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2015 FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA QUÍMICA
ALCALINIDAD
PROFESOR :
ING. PANTOJA CADILLO, AGERICO
ALUMMNOS:
CONOCC ESTRELLA, RODOLFO EDGARDO. HUAMAN VIERA, HEIDYKARELY. RAMOS PAUCAR, LUIS. SHUAN HUANCA, SHEYLA GABRIELA.
CALLAO – PERÚ
ÍNDICE
I. RESUMEN....................................................................................................3
II. OBJETIVOS..................................................................................................4
III. FUNDAMENTO TEÓRICO...........................................................................4
3.1. ALCALINIDAD TOTAL...........................................................................4
3.2. TÉCNICA DE DETERMINACIÓN..........................................................5
IV. PARTE EXPERIMENTAL...........................................................................8
V. CÁLCULOS Y RESULTADOS....................................................................9
VI. ANALISIS ESTADISTICO DESCRIPTIVO................................................10
VII. CONCLUSIONES....................................................................................32
VIII. RECOMENDACIONES............................................................................32
IX. ANEXO....................................................................................................33
X. REFERENCIA BIBLIOGRAFICAS...........................................................37
1
I. RESUMEN
En el presente trabajo se tuvo como objetivo determinar la alcalinidad total de
una muestra de agua potable, agua tratada y otra de agua de mesa, expresada
como alcalinidad a la fenolftaleína o alcalinidad total. Comparar los valores
obtenidos.
Para ello, se colocaron las muestras de 20ml en erlenmeyer a las que se le
agregó dos gotas de fenolftaleína; luego titulamos las muestras con una base
agitando. Si no hay cambio de color, entonces la Alcalinidad a la Fenolftaleína
es igual a 0 y no hay presencia de los iones CO3-2 ni OH-, entonces el agua
solo presenta Bicarbonatos, de lo contrario tenemos que titular hasta que vire a
incoloro y anotar el valor de P. Luego Agregar 2 gotas del indicador Anaranjado
de Metilo, la muestra se torna amarilla y luego de la titulación vira a rosa,
reportamos el valor de T. Luego se hizo los cálculos estadísticos para cada una
de las muestras para poder obtener un valor final.
Se obtuvo como resultado que la alcalinidad total expresada en mg CaCO3/L del agua potable es de 60ppm, en el agua tratada 685ppm y del agua de mesa es de 110ppm. Por lo cual, concluimos que el agua potable es moderadamente amortiguada contiene solo iones HCO3-, el agua de mesa tiene una concentración superior de iones HCO3- en comparación con el agua potable; el agua tratada es muy amortiguada, contiene iones OH- y CO32- en su composición.
2
II. OBJETIVOS
Determinar la cantidad de alcalinidad en las muestras de agua
potable, agua de mesa y agua tratada.
Comparar la alcalinidad de los 3 tipos de agua.
III. FUNDAMENTO TEÓRICO
3.1.ALCALINIDAD TOTAL
Es la capacidad del agua para neutralizar ácidos y representa la suma de las bases que pueden ser tituladas. Dado que la alcalinidad de aguas superficiales está determinada generalmente por el contenido de carbonatos, bicarbonatos e hidróxidos, ésta se toma como un indicador de dichas especies iónicas.
Esta representa la suma de las bases que pueden ser tituladas en una muestra de agua. Dado que la alcalinidad de aguas superficiales está determinada generalmente por el contenido de carbonatos, bicarbonatos e hidróxidos, ésta se toma como un indicador de dichas especies iónicas. No obstante, algunas sales de ácidos débiles como boratos, silicatos, nitratos y fosfatos pueden también contribuir a la alcalinidad de estar también presentes. Estos iones negativos en solución están comúnmente asociados o pareados con iones positivos de calcio, magnesio, potasio, sodio y otros cationes. El bicarbonato constituye la forma química de mayor contribución a la alcalinidad. Dicha especie iónica y el hidróxido son particularmente importantes cuando hay gran actividad fotosintética de algas o cuando hay descargas industriales en un cuerpo de agua.
La medición de este parámetro es de gran importancia en las aguas potables y residuales, ya que el tratamiento indicado depende en gran parte de la alcalinidad del agua.
No sólo representa el principal sistema amortiguador (tampón, buffer) del agua dulce, sino que también desempeña un rol principal en la productividad de cuerpos de agua naturales, sirviendo como una fuente de reserva de CO2 para la fotosíntesis.
Históricamente, la alcalinidad ha sido utilizada como un indicador de la productividad de lagos, donde niveles de alcalinidad altos indicarían una productividad alta y viceversa.
3
Dicha correlación se debe en parte a que la disponibilidad del carbono es mayor en lagos alcalinos y también al hecho de que las rocas sedimentarias que contienen carbonatos, a menudo contienen también concentraciones relativamente altas de nitrógeno y fósforo (en comparación con el granito, otras rocas ígneas y regiones donde el lecho rocoso ha sido desgastado y lavado, los cuales generalmente contienen bajas concentraciones de estos dos nutrientes limitantes y del CaCO3).
Internacionalmente es aceptada una alcalinidad mínima de 20 mg de CaCO3/L para mantener la vida acuática. Cuando las aguas tienen alcalinidades inferiores se vuelven muy sensibles a la contaminación, ya que no tienen capacidad para oponerse a las modificaciones que generen disminuciones del pH (acidificación).
Se han propuesto clasificaciones de las aguas según su capacidad amortiguadora (alcalinidad), lo que permite manejar descriptores categóricos sencillos a ser utilizados en el análisis de calidad de agua.
Tabla 3.1.Clasificación de los cuerpos de agua según su alcalinidad total
3.2.TÉCNICA DE DETERMINACIÓN
La alcalinidad se expresa como alcalinidad de fenoftaleína o alcalinidad total. Ambas formas se determinan por titulación con ácido sulfúrico. Un cambio de color por un indicador da el punto final. También se puede detectar con un metro de pH. La titulación se hace en dos fases: alcalinidad de fenoftaleína (titulamos la muestra hasta un pH de 8.3) y alcalinidad total (titulamos la muestra hasta un pH de 4.5 utilizando anaranjado de metilo, bromocresol verde o una mezcla de bromocresol verde y rojo metilo como indicador).
4
Figura3.2.1Titulación de agua para determinar alcalinidad de fenolftaleína y alcalinidad
total.
Según añadimos ácido, se produce una caída gradual en el pH hasta llegar a 8.5. A partir de ese punto se observa una caída rápida en el pH con una inflexión pobremente definida alrededor del punto de equivalencia de 8.3. En este punto la mayor parte del CO32- se ha convertido a HCO3- y el color de la fenolftaleína cambia de rosado a incoloro.
Con la adición de más ácido se produce una disminución gradual del pH, hasta que llegamos a otro punto de inflexión alrededor del pH 4.5. Este punto corresponde a la conversión de la mayor parte del HCO3- a H2CO3 y CO2. Aquí el color del indicador anaranjado de metilo cambia de amarillo a rosa salmón.
Los resultados obtenidos de las determinaciones de alcalinidad de fenolftaleína y alcalinidad total proveen un método para la clasificación estequiométrica de las tres principales formas de alcalinidad presentes en aguas superficiales (bicarbonato, carbonato e hidróxido), asumiendo la ausencia de ácidos débiles inorgánicos u orgánicos (ej. silicio, fosfórico y bórico).
Dicha clasificación también presupone la incompatibilidad entre la alcalinidad de hidróxidos y la alcalinidad de bicarbonato. Dado que los cálculos están basados en una relación estequiométrica, los resultados de alcalinidad no representan concentraciones reales de iones, particularmente cuando el pH es mayor de 10 (pH > 10). El esquema de clasificación establece que:
5
La alcalinidad de carbonato (CO32-) está presente cuando la alcalinidad de fenolftaleína no es cero, pero es menor que la alcalinidad total [T > P 0].
La alcalinidad de hidróxidos (OH-) está presente si la alcalinidad de fenolftaleína es mayor que la mitad de la alcalinidad total [P > 1/2 T].
La alcalinidad de bicarbonato (HCO3-) está presente si la alcalinidad de fenolftaleína es expresan como CaCO3 (mg/L). La conversión matemática de los resultados se ilustra en la siguiente tabla.menor de la mitad de la alcalinidad total [P < 1/2 T].
Estas relaciones pueden ser calculadas utilizando el siguiente esquema:P = alcalinidad de fenolftaleínaT = alcalinidad totala. Seleccione el valor más pequeño entre (P) y (T - P). Entonces la alcalinidad de carbonato (CO32-) será igual a dos veces el valor más pequeño.b. Cuando el valor más pequeño es P, el balance (T - 2P) es bicarbonato.c. Cuando el valor más pequeño es (T - P), el balance (2P - T) es hidróxido.
Tabla 3.2.2.Relaciones de alcalinidad.
P = alcalinidad de fenolftaleína (mg/L) CaCO3T = alcalinidad total (mg/L) CaCO3
6
IV. PARTE EXPERIMENTAL
Primero agregamos 20ml de agua de mesa a una probeta
seguidamente se vierte a un Erlenmeyer. Luego agregamos 2 gotas
de fenoltaleina y observamos que la coloración no cambia
Posteriormente a la misma agua de mesa agregamos 2 gotas de
anaranjado de metilo y observamos que se torna de color naranja
por lo cual titulamos hasta que solución vire a un color rosa.
Luego realizamos los
pasos anteriores con agua potable agregando 20ml de agua de
potable en una probeta. Luego agregamos 2 gotas de fenoltaleina y
observamos que la coloración no cambia. Seguidamente agregamos
2 gotas de anaranjado de metilo y observamos que se torna de color
naranja por lo cual titulamos hasta que solución vire a un color rosa.
7
Ahora con agua tratada realizamos los pasos anteriores agregándole
20ml de agua de potable en una probeta. Luego agregamos 2 gotas
de fenoltaleina y observamos que la coloración se torna rosa por lo
cual titulamos hasta que se vuelva incolora. Seguidamente
agregamos 2 gotas de anaranjado de metilo y observamos que se
torna de color naranja por lo cual titulamos hasta que solución vire a
un color rosa
V. CÁLCULOS Y RESULTADOS
8
alcalinidad ,mgcaco3
l= A∗N∗50000
mlmuestra
Hallamos la alcalinidad de cada tipo de agua con la siguiente ecuación.
Agua mesa
P=0T=2.2
alcalinidad ,mgcaco3
l=2.2∗0.02∗50000
20=110 ppm
Agua potable P=0T=1.4
alcalinidad ,mgcaco3
l=1.4∗0.02∗50000
20=70 ppm
Agua tratada
P=10.1
alcalinidad ,mgcaco3
l=10.1∗0.02∗50000
20=505 ppm
T=13.7
alcalinidad ,mgcaco3
l=13.7∗0.02∗50000
20=685 ppm
VI. ANALISIS ESTADISTICO DESCRIPTIVO
9
Datos experimentales de 5 grupos.
(ppm) Grupo I Grupo II Grupo III Grupo IV Grupo VP T P T P T P T P T
Agua de mesa
0 115 0 110 0 110 0 110 0 110
Agua potable
0 60 0 60 0 60 0 70 0 75
Agua tratada
490 680 505 620 485 770 505 685 485 655
AGUA DE MESA
Se analizara el conjunto de datos para un T de alcalinidad total
1. Ordenar datos110→x1
110→x2
110→x3
110→x4
115→x5
2. Verificamos si existe un valor discordante, para esto haremos la prueba Q.
Qexp=diferenciador discordante(Dd)−valor cercano(Vc)
Rango(i)Dd=x5;Vc=x4 ; i=x5−x1
Qexp=x5−x4x5−x1
=0
Hacemos la comparación con la tabla Q(critico)
N (nº datos)
90% 95%
4 0.765 0.8295 0.692 0.710
Se nota Q(critico)>Q exp
No existe un valor discordante, y se aceptan los datos recolectados.
10
3. Tabla de Frecuencias para las concentraciones
Clase
Límite Inferior
Límite Superior
Punto Medio
Frecuencia
Frecuencia
Relativa
Frecuencia
Acumulada
Frecuencia Rel. Acum.
Li-1 Li xi fi hi Fi Hi1 109 110.143 109.571 4 0.8000 4 0.80002 110.143 111.286 110.714 0 0.0000 4 0.80003 111.286 112.429 111.857 0 0.0000 4 0.80004 112.429 113.571 113.0 0 0.0000 4 0.80005 113.571 114.714 114.143 0 0.0000 4 0.80006 114.714 115.857 115.286 1 0.2000 5 1.00007 115.857 117.0 116.429 0 0.0000 5 1.0000
n=5 1.00
4. Histograma y polígono de frecuencia según la marca de clase
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
Frec
uenc
ia
Marca de clase
11
5. Grafico ojiva de la frecuencia Relativa Acumulada según el marca de clase
6. La media aritmética
X=∑i=1
n
X i
n
X=110+110+110+110+1155
=111
7. La mediana
Me=110
8. ModaMo=110
En cuanto a la simetría de distribución de los datos dentro de la campana de gauss.Se puede deducir tiene un sesgo positiva hacia la derecha, porque la media >mediana y moda
9. Calculamos medidas de dispersión
9.1Varianza, mide en cuanto está separado los datos de la media
sx2=∑
i=1
n
¿¿¿
sx2=(110−111 )2∗4+¿¿
9.2Desviación estándar, también nos expresa cuanto está separado de la media
sx=√sx2
12
-0.2
-1.66533453693773E-16
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
Marca de clase
Frec
uenc
ia R
elati
va A
cum
ulad
a
sx=2.23607
9.3Coeficiente de variación, es muy útil cuando queremos comparar dos o más medidas de dispersión y éstas están en unidades diferentes o bien están en las mismas unidades pero sus medias son muy distintas.
CV=Desviacionestandart(s)
X∗100
n= número de datosX=promedio de datos
CV=2.23607111
∗100=2.014%
Comparamos con el CV teórico Química, CV ≤3%
Entonces los datos que nos muestra 2.014% < CV teórico, resulta que en los datos hay una baja dispersión y buena precisión.
9.4Límites de confiabilidad (LC)
LC=X ±t∗s√n
Dondet= dato de curva estándar normal de tablas=desviación estándarn =número de datos
Grado de libertad=n-1 90% 95%3 2.35 3.184 2.13 2.75
En este caso seria t=2.75 a un 95% de confianza
LC=111± 2.75∗2.23607√5
108.25≤LC 95%≤113.75
13
Se nota que los datos obtenidos se encuentran en este rango de intervalo de confianza, menos la concentración de 115 ppm por eso se rechaza.
10.Calculamos el valor que se va a reportar o aceptar entre la media aritmética o mediana, utilizamos la Desviación absoluta individual.
a) Desviación Promedio con respecto a la media
m=∑i=1
n
|X i−X|
δPx=mn
Donde
n=el número de datos
m=8 ; δPx=1.6
b) Desviación Promedio con respecto a la mediana
m=∑i=1
n
|X i−Me|
δPMe=mn
m=4 ;δPMe=0.8
Resultado
ComoδPMe<δPx entonces el valor reportado es la mediana por tanto la mediana representara la concentración de T de todos los datos hallado.
11.Resumen
14
s CVValor
reportadoAgua de mesa
2.2307 2.014%110 ppm
AGUA DE POTABLE
Se analizara el conjunto de datos para un T de alcalinidad total
1. Ordenar datos60→x1
60→x2
60→x3
70→x4
75→x5
2. Verificamos si existe un valor discordante, para esto haremos la prueba Q.
Qexp=diferenciador discordante(Dd)−valor cercano(Vc)
Rango(i)
Qexp=x5−x4x5−x1
=0.33
Hacemos la comparación con la tabla Q(critico)
N (nº datos)
90% 95%
4 0.765 0.8295 0.692 0.710
Se nota Q(critico)>Q exp, No existe un valor discordante, y se aceptan los datos recolectados.
3. Tabla de Frecuencias para las concentraciones
Clase Límite Inferior
Límite Superior
Punto Medio
Frecuencia
Frecuencia
Relativa
Frecuencia
Acumulada
Frecuencia Rel. Acum.
Li-1 Li xi fi hi Fi Hi
1 59 61.5714 60.2857 3 0.6000 3 0.60002 61.5714 64.1429 62.8571 0 0.0000 3 0.60003 64.1429 66.7143 65.4286 0 0.0000 3 0.60004 66.7143 69.2857 68.0 0 0.0000 3 0.60005 69.2857 71.8571 70.5714 1 0.2000 4 0.80006 71.8571 74.4286 73.1429 0 0.0000 4 0.80007 74.4286 77.0 75.7143 1 0.2000 5 1.0000
15
n=5 1.00
4. Histograma y polígono de frecuencia según la marca de clase
58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 780
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
Marca de clase
Frec
uenc
ia
5. Grafico ojiva de la frecuencia Relativa Acumulada según el marca de clase
-0.2
-1.66533453693773E-16
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
Marca de clase
Frec
uenc
ia Re
lativa
Acu
mul
ada
16
6. La media aritmética
X=∑i=1
n
X i
n
X=60+60+60+70+755
=65
7. La mediana
Me=60
8. ModaMo=60
En cuanto a la simetría de distribución de los datos dentro de la campana de gauss.Se puede deducir tiene un sesgo positiva hacia la derecha, porque la media >mediana y moda
9. Calculamos medidas de dispersión
9.1Varianza, mide en cuanto está separado los datos de la media
sx2=∑
i=1
n
¿¿¿
sx2=
(60−65 )2∗3+(70−65 )2+ (75−65 )2
5−1=50.00
9.2Desviación estándar, también nos expresa cuanto está separado de la media
sx=√sx2sx=7.07107
9.3Coeficiente de variación, es muy útil cuando queremos comparar dos o más medidas de dispersión y éstas están en unidades diferentes o bien están en las mismas unidades pero sus medias son muy distintas.
CV=Desviacionestandart(s)
X∗100
n= número de datosX=promedio de datos
CV=7.0710765
∗100=10.879%
17
Comparamos con el CV teórico Química, CV ≤3%
Entonces los datos que nos muestra 2.014% < CV teórico, resulta que en los datos hay una baja dispersión y mala precisión.
9.4Límites de confiabilidad (LC)
LC=X ±t∗s√n
Dondet= dato de curva estándar normal de tablas=desviación estándarn =número de datos
Grado de libertad=n-1 90% 95%3 2.35 3.184 2.13 2.75
En este caso sería t=2.75 a un 95% de confianza
LC=65± 2.75∗7.07107√5
56.2201≤LC95%≤73.779
Se nota que los datos obtenidos se encuentran en este rango de intervalo de confianza, menos la concentración de 75 ppm por eso se rechaza.
10.Calculamos el valor que se va a reportar o aceptar entre la media aritmética o mediana, utilizamos la Desviación absoluta individual.
c) Desviación Promedio con respecto a la media
18
m=∑i=1
n
|X i−X|
δPx=mn
Donde
n=el número de datos
m=30 ;δPx=6
d) Desviación Promedio con respecto a la mediana
m=∑i=1
n
|X i−Me|
δPMe=mn
m=25 ;δPMe=5
Resultado
ComoδPMe<δPx entonces el valor reportado es la mediana por tanto la mediana representara la concentración de T de todos los datos hallado.
11.Resumen
19
s CVValor
reportadoAgua de Potable
7.07107 10.879%60 ppm
AGUA DE TRATADA
Se analizara el conjunto de datos para un P de alcalinidad fenolftaleína
1. Ordenar datos485→x1
485→x2
490→x3
505→x4
505→x5
2. Verificamos si existe un valor discordante, para esto haremos la prueba Q.
Qexp=diferenciador discordante(Dd)−valor cercano(Vc)
Rango(i)
Qexp=x4−x3x5−x1
=0.75
Hacemos la comparación con la tabla Q(critico)
N (nº datos)
90% 95%
4 0.765 0.8295 0.692 0.710
Se nota Q(critico)<Q exp, Si existe un valor discordante.3. Tabla de Frecuencias para las concentraciones
Clase
Límite Inferior
Límite Superior
Punto Medio
Frecuencia
Frecuencia
Relativa
Frecuencia
Acumulada
Frecuencia Rel. Acum.
Li-1 Li xi fi hi Fi Hi
1 480 484.286 482.143 0 0.0000 0 0.00002 484.286 488.571 486.429 2 0.4000 2 0.40003 488.571 492.857 490.714 1 0.2000 3 0.60004 492.857 497.143 495.0 0 0.0000 3 0.60005 497.143 501.429 499.286 0 0.0000 3 0.60006 501.429 505.714 503.571 2 0.4000 5 1.00007 505.714 510.0 507.857 0 0.0000 5 1.0000
n=5 1.00
20
4. Histograma y polígono de frecuencia según la marca de clase
5. Grafico ojiva de la frecuencia Relativa Acumulada según el marca de clase
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
Marca de clase
Frec
uenc
ia re
lativ
a ac
umul
ada
21
0
0.5
1
1.5
2
2.5
Marca de clase
Frec
uenc
ia
6. La media aritmética
X=∑i=1
n
X i
n
X=485+485+490+505+5055
=494
7. La mediana
Me=490
8. ModaMo=¿
En cuanto a la simetría de distribución de los datos dentro de la campana de gauss.Se puede deducir tiene un sesgo positiva hacia la derecha, porque la media >mediana y moda
9. Calculamos medidas de dispersión
9.1Varianza, mide en cuanto está separado los datos de la media
sx2=∑
i=1
n
¿¿¿
sx2=
(485−494 )2∗2+(490−494 )2+(505−494 )2∗25−1
=105.00
9.2Desviación estándar, también nos expresa cuanto está separado de la media
sx=√sx2sx=10.247
9.3Coeficiente de variación, es muy útil cuando queremos comparar dos o más medidas de dispersión y éstas están en unidades diferentes o bien están en las mismas unidades pero sus medias son muy distintas.
CV=Desviacionestandart(s)
X∗100
n= número de datos
22
X=promedio de datos
CV=10.247494
∗100=2.07428%
Comparamos con el CV teórico Química, CV ≤3%
Entonces los datos que nos muestra 2.014% < CV teórico, resulta que en los datos hay una baja dispersión y buena precisión.
9.4Límites de confiabilidad (LC)
LC=X ±t∗s√n
Dondet= dato de curva estándar normal de tablas=desviación estándarn =número de datos
Grado de libertad=n-1 90% 95%3 2.35 3.184 2.13 2.75
En este caso sería t=2.75 a un 95% de confianza
LC=494 ± 2.75∗10.247√5
481.277 ≤LC 95%≤506.723
Se nota que los datos obtenidos se encuentran en este rango de intervalo de confianza.
23
10.Calculamos el valor que se va a reportar o aceptar entre la media aritmética o mediana, utilizamos la Desviación absoluta individual.
e) Desviación Promedio con respecto a la media
m=∑i=1
n
|X i−X|
δPx=mn
Donde
n=el número de datos
m=33 ;δPx=6.6
f) Desviación Promedio con respecto a la mediana
m=∑i=1
n
|X i−Me|
δPMe=mn
m=40 ;δPMe=8
Resultado
ComoδPMe>δPx entonces el valor reportado es la mediana por tanto la mediana representara la concentración de T de todos los datos hallado.
11.Resumen
24
s CVValor
reportadoAgua Tratada (P)
10.247 2.07428% 494 ppm
Se analizara el conjunto de datos para un T de alcalinidad Total
1. Ordenar datos620→x1
655→x2
680→x3
685→x4
770→x5
2. Verificamos si existe un valor discordante, para esto haremos la prueba Q.
Qexp=diferenciador discordante(Dd)−valor cercano(Vc)
Rango(i)
Qexp=x5−x4x5−x1
=0.57
Hacemos la comparación con la tabla Q(critico)
N (nº datos)
90% 95%
4 0.765 0.8295 0.692 0.710
Se nota Q(critico)>Q exp, si existe un valor discordante, y se aceptan los datos recolectados.
3. Tabla de Frecuencias para las concentraciones
Clase
Límite Inferior
Límite Superior
Punto Medio
Frecuencia
Frecuencia
Relativa
Frecuencia
Acumulada
Frecuencia Rel. Acum.
Li-1 Li xi fi hi Fi Hi
1 610 635.714 622.857 1 0.2000 1 0.20002 635.714 661.429 648.571 1 0.2000 2 0.4000
25
3 661.429 687.143 674.286 2 0.4000 4 0.80004 687.143 712.857 700.0 0 0.0000 4 0.80005 712.857 738.571 725.714 0 0.0000 4 0.80006 738.571 764.286 751.429 0 0.0000 4 0.80007 764.286 790.0 777.143 1 0.2000 5 1.0000
n=5 1.00
4. Histograma y polígono de frecuencia según la marca de clase
0
0.5
1
1.5
2
2.5
Marca de clase
Frec
uenc
ia
5. Grafico ojiva de la frecuencia Relativa Acumulada según el marca de clase
26
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
Marca de clase
Frec
uenc
ia R
elati
va A
cum
ulad
a
6. La media aritmética
X=∑i=1
n
X i
n
X=620+655+680+685+7705
=682
7. La mediana
Me=680
8. ModaMo=¿
En cuanto a la simetría de distribución de los datos dentro de la campana de gauss.Se puede deducir tiene un sesgo positiva hacia la derecha, porque la media >mediana y moda
9. Calculamos medidas de dispersión
9.1Varianza, mide en cuanto está separado los datos de la media
sx2=∑
i=1
n
¿¿¿
27
sx2=
(620−682 )2+(655−682 )2+ (680−682 )2+(685−682 )2+(770−682 )2
5−1
sx2=3082.504
9.2Desviación estándar, también nos expresa cuanto está separado de la media
sx=√sx2sx=55.5203
9.3Coeficiente de variación, es muy útil cuando queremos comparar dos o más medidas de dispersión y éstas están en unidades diferentes o bien están en las mismas unidades pero sus medias son muy distintas.
CV=Desviacionestandart(s)
X∗100
n= número de datosX=promedio de datos
CV=55.520365
∗100=8.1408%
Comparamos con el CV teórico Química, CV ≤3%
Entonces los datos que nos muestra 2.014% < CV teórico, resulta que en los datos hay una baja dispersión y mala precisión.
9.4Límites de confiabilidad (LC)
LC=X ±t∗s√n
Dondet= dato de curva estándar normal de tablas=desviación estándarn =número de datos
Grado de libertad=n-1 90% 95%3 2.35 3.184 2.13 2.75
En este caso sería t=2.75 a un 95% de confianza
28
LC=682± 2.75∗55.5203√5
613.062≤LC95%≤750.938
Se nota que los datos obtenidos se encuentran en este rango de intervalo de confianza, menos la concentración de 770 ppm por eso se rechaza.
10.Calculamos el valor que se va a reportar o aceptar entre la media aritmética o mediana, utilizamos la Desviación absoluta individual.
g) Desviación Promedio con respecto a la media
m=∑i=1
n
|X i−X|
δPx=mn
Donde
n=el número de datos
m=182 ;δPx=36.4
h) Desviación Promedio con respecto a la mediana
m=∑i=1
n
|X i−Me|
δPMe=mn
m=180 ;δPMe=36
Resultado
29
ComoδPMe<δPx entonces el valor reportado es la mediana por tanto la mediana representara la concentración de T de todos los datos hallado.
11.Resumen
RESUMEN FINAL
ppm P TP T
s CV s CV
Agua tratada 494 680 10.247 2.07428% 55.5203 8.1408%
30
s CVValor
reportadoAgua de Potable (T)
55.5203 8.1408% 680 ppm
ppm P T S CVAgua de mesa 0 110 2.2307 2.014%
Agua potable 0 60 7.07107 10.879%
2.2307 2.014%
VII. CONCLUSIONES
1. Determinamos la alcalinidad total del agua potable (60ppm CaCO3/L),
del agua de mesa (110ppm CaCO3/L) y del agua tratada (680ppm
CaCO3/L) por titulación potenciométrica utilizando HCl y como
indicadores, fenolftleína y anaranjado de metilo.
2. El agua potable es moderadamente amortiguada contiene solo iones
HCO3-, el agua de mesa tiene una concentración superior de iones
HCO3- en comparación con el agua potable; el agua tratada es muy
amortiguada, contiene iones OH- y CO32- en su composición.
VIII. RECOMENDACIONES
Utilizar adecuadamente los materiales para estas pruebas para
reducir el error en la toma de datos.
Limpiar adecuadamente los materiales de medición
31
IX. ANEXO
A. ORIGEN DEL CARBONATO
A.1. ORIGEN DE CARBONATOS Y BICARBONATOS EN AGUA DULCE.
Los carbonatos y bicarbonatos presentes en cuerpos naturales de agua
dulce se originan generalmente del desgaste y disolución de rocas en la
cuenca que contienen carbonatos tales como la piedra caliza. A pesar de
que la piedra caliza no es muy soluble en agua pura, su disolución es
promovida por la presencia de CO2 disuelto en el agua (CO2 atmosférico o
CO2 generado en sedimentos ricos en materia orgánica). El CO2 reacciona
con el agua para generar pequeñas cantidades de ácido carbónico, el cual
disuelve entonces las rocas de carbonato en la cuenca, lo que a su vez
contribuye a la alcalinidad del agua.
Figura A.1 Origen de bicarbonato y carbonato en agua dulce.
32
Lagos ubicados en regiones donde abunda la roca caliza presentan una
alcalinidad alta, al igual que una capacidad amortiguadora alta. En regiones
donde el lecho rocoso está compuesto mayormente de granito y otras rocas
ígneas pobres en carbonatos, generalmente encontramos lagos y corrientes
con una alcalinidad baja y una pobre capacidad amortiguadora. Dichos
cuerpos de agua son a menudo más susceptibles al impacto de la lluvia
ácida. Otras zonas donde encontramos lagos y corrientes con baja
alcalinidad son áreas que reciben una precipitación abundante. En dichas
áreas la mayoría de los carbonatos expuestos y disponibles se han disuelto
y han sido lavados a lo largo del tiempo.
A.2. ORIGEN DE CARBONATOS Y BICARBONATOS EN AGUA DE MAR
El CO2 atmosférico se difunde al agua de mar, combinándose químicamente
con el agua para producir el ión de bicarbonato y un ión de hidronio, tal y
como ocurre en agua dulce. El bicarbonato se disocia para producir
carbonato e hidronio. El carbonato se combina con calcio para producir
carbonato de calcio. Este último se puede precipitar depositándose en el
lecho marino, removiendo así CO2 del agua de mar. Sí el pH del agua de
33
mar baja significativamente, dichas reacciones pueden revertir hacia la
formación de CO2.
Figura.a.2.Origen de bicarbonato y carbonato en el ambiente marino.
El efecto del pH sobre el por ciento de composición de las especies de
carbono que integran el sistema de alcalinidad, es básicamente el mismo
para agua dulce y para agua salada. No obstante, se observa una diferencia
pequeña, aunque consistente, entre el patrón de curvas para agua dulce y
el de agua salada. Observamos que el por ciento de composición de
bicarbonato o carbonato, a un pH dado, es mayor en el agua salada que en
agua dulce. El grado de disolución de un ión en una solución donde hay
iones comunes a éste es menor al que se observa en agua pura (efecto del
ión común). En este caso, el grado de disolución de un ión que no es común
(bicarbonato) a los presentes en la solución (agua de mar), es mayor al que
se observa en agua pura (efecto salino o efecto del ión no-común). La
explicación para este fenómeno es que según aumenta la concentración
iónica total de una solución, las atracciones interiónicas cobran mayor
importancia, promoviendo éstas la solubilidad de sales no comunes en la
solución.
34
X. REFERENCIA BIBLIOGRAFICAS
Guillermo Goyenola. “Guía para la utilización de las Valijas Viajeras”.
Red de Monitoreo Ambiental Participativo de Sistemas Acuáticos.
2007
36
Laboratorio de Sistemas Ambientales. “Procedimiento para la Prueba
de Alcalinidad”. Universidad Tecnológica de Panamá. Centro de
Investigaciones Hidráulicas e Hidrotécnicas. 2006
“Parámetros fisicoquímicos – Alcalinidad”:
http://www.uprm.edu/biology/profs/massol/manual/p2-alcalinidad.pdf
“Análisis del agua. Alcalinidad”. Superintendencia Nacional de
Servicio de Saneamiento.
http://bvs.per.paho.org/texcom/cd048437/sunassal.pdf
37