelasliceactivaquepresentaunaaltaefectividadcomoauxiliardeltratamientoconAlumbre.
POLIELECTROLITOS
-
Sonpolmerosorgnicosconcargaelctrica.Inicialmenteseutilizaronlosdeorigennatural,comoalmidn, celulosa, gomas de polisacridos, etc. Hoy se usan una gran variedad depolielectrolitossintticos.Puedenactuarsolosocomocoadyuvantesparafloculacin.Lospolielectrolitospuedenclasificarseen:
Catinicos: Cargadospositivamente.Aninicos: Cargadosnegativamente. No inicos: Nosonpolielectrolitos en sentido estricto aunque exhiben en disolucinmuchasdelaspropiedadesfloculantesdelosanteriores.
Lospolielectrolitoscatinicossonpoliaminasquesehidrolizanenaguacomosigue:
PuestoquelahidrlisisdaOH,apHaltosefuerzalareaccinalaizquierdayelpolmerosevuelvenoinico.Deformasemejante,lospolmerosaninicosincorporanasuestructuraungrupocarboxiloqueenaguaseionizadelsiguientemodo:
UnpHbajofuerzalareaccinalaizquierdaytransformaelpolmeroaninicoennoinico.Segnesto,generalmenteseusanlospolmeroscatinicosabajospHsylosaninicosaaltospHs. Estonosignificaqueencasocontrariodejende funcionar, lo queocurrees quese transformanennoinicos,loqueharvariarenciertomodosuefectividadeneltratamientoconcretoaqueseaplican.
CINETICADELAFLOCULACION
Lavelocidaddefloculacindeunadispersincoloidalosol,dependedelafrecuenciadelchoquede las partculas entre s y de la probabilidadde que su energatrmica sea losuficientemente grande como para superar a la energa potencial de repulsin para lafloculacincuandolosencuentrosentrelaspartculastienenlugar.
Lafloculacinocurremediantedosmecanismos:lafloculacinortocinticaypericinticaaloscualessevensometidaslaspartculassometidasaladesestabilizacin,influyendoengranmedidaeltamaodelaspartculas,asenlaspartculaspequeas(menoresde1m)juegaunpapelmsimportantelafloculacinpericinticainfluidaporefectotrmicoqueda
-
lugaralmovimientobrownianoquedistribuyeuniformementelaspartculasenlasolucin,yenelcasodepartculasdemayortamaotieneunagranimportanciaelgradientedevelocidad del liquido(G), predominando la floculacinortocintica. Endefinitiva en elfenmenode la floculacinel nmerode choques entre partculas es proporcional a laconcentracindeestas,asutamaoyalgradientedevelocidad.Considerando que no haya barrera de energa potencial y que cada choque entre laspartculas d lugar a un contacto permanente, Smoluchowski desarroll una teora defloculacinrpida.Suponequelafloculacinsloestcontroladaporladifusin,enelcasodeunsolmonodispersoenquelaspartculasseanesfricassetendr:
Dondeneselnmerodepartculaspormililitroalcabodeuntiempodefloculacint,n0elnmero inicialdepartculaspormililitro, a, el radioefectivodelas partculas yD,elcoeficientededifusin.ConociendoelvalordelcoeficienteD,resultaposible,pormediodelaanteriorecuacin,calcular,porejemplo,eltiemponecesarioparaqueelnmerodepartculasllegueaserlamitad,untercio,etc.,delnmeroinicialdepartculas.Lacinticade la floculacinsepuedeestudiar al estabilizar la dispersincoloidal pormediodegelatinaenunmomentodadoyaciertosintervalosdetiempoycontarentonces laspartculasconlaayudadeunultramicroscopio.
Enelcasodeexistirunabarreradeenergapotencialderepulsin,sloalgunosdeloschoques entre las partculas darn lugar a contactos permanentes, no pudindose, portanto,aplicarlasfrmulasanteriores,esdecir,laenergapotencialretrasalavelocidaddefloculacin.
Debidoa la complejidaddelas reacciones entre lassustanciasdel aguay los reactivosaadidos,lainfluenciadelpH,temperatura,gradodeagitacin,etc.,esdifcilhallarladosisdereactivosexacta,necesariaparaobtenerunabuenacoagulacin,ancuandoseconozcanlassustanciaspresentesenelagua.
Enlaprctica,paraconocerladosisptimadesulfatodealmina,hidrxidoclcicouotroreactivo,ascomoelpHptimo,serecurrealosensayosdefloculacinenlaboratorio,conloscuales,ymediantetanteos,llegamosaconocerlasdosisptimasdereactivo,segnelperodoygradodeagitacinescogido.
Pararealizarestosensayosdefloculacin,seutilizaunfloculador,queenesenciaesunagitadorformadoporunaseriedevasos,encadaunodeloscualesseintroduceunapaleta agitadora,accionadaporunmotorelctrico,quecomunicalasmismasrevolucionesatodaslaspaletas.Enlosvasos,generalmentedeunlitrodecapacidad,seintroduceelaguaconlosreactivoscorrespondientes.Paraquelosresultadosdelosvasosseancomparables,la
-
velocidadderotacindecadapaleta,comoyahemosdicho,deberserigual.Laspaletasdebernpodergirarentre20y200rpm.
Elmododeprocedereselsiguiente:
Setomaunlitrodeaguaaensayarencadaunodelosvasosdelagitador,habindosedeterminadopreviamentealgunasdelas caractersticas ms importantes del agua,tales como turbiedad, color, pH y alguna otra que tambin interese, segn eltratamientoalqueposteriormentesevaasometer.
Puestaenmarchalaagitacin,sevanaadiendoacadavasolasdosisdelosreactivosaemplearque,comoprimeraaproximacin,sehayanescogido.
Amayorescala,dentroyadelaEstacindeTratamiento,generalmenteelcoagulantesesueleintroducirantesqueellcali,deigualmodoqueelclorousadoenprecloracinpuedeser ms eficazadicionndolo antes queel coagulante, de todasformas, losensayosdelaboratoriosonlosquepermitenverelordenenladosificacin.
Laagitacinsemantendrdurante20minutos,siendoconvenientelosdosprimerosminutos agitara la mximavelocidadylos restantes, a lavelocidadquesehayaescogido,generalmente50r/m.
Seanotaelmomentoenqueencadavasoapareceelprimerflculovisible,deigualmodo,alfinaldela