alcalinidad.docx

48
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 2015

Upload: luis-rapa

Post on 15-Dec-2015

214 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

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

35

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