análisis de calidad de aguas de procesos industriales

8/10/2019 análisis de calidad de aguas de procesos industriales

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Ponente:Ing. Pedro Lugo

Análisis de

Calidad de Aguas paraProcesos Industriales



Análisis deCalidad de Aguas para Procesos Industriales

Contenido General

Contenido EspecificoObjetivo General del Curso

Objetivo Especifico del CursoConceptos Básicos de QuímicaEl aguaAnálisis Fisicoquímicos del Agua

ratamientos Fisicoquímicos de purificaci!n deaguas




Contenido Especifico

El Agua "Qu# es el Agua$ %ropiedades del Agua &Fisicas ' Quimicas(

ipos de Agua &)eg*n su procedencia 'Consumo( Calidad del Agua%arametros para la calidad del agua &fisicos+

quimicos ' organolepticos()istemas de ratamiento &%rimario+

)ecundario ' terceario(

Conceptos Básicos.

,ateria-

Equilibrio Químico &Constante de ioni.aci!n+ constante de quilibrio(-

Estructura At!mica &masa at!mica+ peso molecular( -

)olubilidad &Constante de producto de solubilidad /ps+ criterios de precipitacion de sustancias -

Estequiometria &reacciones químicas+ balanceo+ soluciones(-

Balance de ,asa Operaciones 0nitarias



Contenido:

Análisis Fisicoquímicos de Agua

• 1olumetrico &itulaci!n+ alcalinidad+ dure.a(• Colorimetrico &Formacion de Compuestos coloreados(-• 2efelom#trico &urbide.(• Gravimetrico &)olidos(• 3ndices de Estabilidad de Aguas &Corrosi!n(

•p4•Conductividad

ratamientos Fisicoquimicos de Purificaci!n del agua

• Coagulaci!n Química del agua•Ablandamiento•5esinas de 3ntercambio 3!nico•5emoci!n de 4ierro ' ,anganeso• 6esinfecci!n del Agua




"#$eti%o General

PROPORCIONAR A LOS ESTUDIANTES Y

PROFESIONALES, CONOCIMIENTOS GENERALES

SOBRE EL FUNCIONAMIENTO Y BUENA PRÁCTICA

EN EL CAMPO DE TRATAMIENTO DE AGUAS DE

PROCESO.




"#$eti%o Especifico


Adquirir destrezs e! " res#"u$i%! de

&r#'"e(s )si$#qu*(i$#s e! u! P"!t de

Trt(ie!t#.

Ide!ti)$r "#s di+ere!tes !"isis de -u.

Ide!ti)$r &r#$es#s de &uri)$$i%! de -us.




Introducci!nEl dominio de una disciplina se logra a través de la practica. Unode los problemas que se enfrenta estudiantes y profesionales delas ramas de la ciencia e ingeniería ambientales, es la falta deejercicios suficientes, que le permitan asimilar los temasanalizados y aplicar los conocimientos adquiridos. Es por ello que

se ha preparado este taller como una herramienta de estudio conel deseo de hacer grato su reencuentro con la química.




&uímica General

odo aquello que posee masa y que ocupa un lugar en el espacio.

Mteri

Mez$"sSust!$i

s

Si(&"esO/,N/,C,et

$0

C#(&uest#s1/O, CO/,

NC"O,et$0

1#(#-2!e

1eter#-2!e

Sus&e!si#!es(edi$(e!t#s, !ti'i%ti$#s0

C#"#ides

Le$3e0

S#"u$i#!es1/O 4z5$r0

'ateria




(iferencias entre )uspensi!n * coloides

!as mezclas en suspensi"n, puedensepararse mediante filtraci"n.

!os coloides sobrenadan en el agua perono se combinan intimamente.

Un coloide es una soluci"n, la diferenciaentre una soluci"n verdadera y una mezclacoloidal, consiste en el tama#o de laparticula que se dispersa en el líquido.




El +tomo

,umero At!mico -/: Cantidad de protonesque posee un átomo

,umero 'ásico -A/: Es la suma de protones * neutrones que se encuentranen el n0cleo del átomo

$efinimos %tomo como la partícula m%s peque#a en que un elemento puede ser

dividido sin perder sus propiedades químicas. !a parte central del %tomo, el n&cleoat"mico, tiene una carga positiva en la que se concentra casi toda su masamientras que en la corteza, 'alrededor del n&cleo(, hay un cierto n&mero deelectrones, que son unas partículas cargadas negativamente.

E$ercicio: 1Cuantos protones2 electrones* neutrones posee un átomo de mercurio3

4 56 4 e7 4 56 ProtonesA 4 869 A 4 e7 7 n n4 A e7 4 869;56 4 989 ,eutrones+tomo e7 4 e; 4 56 Electrones




Estequiometria

)elaciones numericas seg&n las cuales reaccionan quimicamente las sustancias y

las relaciones entre los *++- de un compuesto..

'asa at!mica: Es la masa de un elemento que se esta#lece tomando a otro elemento como patr!n.

'asa molecular: Es la suma de las masas at!micas de todos los elementos que constitu*enla mol<cula.

La masa de un mol de cualquier elemento coincide2 e=presada en gramos con la masa at!mica de dic>o elemento




E$ercicio)eg0n la ecuaci!n

?@8

C8

"

7 8'n"

7 @8

)"

96C"8

7 8'n)"

7 8

)"

75@8

"

1Cuántos gramos de cada uno de los compuestos se necesitan para formar ?6 g de 'n)"3

Peso 'olecular @8C8"

Element

o

Masa

atómica

N de

átomos

Resultado

C 6/ / /7

1 6 / /

O 68 7 87

Pes# M#"e$u"r 1/C/O7 9: -;(#"

9.; Calcular el Peso 'olecular de cada compuesto

Compuesto Masa

AtómicaM! <7,9=>

? =9,:9>

S =/,:8<

áli i d




Compuesto PesoMolecular

(g/mol)

Moles MolesxPesoMolecular (g)

?M!O7 6<>,:/ / =68,:7

M!SO7 6<:,99 / =::

1/SO7 9>,:8 = /97,6>

1/C/O7 9: < 7<:?@8C8" 7 8'n" 7 @8)" 96C"8 7 8'n)" 7 8)" 75@8"

?6 g @8C8" 66 g 'n)"

?6 g 'n)"D

D 4?6 g @8C8"

66 g 'n)"

?6 g 'n)" 4 ? g @8C8"

)e necesitan ? g de @8C8" para formar ?6 g de 'n)"

A áli i d




Compues

to

Peso

Molecular

(g/mol)

Moles MolesxPesoMole

cular (g)

Gramos

necesarios paraformar ! g de

Mn"#$

?M!O7 6<>,:/ / =68,:7 </,8@

1/SO7 9>,:8 = /97,6> 79,:=

1/C/O7 9: < 7<: @<

?@8C8" 7 8'n" 7 @8)" 96C"8 7 8'n)" 7 8)" 75@8"

926 g 'n" 66 g 'n)"

?6 g 'n)"D

D 4926 g 'n"

66 g 'n)"

?6 g 'n)" 4 ?82 g 'n"

)e necesitan ?82 g de 'n" para formar ?6 g de 'n)"

A áli i d




E$ercicio)e prepara una soluci!n de Al-"@/ disol%iendo 92? g de Al-"@/ en agua >asta 9L.A partir de ella se prepara una soluci!n estandar tomando 8? mL de soluci!n patr!n *

dilu*endo a ?66 mL. P' Al-"@/ 425gHmol.

(etermine la concentraci!n de la soluci!n estandar en:a/gHL#/,ormalidadc/'olaridadd/Porcenta$e -suponer densidad 4 928 gHmL/

A áli i d




E$ercicio)e prepara una soluci!n de Al-"@/ disol%iendo 92? g de Al-"@/ en agua >asta 9L.A partir de ella se prepara una soluci!n estandar tomando 8? mL de soluci!n patr!n *

dilu*endo a ?66 mL. P' Al-"@/ 425gHmol.a/ gHL

9L ?66 mL

8? mL

Cc.c 4 Cd.d

)oluci!nConcentrada

)oluci!n(iluida

*plicamos la ecuaci"n

(onde:Cc: )oluci!n Concentrada c: olumen de la Concentrada Cd: )oluci!n (iluida d: olumen de la (iluida

Análisis de




92? gHL. 8? mL?66 mL

Cd 4 JAl-"@/K 4 28? gHL

92? gHL. 8? mL 4 Cd. ?66 mL

Cd 4

-ustituimos

a tenemos la primera respuestaMMMM

Análisis de




#/ ,ormalidad

Al-"@/Al7 7 "@;

$eterminamos el eso equivalentePeq 4

P'

,ormalidad 4 Eq H Litros

/ 0 1

Peq 425 g

1 eqPeq 4 8?2 gHeq

-ustituimos

Análisis de




$eterminamos los equivalentes

Eq 4Peq

gramos Al-"@/

enemos su concentraci"n y el volumen, con ellosdespejamos los gramos

Análisis de




gramos Al-"@/ 4 28? gHL . ?66 mL . 9LH9666 mL

gramos Al-"@/ 4 28? g

$espejamos los gramos de la

2oncentraci"n de la soluci"n

gramos Al-"@/ 4 JAl-"@/K . sol

)ustituimos

Análisis de




8?2 gHeq

28? g

,ormalidad 462? L

6298 eq

,ormalidad 4 628?? eqHL

-ustituimos los gramos y el peso equivalente

Eq 4Peq

gramos Al-"@/

Eq 4

Eq 4 6298 eq

$eterminamos la 3ormalidad

Análisis de




'oles Al-"@/ 4 'oles Al-"@/ 4 6269 moles

c/ 'olaridad -'/

' 4Litros de soluci!n

'oles soluto

' 462? L

6269 moles ' 4 62658 molHL

$eterminamos los moles del soluto

'oles Al-"@/ 4g

P'

-ustituimos

28? g

25 gHmol

$eterminamos la olaridad

Análisis de




d/ Porcenta$e en peso -NpHp/

NpHp 4gramos de soluci!n

gramos soluto.966

4 0 mv

m 0 4.v

66 g

28? g.966

NpHp 4 62?N

NpHp 4

2alculamos los gramos de soluci"n

*hora si podemos calcular el porcentaje en peso '5p6p(

0 7,8 g6m! . 9:: m! 0 ;:: gsol

Análisis de




Constante de Equili#rio

)elaciona las concentraciones molares de los productos con los reactivos

a* < b= < >. c2 < d$ < >.

?e 0@2Ac .@$Ad>

@*Aa .@=Ab>

@ A B 2oncentraci"n molar

!a velocidad de la reacci"n hacia la derecha es igual a la de la reacci"n hacia laizquierda

'uc>as reacciones am#ientales se efectuan con rapideOPor lo que se puede aplicar calculos de equili#rio paraPronosticar las concentraciones de las sustanciasdespu<s de determinado proceso de tratamiento2 de unCuerpo de agua.

Análisis de




Constante de IoniOaci!n

Es la constante de equilibrio de una disociaci"n i"nica, definida inmediatamentepor la ecuaci"n de la constante de equilibrio en funci"n de las concentracionesmolares correspondientes.

C* C< < *D

?i 0@C<A .@*DA

@C*A

or ejemplo, un %cido fuerte C*, cuya disociaci"n esta dada porB

!a constante de ionizaci"n del %cido estar% dada porB

Análisis de




2alcular el porcentaje de ionizaci"n y la concentraci"n de i"n hidrogeno a892 en una soluci"nBa(:,7 de acido nitroso 'C23(?i 0 F,9.7:DF a 892

E$ercicio

Análisis de




2alcular el porcentaje de ionizaci"n y la concentraci"n de i"n hidrogeno a892 en una soluci"nBa(:,7 de acido nitroso 'C23(?i 0 F,9.7:DF a 892

E$ercicio

)eacci"n química

C23 C< < 23D

:,7 D G G G

3o disociado

2onstante de ionizaci"n

?i 0@C<A .@23DA

@C23A



Análisis de



Calidad de Aguas para Procesos Industriales

5/0;,JK.7:D;

:,7: .7:: 0 :,::;J8K 5

)esolviendo la ecuaci"n

I 0 ;,JK.7:D;

@C<A 0 ;,JK,7:D;

$eterminamos la concentraci"n del i"n hidroneo

$eterminamos el porcentaje de disociaci"n

Análisis de




)olu#ilidad!a solubilidad es la m%Gima cantidad de soluto que se puede disolver en una

cantidaddebdisolvente a una temperatura determinada.

-e eGpresa como gramos de soluto por cada 7:: cm1 de disolvente a unatemperatura

dada.

Ej. !a solubilidad de la sal en agua a ;:o es de 18.F g6cm1

'uc>as reacciones que se lle%an a ca#o en

aguas superficiales2 su#terráneas o residuales2e=isten cierta cantidad de elementos que puedenpro%ocar la precipitaci!n de uno o mascompuestos disueltos en el agua2 pro%ocandocontaminaci!n o a depositarse en forma deI,CQ)ACI",E) en tu#erías o depositos.

Análisis de




)olu#ilidad

rincipio del roducto de -olubilidad '?ps(

artiendo del concepto fundamental de que todos los s"lidos son solubles en alg&ngrado y de acuerdo con los conceptos modernos de estructura cristalina, cuandoun compuesto s"lido es puesto en el agua, los iones en la superficie migran alagua hasta alcanzar la condici"n de saturaci"n.

@=a<<A .@-+FD8A 0 ?ps

=a<< < -+FD8=a-+F

@*<A .@=DA L ?ps

En una soluci"n 3o -aturada de un compuesto *=B

En una soluci"n sobresaturada de un compuesto *=B

@*<A .@=DA M ?ps

Análisis de




)olu#ilidad

Efecto del ion com&n en los equilibrios de solubilidad

bN8 b8<

< 8ND

El equilibrio se desplaza para formar m%s bN8

?N

!a adici"n del ion com&n desplaza el equilibrio de un compuesto i"nicopoco soluble hacia la compuesto sin disolver, produciéndose m%s precipitado.

?< < ND

Análisis de




E$ercicio

Una corriente de agua se sabe que contiene b'3+1(8 :,:7 . -i se toma una

peque#a muestra de 7::m! de agua y se a#aden 1 gotas de ?N :,8: O-e formara un precipitadoP. -uponer 7gota 0 :,:9 m!

Análisis de




)oluci!n

Una corriente de agua se sabe que contiene b'3+1(8 :,:7 . -i se toma una

peque#a muestra de 7::m! de agua y se a#aden 1 gotas de ?N :,8: O-e formara un precipitadoP. -uponer 7gota 0 :,:9 m!

Análisis de




Q 0 Q?N < Qb'3+1(8

Q?N 0 1gotas . 7gota6:,:9m! 0 :,79 m!

4 -629? 7 966/ mL 4 96629? mL

bN8

Paso 9.Qolumen total a#adido

b8< < 8ND

'oles I 4 6286 molHL . 629? mL . 9LH9666mL 4 .96;? mol I 4 moles I;

'oles P#-,"/8 4 6269 molHL . 966 mL . 9LH9666mL 4 9.96; mol P#-,"/8

Paso 8.

2oncentraciones de los iones en soluci"n que forman el precipitado.

Análisis de




JI;K 4 .96;? mol H 96629? mL . 9666mLH9L

JI;K 4 82.96; molHL

JP#87K 4 9.96; mol H 96629? mL . 9666mLH9L

JP#87K 4 25?.96; molHL

Paso 8.

2oncentraciones de los iones en soluci"n que forman el precipitado.

Análisis de




&ps 4 -25?.96;/.-82.96;/8

&ps 4 52?.96;96

&ps R ps 3o precipita el bN8

Paso .

2alculamos el producto ionico y lo comparamos con el ?ps

bN8 b8< < 8ND

&ps 4 JP#87K . JI;K8

-ustituimos

*hora 2omparamos

Análisis deC lid d d d i l




1Cuántas gotas son necesarias para producir el primer precipitado en el agua3

JI;K 4 6286.D

966 7 DJP#87K 4 6269.

966

966 7 D

ara que empiece a precipitar Rps 0 ?ps

ps 4 JP#87K . JI;K8

I 0 volumen a#adido para empezar a precipitar

ps 4 29.96;

(eterminamos las concentraciones de los iones

Análisis deC lid d d A P I d t i l




ps 4 29.96; 4 6269.966 7 D

6286. D

966 7 D

8

29.96; D 2.96;8D8 7 829.96;D 7 29.96; 4 6

966

)ustituimos

Ne$esit# u!M2t#d# Nu(2ri$#

# C"$u"d#r$ie!t*)$





29.96; D 2.96;8D8 7 829.96;D 7 29.96; 4 6

esol%emos numericamente:

D9 4 ; 6265998

D8 4 626555

D 4 2882965

)epresentaci"n grafica de las raíces del polinomio





D 4 628 mL

Q 0 Q?N < Qb'3+1(8

Q 0 :.79 m! < :,F8K m! 0 :,9K m! 0 77 gotas de ?N

A>ora con el %olumen de I podemos calcular la cantidad de gotas





-e entiende que los procesos de transformaci"n en general y las operacionesunitarias, en lo particular, tienen como objetivo el modificar las condiciones de unadeterminada cantidad de materia en forma m%s &til a nuestros fines.





!as operaciones unitarias son comunes en los procesos industriales, seanquímicos, físicos o biol"gicos y se refieren a las etapas individuales ydiferenciables entre sí, en que pueden ser divididos tales procesos.





El balance de materia es un método matem%tico, en el cual se basa en la leyde conservaci"n de la materia 'la materia ni se crea ni se destruye, solo setransforma(, que establece que la masa de un sistema cerrado permanecesiempre constante 'eGcluyendo, las reacciones nucleares o at"micas(.

!a masa que entra en un sistema debe salir del sistema o acumularse dentrode él, asíB

entradas 0 salidas < acumulacion

Siste(





Qariaci"nde materiadel sistema

Entradade materiaa través delas fronterasdel sistema

-alidade materiaa través delas fronterasdel sistema

Seneraci"nde materiadentrodel sistema

2onsumode materiadentrodel sistema

0 D < D





-iendo el agua la molécula que genera la vida, los humanos no hacemos otra cosaque seguir destruyendo su potencial equilibrio natural. *l disponer s"lidos ensuspensi"n procedentes de aguas negras que producen turbiedad, impidiendo elpaso de la luz solar e impidiendo la fotosíntesis, desaparece la vida acu%tica. !assustancias químicas, plaguicidas, fungicidas y pesticidas en general que llegan al

agua, forman suspensiones inalterables de complicada estructura química que sondifícil degradaci"n.





Es el compuesto mása%undante en la tierra&A%arcando el '! de lacomposición terrestre&

Molecula formada por atomos de *idrogeno + ,de #xigeno (*#)mediante enlaces

co-alentes&

HH

O





E" -u re-u" " te(&ertur

$#r&#r"

Lu'ri$ rti$u"$i#!es

Pr#&#r$i#! ri-idez e! "#s teid#s,

de'id# que e" -u !# es

$#(&ri(i'"e.

M!tie!e " &ie" ters 4 #e!.

Li'er de" $uer&# e!+er(eddes

de" $#"#! eit e" desrr#""# de





Se re)ere que e" -u re5! t#d#s "#s

requisit#s # !#r(s $#!$e!tr$i#!es dequ*(i$#s #r-!i$#s e i!#r-!i$#s,sust!$is t%i$s, (teri"es e!sus&e!si%!, $#!te!id# (i$r#'i!#0 " $u"

!# +e$te t!t#, "#s seres 3u(!#s,$#(# "#s $uer&#s re$e&t#res de "sdes$r-s de -us 4 equi&#si!#"u$rd#s e! u! deter(i!d# &r#$es#

i!dustri".




g p

O'te!er i!+#r($i%! re"ti "s sust!$is que &e!etr!

e! e" (edi#, que $!tiddes, +ue!tes de &r#$ede!$i 4 sudistri'u$i%!.

E"ur "#s e+e$t#s de "s (is(s e! e" (edi# ('ie!te.

Pr#&#r$i#!r u! 'se &r " &#steri#r dete$$i%! de "ste!de!$is de $#!$e!tr$i%! 4 sus $#!se$ue!$is 4est'"e$er u! re"$i%! $use+e$t#.

E(i!r e! que (edid se &uede! (#di)$r "s e!trds,"s $#!$e!tr$i#!es 4 "s te!de!$is, s* $#(# "#s (edi#s!e$esri#s &r e""# 4 su $#ste




g p

2aptados por los organoshumanos Qista, nariz y garganta.' color, turbidez, olor y sabor(

El color en el agua esta causado por

los minerales disueltos, tintes y %cidosh&micos de las plantas, este ultimoproduce un color amarillo desagradable ala vista.

!a turbidez se debe a la presencia demateria org%nica particulada o en

suspensi"n muy finas.

El olor y el sabor en el agua sonproducidos por la presencia desubproductos de microorganismos 'C8-(y de plantas 'algas(.




g p

resencia de algas fotosinteticas aveceselevan el pC

resencia de cloruros puede indicarcontaminaci"n por agua residual

*ltos niveles de calcio aumentan la durezaque puede ser beneficiosa para la salud.

*ltos niveles de potasio sugieren unacontaminaci"n por fertilizantes artificiales

*ltos niveles de plata est%n relacionadas conla enfermedad de *lzheimer.

'pC, alcalinidad, dureza, metalespesados, +Gigeno disuelto, etc.(




g p




Es el conjunto de operaciones unitarias de tipo físico,químico, físicoDquímico o biol"gico cuya finalidad es la

eliminaci"n o reducci"n de la contaminaci"n o lascaracterísticas no deseables de las aguas, bien seannaturales, de abastecimiento, de proceso oresiduales.




!as alternativas para el tratamiento de aguas dependen de lafinalidad con que se va a utilizar el agua en cuesti"n.




reratamiento

ratamiento rimario

$esinfecci"n

ratamiento avanzado

Tluoraci"n




El objetivo de los reDtratamiento de aguas residuales es preparar el agua paraque pueda someterse a posteriores procesos de tratamiento así como tambiénpara evitar da#os a los equipos 'bombas, tuberías, etc.(

-on rejas que se colocan en los canales de suministro de agua a la planta detratamiento con el objetivo de evitar que grandes materiales flotantes entren yobstruyan mec%nicamente a los equipos. -us tipos varían seg&n la separaci"n delas rejas.




El agua después que ha pasado por el proceso de desbaste se almacena en un tanque con la finalidad

deB

*yudar a la los procesos de tratamiento al asentar el agua que permitir% que parte de la materia ensuspensi"n sedimentable comience a decantar.

-ervir como línea de seguridad en caso de que el cuerpo de agua de captaci"n se llegue acontaminar.

*yudar a disponer el volumen mínimo de suministro para la planta y la selecci"n de dise#o 'yoperaci"n( de las bombas.

El agua que se deja sedimentar un tiempo adecuado, es mas barata de tratar.




roceso de ajuste de pC optimo para procesos

osteriores 'por ejemploB 2oagulaci"n, floculaci"n, tratamiento biol"gico(.

Unidades dise#adas para evitar la abrasi"n

de los equipos mecanicos tras el paso de arena, guijarros, etc.




roceso de separaci"n basado en la capacidad para flotar de los solidosVen una fase liquida. -e utiliza cuando las partículas en suspensi"n tienenuna velocidad de sedimentaci"n tan bajas que no se pueden separar portanques decantadores.




*ireespuma

!as partículasse adhieren alas burbujas

-alida deagua

artículas

Entrada deagua




ara analizar una sustancia se requiere que ésta forme un compuesto coloreadocuya intensidad sea proporcional a la concentraci"n. El compuesto debe obedecerlas leyes de !ambert y =eer.

!ey de !ambert relaciona la absorci"n de luz con la longitud del medio absorbente

!ey de =eer, por su parte, relaciona la absorci"n de luz con la concentraci"n delmedio absorbente.

0

N

No * 0log

7

N:

N0 log

$ondeBB ramitancia *B *bsorbanciaN:B Nntensidad de luz que entra a la soluci"n

NB Nntensidad de luz que sale de la soluci"n




En el an%lisis gravimétrico la concentraci"n de la sustancia se determina apartir de la diferencia de peso causada por el residuo solido despues deevaporaci"n y secado




)!lidos en el Agua

Uno de los parametros m%s significativos es la determinaci"n de solidos en elagua. !os parametros para medir la cantidad de solidos es el siguienteB

)olidos otales -)/: Es todo aquel residuo que queda de una muestra de

agua despues de una evaporaci"n a 7:9W2.

)olidos en )uspensi!n -))/: Es todo aquel solido que queda retenido porun filtro.

)olidos disueltos -)(/: -on todos aquellos solidos que han pasado a través

del filtro y queda en una capsula despues de evaporaci"n a 7H:2.

)olidos otales -)/ 4 )(;))




)!lidos Fi$os: -on aquellos residuos después de la combusti"n a 99: W2.

)olidos olátiles: )epresenta los solidos que por perdida de peso por ignici"n a99: W2 se han volatilizado.

-"lidos en -uspensi"n 3o-edimentables

Tracci"n de -"lidos-edimentables

1 0 0 0 m L

!a 2antidad de s"lidos

sedimentadles sedetermina mediante elEnsayo con el 2onoNmhoff

)olidos )edimenta#les : -e aplica a los solidos en suspensi"n que se puedensedimentar en condiciones de quietud por la influencia de la gravedad .




!as aguas con abundantes solidos disueltos suelen ser de inferior palatabilidad'parametros organolepticos( y pueden inducir una reacci"n fisiol"gicadesfavorable al consumidor.

*guas con altas concentraciones de minerales no son adecuadas para muchasaplicaciones industriales o incluso resultan estéticamente insatisfactorias paraba#arse.

ara el control de procesos de tratamiento biol"gico y físico de aguas residuales.

2on la determinaci"n de solidos, se puede tener una medida de la cantidad de

materia org%nica '-olidos Qol%tiles( en el agua residual y para el control de laaireaci"n en los procesos de lodos activados.

$ise#o y funcionamiento de unidades de digesti"n de lodos, filtros de vacío y lasde incineraci"n.




-e utiliza para comprobar la conveniencia de potenciales abastecimientos deagua que est%n por establecer.

En los casos que se necesita ablandamiento del agua, el tipo de procedimiento ausar pude ser definido por el contenido de solidos disueltos, puesto que losmétodos de precipitaci"n química disminuyen los s"lidos y los de intercambio losaumentan.

El pC en la estabilizaci"n de aguas para el control de la corrosi"n depende enalguna media de los s"lidos disueltos totales presentes así como la alcalinidad yla temperatura.

2on la determinaci"n de -olidos -edimentables, se puede obtener losrequerimientos para el dise#o de unidades de sedimentaci"n en los procesos detratamiento biol"gicos así como medir su eficiencia.




En la determinaci"n de s"lidos de un agua se utilizaron 78: m! de muestra y uncrisol de filtraci"n con una masa inicial de 71,8HF9 g. $espués de filtraci"n y

secado a 7:12, la masa fue de 71,1;8K g. !a calcinaci"n posterior a 99:2 diouna masa final de 71,1F8H g.

E$ercicio

$eterminarB7(ORué tipo de s"lidos corresponde el ensayoP8(orcentaje de vol%tiles con respecto al total




En la determinaci"n de s"lidos de un agua se utilizaron 78: m! de muestra y uncrisol de filtraci"n con una masa inicial de 71,8HF9 g. $espués de filtraci"n y

secado a 7:12, la masa fue de 71,1;8K g. !a calcinaci"n posterior a 99:2 diouna masa final de 71,1F8H g.

E$ercicio

$eterminarB7(ORué tipo de s"lidos corresponde el ensayoP

2risoles de filtraci"n

C#(# e" e!s4#

se 3$e e! u!$ris#" de)"tr$i%!,

$#rres&#!de "deter(i!$i%! de

s%"id#ssus&e!did#s




8( orcentaje de vol%tiles con respecto al total

'f X o(.7:::.7:::-- 0

Qm

$ondeBfB eso Tinal 'g(oB eso inicial 'g(Qm B Qolumen de muestra 'm!(

Ecuaci"n para determinar la concentraci"n de solidos suspendidos totales

'-ecado a 7:12(

-ustituyendoB

-- 0 '71,1;8K X 71,8HF9( g .7::: mg6g.7::: m!6!

78: m!

-- 0 ;97,K mg6!




determinar la concentraci"n de solidos suspendidos vol%tiles '2alcinado a 99:2(

'f X o(.7:::.7:::--Q 0

Qm

-ustituyendoB

--Q 0 '71,1;8K X 71,1F8H( g .7::: mg6g.7::: m!6!78: m!

--Q 0 7;9,H mg6!

$e modo que el porcentaje de vol%tiles esB

7;9,H mg6!

;97,K mg6!I7:: 0 89,Fmg6!




En este tipo de an%lisis la concentraci"n es proporcional a la turbidez producida. -ehace una curva de calibraci"n midiendo la turbidez a una serie de est%ndares y a lamuestra para su determinaci"n por comparaci"n

ienen implicaciones fundamentalesB

ermiten determinar el grado de tratamiento requerido para una fuente de aguacruda, su filtrabilidad, la efectividad de los procesos de coagulaci"n, sedimentaci"n.

-i el agua posee alta turbidez disminuye el grado de efectividad de ladesinfecci"n, ya que, el cloro reaccionaria con los s"lidos y no atacaría a los

microorganismos.

)educe la penetraci"n de luz, aspecto importante parala fotosíntesis de las plantas acu%ticas 'algas(




Una titulaci"n consiste en determinar el contenido de una sustancia a partirdel volumen de la soluci"n estandar 'concentraci"n conocida( requeridopara completar una reacci"n particular en una cantidad conocida demuestra.

El punto final de la reacci"n se determina por medio de indicadores omYtodos electricos. En dicho punto, el n&mero de equivalentesDgramo deambas sustancias es el mismo, de modo queB

37.Q7 0 38.Q8

$ondeB37B 3ormalidad de la sustancias desconocida38B 3ormalidad de la soluci"n est%ndar Q7B Qolumen de muestraQ8B Qolumen de soluci"n est%ndar




2apacidad de un agua a reaccionar con iones C< a un pC correspondiente en la formaci"nestequiometrica de acido carbonico y carbonatos.

*lc0 @C2+1DA < 8@2+1

8DA < @+CDA D @C<A

3o s"lo representa el principal sistema amortiguador 'tamp"n, buffer( del aguadulce, sino que también desempe#a un rol principal en la productividad de cuerposde agua naturales, sirviendo como una fuente de reserva de 2+8 para lafotosíntesis




Nnternacionalmente es aceptada una alcalinidad mínima de 8: mg6! de2a2+1 para mantener la vida acu%tica. 2uando las aguas tienenalcalinidades inferiores se vuelven muy sensibles a la contaminaci"n, yaque no tienen capacidad para oponerse a las modificaciones que generen

disminuciones del pC 'acidificaci"n(.

Cuerpo de Agua Alcalinidad

M*!i(# $e&t'"e /: (-;L CCO=

P#'re(e!te (#rti-ud#r /< (-;L CCO=M#derd(e!te(#rti-ud#r

/<@< (-;L CCO=

Mu4 (#rti-ud#rs @< (-;L CCO=




!as principales causas de alcalinidad sonB

Cidr"Gidos '+CD(2arbonato '2+1

0(=icarbonatos 'C2+1D(

2+8 < C8: C82+1

C< < C2+1DC82+1

2+8 < C8: C< < C2+1D

C2+1D C< < 2+1

0

@C<A @C2+1DA

@2+8 A

?7 0

@C<A @2+10A

@C2+1

D

A A

?8 0




!a alcalinidad es medida volumetricamente por titulaci"n con C8-+F y se eGpresacomo equivalentes de 2a2+1.ara muestras cuyo pC inicial est% por encima de H,1 latitulaci"n se hace en dos fases.

!a primera transcurre hasta cuando el pC baja a H,1, punto en el cual el indicador defenolftaleína cambia de rosado a incoloro.

!a segunda fase progresa hasta cuando el pC baja alrededor de F,9, nivel quecorresponde al punto final de naranja de metilo o verde de bromocresol.




Valores de las causas de Alcalinidad

en función de F y M.

Relació

n . + M

Causas #* C#01 *C#0

2otal

F M O1 F : : M

FM;/ O1 4CO=

/FM /MF0 : M

FM;/ CO= : /F : M

FM;/ CO= 4

1CO=

: /F M/F M

F: 1CO= : : M MTuenteB *C*. 7JJ8.




3o hay *lcalinidad *cidez mineral

pC

+CD o 2+10

2+10

2+10o C2+1

D

C2+1D

2+8 o -ales hidrolizadas

3o hay *cidez

7:

H,9

H,1

F,9

*lcalinidad *cidez!a determinaci"n de la *lcalinidad es importanteporque ayuda al control de lacorrosi"n y la incrustaci"n enlos sistemas que utilizan aguacomo materia prima o deproceso




2oagulaci"n Ruímica

!os químicos utilizados para la coagulaci"n del agua natural y residualreaccionan con ella para formar precipitados insolubles de hidr"Gidos. !osiones hidrogenos liberados reaccionan con la alcalinidad del agua. Esta

alcalinidad act&a para amortiguar el agua en un margen de valores de pCdonde el coagulante pueda ser efectivo.

iene que eGistir un eGceso de alcalinidadque pueda ser neutralizado por el acido

liberado por el coagulante para que

se produzca una coagulaci"n efectivay completa.




*blandamiento del agua

ara el c%lculo de las cantidades necesarias de cal y ceniza de soda porlos métodos de precipitaci"n.

!a alcalinidad del agua ablandadase tiene en cuenta para saber

si esta agua cumple losest%ndares de potabilidad. Nncrustaciones en una caldera




2ontrol de corrosi"n

!a alcalinidad es un par%metro importante en el control de la corrosi"n. Esun dato necesario para calcular el índice de saturaci"n de !angelier .

!a corrosi"n c%ustica puedeser prevenida manteniendola alcalinidad, +C libre ypC del agua de una caldera.

Corrosión Caustica

en una caldera.




2apacidad de amortiguaci"n

!a alcalinidad es un medio para evaluar la capacidad de amortiguaci"n'alteraci"n de pC( de las aguas residuales y lodos quimicos y biologicos en

procesos de tratamiento de aguas.

)esiduos industriales

Esta prohibido verter residuoscon alcalinidad caustica 'de hidr"Gido(

en aguas receptoras y en alcantarillas.

!a alcalinidad y el pC sonfactores importantes para determinar

la viabilidad del tratamientobiol"gico de las aguas residuales.




El sistema de alcalinidad tiene interacciones importantes con los procesos defotosíntesis y respiraci"n. $ichas interacciones se ilustran en la siguiente figura,donde aparecen combinadas la primera y segunda disociaciones de %cidocarb"nico




En aguas con alta productividad, el proceso fotosintético puede agotar losniveles de 2+8 libre, a tal punto que el crecimiento de plantas acu%ticas se velimitado y el pC puede alcanzar valores mayores de J " 7:.

!a actividad fotosintética puede redundar en la precipitaci"n de carbonato de calcio'2a2+1(, si la concentraci"n de carbonatoaumenta lo suficiente como para eGcederla constante de solubilidad de carbonatode calcio '?sp a 89W2 0 7:DH.19(.

Esa es una situaci"n muy com&n en lagosde alta productividad con una alta alcalinidad,donde se puede observar una cubiertablancuzca sobre la superficie deestructuras vegetales y sobre el sedimento.





E$ercicio



9: m! de una muestra de agua que contiene cal, 2a'+C(8 requieren 78 m! deC8-+F :,:8 3 para alcanzar el punto de equivalencia en una titulaci"n acidoDbase.

$eterminar la concentraci"n de 2a'+C(8 de la muestra en mg6!D2a'+C(8 y en mg6!D2a2+1

E$ercicio


E$ercicio



9: m! de una muestra de agua que contiene cal, 2a'+C(8 requieren 78 m! de C8-+F :,:8 3para alcanzar el punto de equivalencia en una titulaci"n acidoDbase. $eterminar laconcentraci"n de 2a'+C(8 de la muestra en mg6!D2a'+C(8 y en mg6!D2a2+1

E$ercicio

3m. 9: m! 0 :.:8 3. 78 m!

3= 0:.:8 3. 78 m!

9: m!:,::FH 3

*plicamos la ecuaci"n en el punto de equivalencia

0

3m.Qm 0 3a.Qa$ondeB

3mB 3ormalidad de la muestra.QmB Qolumen de la muestra.3aB 3ormalidad del *cidoQaB Qolumen del acido

-ustituimos




2a'+C(8 2a8< < 8+CD

e 0

/

/ 0 8

KF,:K; g

8 eq0 1K,:KH g6eq

mg6!D2a'+C(8 0 :,::FH eq6! . 1K,:K; g6eq . 7::: mg67g

mg6!D2a2+1 0 :,::FH eq6! . 9: g6eq . 7::: mg67g

0

*hora podemos calcular la concentraci"n de la muestra en base a 2a'+C(8

2alculamos el peso equivalente del 2a'+C(8

2alcular la 2oncentraci"n en términos de 2a2+1

0 7KK,KH8 mg6!D2a'+C(8

0 8F: mg6!D2a2+1


E$ercicio



Una muestra de agua de 9: m! requiere 9.1 m! de C8-+F :,:83 para alcanzar unpC de H,1 y ;,J m! adicionales para llegar a pC 0 F,9.

2alcular la alcalinidad total de la muestra e identificar las causas posibles dealcalinidad en dicha muestra

E$ercicio


E$ercicio



Una muestra de agua de 9: m! requiere 9.1 m! de C8-+F :,:83 para alcanzar unpC de H,1 y ;,J m! adicionales para llegar a pC 0 F,9.

2alcular la alcalinidad total de la muestra e identificar las causas posibles dealcalinidad en dicha muestra

$

!a muestra requiere 9.1 m! de C8-+F :,:83 para alcanzar un pC de H,1

(atos importantes:

H( H+ Hd




QT 0 9,1 m!

3m.Qm 0 3a.Qa

3m 0:.:8 3. 9,1 m!

9: m!:,::878 30

2alculamos la concentraci"n en el punto de equivalencia por Tenolftaleina

-ustituimos en la ecuaci"n

T 0 7:; mg6!D2a2+1 0 *lcalinidad de Tenolftaleína

3m. 9: m! 0 :.:8 3. 9,1 m!

T 0 :,::878 eq6! . 9: g6eq . 7::: mg67g




2alculamos la concentraci"n en el punto de equivalencia por 3aranja de etilo

Q 0 QT < Qad

3m.Qm 0 3a.Qa

3m 0:.:8 3. 78,8 m!

9: m!

0 :,::FHH 3

-ustituimos en la ecuaci"n

0 :,::FHH eq6! . 9: g6eq . 7::: mg67g

3m. 9: m! 0 :.:8 3. 78,8 m!

0 8FF mg6!D2a2+1 0 *lcalinidad de 3aranja de etilo

0 78,8 m!0 '9,1 < ;,J(m!




8

0 8FF 6 8

$eterminamos las causas de la *lcalinidad

TL68

T 0 7:; mg6!D2a2+1

Qalores de las causas de *lcalinidad en funci"n de T y

Relacion . + M

Causas #* C#01 *C#0

2otal

F M O1 F : : M

FM;/ O1

4 CO=

/FM /MF0 : MFM;/ CO= : /F : M

FM;/ CO= 4

1CO=

: /F M/F M

F: 1CO= : : M M

0 788 mg6!D2a2+1




TL68 2+1

0

C2+1D

2omo2ausas

@2+1 0 A

@C2+1D A

0 8.T 0 878 mg6!D2a2+1

0 D 8.T 0 18 mg6!D2a2+1

Qalores de las causas de *lcalinidad en funci"n de T y

Relacio

n . + M

Causas #* C#01 *C#0

2otal

F M O1 F : : M

FM;/ O1 4 CO= /FM /MF0 : M

FM;/ CO= : /F : M

FM;/ CO= 41CO=

: /F M/F M

F: 1CO= : : M M




El pC es una forma de eGpresi"n de la concentraci"n o actividad deli"n hidrogeno. !a disociaci"n i"nica del agua esB

C8: C< < +CD

?i 0

@C<A .@+CDA

@C8+A

@C<A 0 @+CDA 0 7:DK moles6!. puede considerarse constante e igual a 7Z por lo tantoB

@C<A 0 @+CDA 0 7:D7F 0 ?[

?[ es la constante de ionizaci"n del agua.

pC 0 Dlog @C<A 0 log7

@C<A

p+C 0 Dlog @+CDA

pC <p+C 0 7F




En el %rea de los procesos industriales, en el cual el agua necesitatratamiento, el pC es un factor que se debe tomar en cuenta paraB

2oagulaci"n química '!a buena formaci"n de floculos con la adici"n de *l&mina el pC debe de estar entre un rango de F,H a K,H(.

$esinfecci"n 'El cloro en forma de hipoclorito tiene mayor efectodesinfectante a pC entre 9,9DK,9(.

2ontrol de corrosi"n '*guas con alto contenido de 2+8 tienen pC F la

cual tienden a ser corrosivas.(




El término dureza del agua se refiere a la cantidad de sales de calcio ymagnesio disueltas en el agua. Estos minerales tienen su origen en lasformaciones rocosas calc%reas, y pueden ser encontrados, en mayor omenor grado, en la mayoría de las aguas naturales




2onocer la dureza total del agua es importante tanto en el sector privado como enel industrialB

7. El agua dura reacciona con el jab"n formando grumos insolublesB

2a8< < 8)2+8D \ 2a')2+8(8's(

]ab"n recipitado

)B hidrocarburo de cadena larga, como 27KC19

El 2a8< y el g8< pueden consumir una cantidad importante del jab"n quese utiliza en limpieza.




8. El agua dura deja dep"sitos s"lidos o costras en las tuberías cuando seevapora.

El calor convierte los bicarbonatos solubles en carbonatos 'por pérdida de 2+8( yse forma un precipitado de 2a2+1 que puede llegar a obstruir las tuberías de unacaldera.

2a'C2+1(8'aq( 2a2+1's( < 2+8'g( < C8+

!a fracci"n de dureza a causa del 2a'C2+1(8'aq(

se pierde al calentar por precipitaci"n de 2a2+1.

!a dureza debida a otras sales, sobre todo 2a-+F disuelto, no se elimina por calefacci"n.




1. El agua dura es beneficiosa en agua de riego porque los iones alcalinotérreostienden a flocular 'formar agregados( con las partículas coloidales del suelo y,

como consecuencia, aumenta la permeabilidad del suelo al agua.




F. El agua blanda ataca al hormig"n y a otros derivados del cemento.




!a dureza es causada por los cationes met%licos multivalentes, de los cuales los principales,en orden de abundancia en el agua, son 2alcio, agnesio, Estroncio, hierro divalente 'ferroso(y anganeso trivalente 'manganoso(. ambién el Cierro trivalente 'férrico( y el *luminiopueden causar dureza, pero debido a su solubilidad su contribuci"n es generalmentedespreciable.

$ureza

$ureza 2arbon%ceaB orci"n químicamente equivalente a la *lcalinidad

$ureza 3o 2arbon%ceaB orci"n restante asociada a otros aniones, comoBsulfatos, cloruros, nitratos, silicatos, etc.




El agua adquiere la dureza cuando pasa a través de las formaciones geol"gicasque contienen los elementos minerales que la producen y por su poder solventelos disuelve e incorpora.

El agua adquiere el poder solvente, debido a las condiciones %cidas que sedesarrollan a su paso por la capa de suelo,

donde la acci"n de las bacteriasgenera 2+8, el cual eGiste enequilibrio con el %cido carb"nico.

En estas condiciones de pC bajo,el agua ataca las rocas, particularmentea la calcita '2a2+1(, entrando loscompuestos en soluci"n




$ureza otal ^ *lcalinidad$ureza 2arbon%cea 0 *lcalinidad$ureza 3o 2arbon_cea 0 $ureza otal D *lcalinidad

$ureza otal ` *lcalinidad$ureza 2arbon%cea 0 $ureza otal$ureza 3o 2arbon_cea 0 :

-e tienen dos posibilidades

ara el analisis de dureza en aguas

<<'mg6!(.9:

EqD<<

$ureza 'mg6!D2a2+1( 0




ara medir la dureza total, en primer lugar, se trata la muestra con %cido asc"rbicoo con hidroGilamina para reducir el Te1< a Te8<, y con cianuro para enmascarar elTe8<, el 2u8< y otros iones met%licos minoritarios.

* continuaci"n, se lleva a cabo una valoraci"ncompleGométrica con %cido etilendiaminotetraacético'*E$(, en medio amoniacal tamponado a pC 7:, enpresencia de una mezcla de indicadores 'negro de

eriocromo y rojo de metilo(B




7. *l adicionar el negro de eriocromo '3E( a la muestra de agua seforman complejos de color rojo, de los cuales el m%s estable es el de gB

g8< < CNn8D gNnD < C<

2a8< < CNn8D 2aNnD < C<

8. *l valorar con *E$ 'C8D(, el agente complejante destruye en primer lugar el complejo de 2a

2aNnD < C8D 2a8D < CNn8D < C<




1. Una vez destruido el complejo de 2a, la adici"n de m%s *E$destruye el complejo de gB

2aNnD < C8D 2a8D < CNn8D < C<

2uando el indicador queda libre, ladisoluci"n adquiere su colorcaracterístico al pC de trabajo, azul


U t d t l i i t li i

E$ercicio



Una muestra de agua presenta el sieguiente analisisB

3ón mg/4

1CO= 6<8

SO7 6=:

C" 6=

C/ 8>

M-/ /:N 67

? /

$eterminarB

a($ureza otalb($ureza 2arbonacea y $ureza 3o 2arbonaceac($ureza por 2a8<


a( $ureza otal



)oluci!n

+bservacionesB!os cationes 3a< y ?< son monovalentes por lo tanto no se toman en cuenta para ladeterminaci"n de dureza.!a *lcalinidad viene dada por la concentraci"n del i"n bicarbonato 'C2+1

D(

<<'mg6!(.9:

EqD<<$ureza 'mg6!D2a2+1( 0

2a<<'mg6!( g<<'mg6!(

EqD2a<< EqDg<<< G9:$ureza 'mg6!D2a2+1( 0

;H mg6! 8: mg6!8: eq 78,8 eq

I9: eq<$ureza 'mg6!D2a2+1( 0

$ureza 'mg6!D2a2+1( 0 897,J;K mg6!D2a2+1

a( $ureza otal

$ureza otal


b( $ureza 2arbonacea y $ureza 3o carbonacea



3ecesitamos el valor de *lcalinidad

b( $ureza 2arbonacea y $ureza 3o carbonacea

ara poderla comparar con la

dureza total y determinar cualde las dos posibilidades es laque tenemos

Oor queP.

$ureza otal ` *lcalinidad$ureza 2arbon%cea 0 $ureza otal$ureza 3o 2arbon_cea 0 :

$ureza otal ^ *lcalinidad$ureza 2arbon%cea 0 *lcalinidad

$ureza 3o 2arbon_cea 0 $ureza otal D *lcalinidad


aso7 2oncentraci"n del i"n bocarbonato 'C2+ D( en mg6!D2a2+



aso7. 2oncentraci"n del i"n bocarbonato 'C2+1 ( en mg6! 2a2+1

mg6!D2a2+1 0 79; mg6!DC2+1D .

$ureza otal ^ *lcalinidad

aso8. 2omparamos el valor de la *lcalinidad con el valor de $ureza otal

*lcalinidad 078K,H;H mg6!D2a2+1

$ureza otal 0 897,J;K mg6!D2a2+1

Durez T#t" J A"$"i!idd

Durez Cr'#!$e A"$"i!iddDurez N# Cr'#!K$e Durez T#t" A"$"i!idd

. 9:g6eqD2a2+17 g6 ;:eqDC2+1D

mg6!D2a2+1 0 78K,H;H mg6!D2a2+1 0 *lcalinidad

eso Equivalente$el bicarbonato

eso Equivalente$el 2arbonato de 2alcio




$ureza 2arbonacea 0 78K,H;H mg6!D2a2+1

$ureza 3o 2arbonacea 0 78F,:JH mg6!D2a2+1

2alculamos la $ureza 2arbonacea y $ureza 3o 2arbonacea

$ureza 2arbon%cea 0 *lcalinidad

$ureza 3o 2arbon%cea 0 $ureza otal X $ureza 2arbon%cea

$ureza 3o 2arbon%cea 0 '897,J;KD 78K,H;H( mg6!D2a2+1




$ureza por 2a8< 08:g6eq

. 9:g6eq;Hmg6!

0 7K: mg6!D2a2+1

$ividimos la concentraci"n de 2alcio entre el peso equivalente del 2alcio para luego

multiplicarlo por el eso equivalente del 2arbonato de 2alcio

c( $ureza por 2alcio 2a8<

$ureza por 2a8<




-eg&n las características químicas del agua, cuando ésta es utilizada en laindustria o para el abastecimiento, pueden presentarse, en alg&n momento, ciertosproblemas en las instalaciones de conducci"n o almacenamiento, derivados de laformaci"n de s"lidos insolubles que se incrustan en las superficies con las que elagua entran en contacto, o bien de productos de corrosi"n que van desgastandoprogresivamente los materiales. *dem%s, este tipo de aguas tiende a presentaruna mala apariencia, olor y sabor, así como un cierto grado de toGicidad.




!as características físicoDquímicas de un agua permiten clasificarla seg&nsu interacci"n sobre los materiales de las conducciones enB




Aguas corrosivasB

!a corrosividad de un agua es su capacidad de disolver a los metales.

!a superficie del metal ser% atacada por una acci"n electroquímica.




Aguas agresivasB

!a agresividad de un agua es la capacidad de disolver la 2alcio de losminerales que los contienen. En presencia de gas carb"nico el aguatendr% una mayor o menor tendencia a disolverla.




Aguas incrustantes:

El agua depositar% sobre las paredes de las tuberías o de los aparatos deproducci"n de agua caliente sanitaria sedimentos duros y adherentes 'calcita,aragonito y con mucha menor frecuencia vaterita(.




ermite evaluar la corrosividad y tendencia a formarprecipitados de 2a2+1, de un cuerpo de agua y se calculaa partir de la utilizaci"n del indice de !angelier, )iznar




Nndice de -aturaci"n de !angelier 'N-!(B

El N-! da una idea cualitativa de qué tan estable es el agua considerada con relaci"n a laprecipitaci"n de 2a2+1

N-! 0 pC D pCs

-i N-! 0 :, agua en equilibrio químico con el 2a2+1

-i N-! L :, agua con tendencia a ser corrosiva 'Nnsaturada de 2a2+1(

-i N-! M :, agua con tendencia incrustante 'sobresaturada de 2a2+1(

El pCs, es el pC de saturaci"n en calcita o en carbonato de calcio,




Nndice de )yznar'N)(B

Es una modificaci"n al ndice de -aturaci"n de !angelier '!-N( para proporcionar una mejorindicaci"n en la tendencia a la formaci"n de incrustaciones de carbonato de calcio. )yznardetect" que aguas de baja dureza y alta dureza pudieran tener '!-N( similares.

or ello, modific" la formula a la siguiente eGpresi"n

N) 0 8pCs D pC

TuenteB Nnstituto de Nngeniería Ruímica ecnología y -ervicios Nndustriales




Nndice de *gresividad 'N*(B

Este índice se utiliza para evaluar los efectos en redes de distribuci"n de agua consuperficies de cemento y asbesto.

N* 0 pC < log'*lc(.'2a8<(

pC de -aturaci"n 'pCs(B

pCs 0 * < = X log'2a8<( Xlog'*lc(

$ondeB *lcB *lcalinidad total, mg6!D2a2+1

2a8<B $ureza por 2alcio, mg6!D2a2+1

*B 2onstante que depende de la temperatura=B 2onstante que depende de los -"lidos $isueltos




2emperatura 5C

A

: /,=:

7 /,/7

> /,6>

6: /,68

6/ /,6=

67 /,6:

68 /,:@

2emperatura 5C

A

6> /,:7

/: /,:6

/< 6,9==: 6,>8

=< 6,@>

7: 6,@6

7< 6,87

2emperatura 5C

A

<: 6,<8

<< 6,79

8: 6,768< 6,==

@: 6,/<

@< 6,6>

>: 6,6:

abla 7. Qalores de * en funci"n de la temperatura




"ólidos

6isueltostotales(mg/4)

7

: 9,@:

6:: 9,@@

/:: 9,>=7:: 9,>8

>:: 9,>9

6::: 9,9:

Qalores de = en funci"n de los -"lidos $isueltos otales

3"4 3R 3A "igni8cado: 8,< 6/ N# -resi

/ : 8,< 6: 6: 6/ M#derd(e!te-resi

/ 6: 6: Mu4 -resi

2omparaci"n y significado de los índices de estabilidad


Una muestra de agua presenta el siguiente an%lisisB

E$ercicio



g p g

3ón mg/4

1CO= 6=:SO7 79

C" 6/8

C/ /<

M-/

<,@N 68

NO= 8,=

$eterminarB

a(N-!b(N)c(N*d($ureza por 2a8<

2olor 0 K9 upc-"lidos otales 0 HJ: mg6!-olidos -uspendidos otales 0 8J: mg6!


$eterminarB



$eterminarBa(N-!

N-! 0 pC D pCs


$ondeB

*0 f'( y -eg&n la tabla

*0 f'0 7H2( 0 8,:F

Paso9. Ecuaci!n de Indice de Langelier

Paso 8. Calcular el p@ de )aturaci!n

Paso . Calcular el %alor de A2emperatura 5C

A

6> /,:7

/: /,:6

/< 6,9==: 6,>8

=< 6,@>

7: 6,@6

7< 6,87


Paso . Calcular el %alor de B



2omo - 0 -$ < --

$espejando

-$ 0 - D --

-$ 0 'HJ:D8J:(mg6! 0 ;:: mg6!

-$ 0 ;:: mg6!

$ondeB

=0 f'-$(

"ólidos6isueltostotales(mg/4)

7

: 9,@:

6:: 9,@@

/:: 9,>=

7:: 9,>8

>:: 9,>9

6::: 9,9:

Calcular el %alor de )( para poder o#tener el %alor de B

Los )olidos (isueltos totales se encuentraentre estos dos %alores

N# &#see(#s e""#r de "#s s#"id#s

disue"t#s t#t"esSDT0. Te!e(#s quedes&er"# de "

e$u$i%!


Interpolamos el %alor o#tenido de )( en la ta#la 8



= 'adim(

-$ 'mg6!(

J,H;

J,HJ

F:: H::;::

G

Interpolamos el %alor o#tenido de )( en la ta#la 8.

!os -$ se encuentra entre 'F::DH::(mg6!

or relaci"n de ri%ngulos semejantesB

J,HJ X J,H;

H:: X F::0

G

;:: X F::

'J,HJ X J,H;('H:: X F::(

I 0 ';:: X F::(

I 0 7,9.7:DF adim

= 0 G < J,H;


A>ora podemos calcular el %alor de B



= 0 7,9.7:DF < J,H; 0 J,H;:::79 adim

*lcalinidad 0 71: mg6!DC2+1D

$ureza por 2a8< 0 89 mg6!D2aF:,:KH g

8 eq

.9: g6eq 0 ;8,1KH mg6!D2a2+1

A>ora podemos calcular el %alor de B

Paso . Calcular la concentraci!n de la Alcalinidad en t<rminos de CaC"

Paso ?. Calcular la (ureOa en t<rminos de CaC"

eso Equivalente$el bicarbonato

eso Equivalente$el 2arbonato de 2alcio

0 7:;,99K mg6!D2a2+1.9:g6eqD2a2+1.'76;7(g6eqDC2+1D


Calcular el p@ de saturaci!n



pCs 0 8,:F < J,H;:::79 X log';8,1KH( X log'7:;,99K(

pCs 0 H,:K

N-! 0 pC X pCs 0 ;,H X H,:K 0 D7,8K adim


-ustituimos

Calcular el Sndice de Langelier

-ustituimos

N-! 0 pC X pCs

Si ISL :, -u $#! te!de!$i ser$#rr#si I!sturd de CCO=0


b( Nndice de )iznard



N) 0 8pCs X pCN) 0 8'H,:K( X ;,H 0 J,19 adim

c( Nndice de *gresividad

N* 0 pC < log'*lc(.'2a8<(

N* 0 ;,H < log'7:;,99K(.';8,1KH(

N* 0 7:,;88 *dim

)ustituimos

)ustituimos


2omparaci"n y significado de los índices de estabilidad



3"4 3R 3A "igni8cado

: 8,< 6/ N# -resi/ : 8,< 6: 6: 6/ M#derd(e!te

-resi

/ 6: 6: Mu4 -resi

6,/@ 9,=< 6:,8// E" -u es

M#derd(e!te-resi




!a conductividad eléctrica, o como se la denominageneralmente, la conductividad, es una mediada de lacapacidad de una soluci"n acuosa para transportar lacorriente eléctrica.




$ondeB

e2B 2onductividad eléctrica en -6cm.

2iB 2oncentraci"n de la especia i"nica ien la soluci"n en mg6! o meq6!.

fiB factor de conductividad para la especie i"nica

-i se conocen las concentraciones de los iones 'cationes y aniones( en el agua,entonces la conductividad puede determinarse asiB

La corriente el<ctrica es conducida en lasoluci!n mediante el mo%imiento de los iones *así cuanto ma*or es el numero de iones2 ma*or

es la mo%ilidad i!nica * en consecuencia ma*ores la magnitud de la conducti%idad.




Agua 3nter-alo deconducti-idad

(9"/cm)

u*(i$(e!te &ur :,:<

Desti"d :,67

A-u de ""ui /:6::

A-u '"!d 7:6<:

A-u dur /::<::

G( de r*#s 6::6:::

A-u su'terr!e /::6<::A-u de esturi# /::/:::

A-u de (r 7::::Tuente. Nngeniería *mbiental, Serard ?iely.

Nntervalos típicos de la conductividad para diferentes aguas.




Catión

.actor deconducti-idad 8

(9"/cm) Anión

.actor deconducti-idad 8 (9"/cm)

(-;L (eq;L (-;L (eq;L

C/ </ /,8 1CO= 7=,8 :,@/

M-/ 78,8 =,>/ CO=/ >7,8 /,>/

? @/ 6,>7 C" @<,9 /,67

N 7>,9 /,6= NO= @6 6,6<

SO7 @=,9 6,<7

Tactor de 2onductividad para distintos iones

Tuente. Nngeniería *mbiental, Serard ?iely.




!as partículas disueltas se aglomeran por la adici"n de un coagulante queneutraliza sus cargas, favoreciendo el asentamiento de la materia finamentedividida o en suspensi"n

En la coagulaci"n se adiciona un producto químico para la formaci"n de

floculos en el agua, provenientes de los s"lidos disueltos o coloides.

Entre los principales coagulantes utilizados se tienenB

-ulfato de *luminio '*l8'-+F(1(

2loruro Térrico 'Te2l1(

-ulfato Terroso 'Te8-+1(


1&u< es un coloide3



!os coloides son partículas en suspensi"n que dan color al agua. !os coloidesestan en el orden del tama#o entre las partículas sedimentadles y las disueltas,de alli su dificil separaci"n, para lo cual se adiciona un 2oagulante 'sales dealuminio o hierro( para que sedimenten.

FuerOas que inter%ienen en los coloides

Tuerzas de Qan $er allsB En los coloides esta fuerza es de atracci"n'pero de magnitud muy debil( en la cual mantiene unidas a las moleculas.

ElectroestaticasB !as particulas coloidales llevan una carga electrica que

depende de su atracci"n o repulsion. En la mayoria de los casos estas cargasse encuentran de forma negativa, para lo cual tienen a separarse y semantienen suspendidas en el agua


)eg0n su Clasificaci!n



@idrofilia B artículas afines para absorber agua 'por ejemplo almidones y proteínas(, endonde las partículas se estabilizan por capas de agua que obstruyen el contacto con otras

@idrofo#ia: artículas no afines para absorber agua 'por ejemplo metales y mayorparte de las sales( donde la presencia de la carga es el factor estabilizante 'se repelenunas a otras(.

*finidad para la absorci"n del agua o no.

)eg0n su Clasificaci!n

2oagulante

2oloide




Factores en la selecci!n de Coagulantes para separar

ColoidesUn 2oagulante de carga doble o tripe tienen a ser m%s efectivos que los de lacarga simple.

*gregar coagulante cambia el pC y la alcalinidad.Un agua con escaza turbidez aumenta la dosis de adici"n de coagulantes quela de un agua con una turbidez moderada.

El pC del agua a tratar con coagulantes para la formaci"n de floculos, ya que,

los diferentes coagulantes separan los coloides a diferentes pC. or ejemplo parala buena formaci"n de floculos con la adici"n de *l&mina el pC debe de estarentre un rango de F,H a K,H.


(osis "ptima de Coagulantes -Prue#a de Tarras/



(osis "ptima de Coagulantes -Prue#a de Tarras/

ediante el Ensayo de rueba de ]arras se simulan en un laboratorio lascondiciones en las cuales se necesita adicionar coagulantesDfloculantes paralos procesos de tratamiento de aguas donde se quieran separar las partículassuspendidas o coloides.


Floculaci!n



Floculaci!n

roceso por el cual se favorece la aglomeraci"n de los microfloculos provenientes dela 2oagulaci"n, a través de redes que los atrapan y así formar macrofloculos que porgravedad sedimentan.

Infraestructura de las unidades de Coagulaci!n * Floculaci!n

Qnidad de 'eOclado ápido de Coagulante$e unos pocos minutos y altos gradientes de velocidad de mezclado para garantizar que elcoagulante se disperse por toda la masa de agua.

Qnidad de meOcla lenta de floculaci!n

Esta unidad los microfloculos tienen que pasar mucho mas tiempo para que entren en contaco yse forme la red que los atrapa y sedimentan. !os tiempos en ésta unidad pueden ser de 8: a ;:min. !os gradientes de velocidad tienen que ser lentos para evitar la ruptura de los microfloculos.

Qnidad de )edimentaci!n

En esta unidad se deja reposar los floculos formados para que sedimenten y luego separarlosobteniendose el efluente clarificado


E$ercicio



Un agua se va a coagular con -ulfato Terroso y cal. -i la dosis de -ulfatoTerroso es 19 mg6!.

$eterminarB

a(!a alcalinidad consumida por el coagulante.b($osis de cal requerida por coagulante.

c(!a masa de lodo h&medo producido, suponiendo 8,7 5 de -"lidos en elmismo.


E$ercicioUn agua se va a coagular con -ulfato Terroso y cal. -i la dosis de -ulfato Terroso es 19mg6!.



Te-+F.KC8+ < 2a'C2+1(8 Te'C2+1(8 < 2a'-+F( < KC8+

2a'C2+1(8 2a2+1 < C8+ < 2+8

8KH g Te-+F.KC8+ 7:: g 2a2+1

19 mg6!DTe-+F.KC8+ I

I 0 7:: g6D2a2+1

8KH g Te-+F.KC8+

.19 mg6!DTe-+F.KC8+ 0

*lcalinidad 2onsumida

g

$eterminarB

a(!a alcalinidad consumida por el coagulante.

Estequiometria del proceso

elacionando las reacciones2 tenemos:

78,9H mg6!D2a2+1


b( $osis de 2al requerida '$2(



Te'C2+1(8 < 82a'+C(8 Te'+C(8 < 82a2+1 < 8C8+


Te-+F.KC8+ < 2a'C2+1(8 Te'C2+1(8 < 2a'-+F( < KC8+

Es en la segunda reacci"n en la que act&a la cal 2a'+C(8

asos a seguirB7.2onocer cuanto se produce de Fe-@C"/8.8.2alcular la dosis de cal '2a'+C(8(.


Estequiometria del proceso de producci!n de Fe-@C"/8



8KH g Te-+F.KC8+


7KK,H1J g Te'C2+1(8

I 07KK,H1J g6DTe'C2+1(8

8KH g Te-+F.KC8+

.19 mg6!DTe-+F.KC8+

I 0 88,1HJH mg6!D Te'C2+1(8

roducci"n de Te'C2+1(8

Te-+F.KC8+ < 2a'C2+1(8 Te'C2+1(8 < 2a'-+F( < KC8+


Por lo que la dosis de Cal -(C/



8KH g Te-+F.KC8+

.19 mg6!DTe-+F.KC8+7FH g 2a'+C(8I 0

$2 0 7H,;1 mg6!D2a'+C(8

7FH g 2a'+C(88KH g Te-+F.KC8+

19 mg6!DTe-+F.KC8+

Te'C2+1(8 < 82a'+C(8 Te'+C(8 < 82a2+1 < 8C8+

I


c( asa de !odo 8,75 en el mismo





Te-+F.KC8+ < 2a'C2+1(8 Te'C2+1(8 < 2a'-+F( < KC8+

Te'C2+1(8 < 82a'+C(8 Te'+C(8 < 82a2+1 < 8C8+

Te'+C(8 < +8 < 8C8+ FTe'+C(1

)eg0n las reacciones anteriores se necesita conocer la cantidad de productos>asta llegar al @idr!=ido de >ierro III2 *a que2 es el precipitado que se produce.


Estequiometria del proceso de producci!n de Fe-@C"/8



8KH g Te-+F.KC8+ 7KK,H1J g Te'C2+1(8


I 07KK,H1J g6DTe'C2+1(8

8KH g Te-+F.KC8+

.19 mg6!DTe-+F.KC8+

I 0 88,1HJH mg6!D Te'C2+1(8

Te-+F.KC8+ < 2a'C2+1(8 Te'C2+1(8 < 2a'-+F( < KC8+

-eg&n la reacci"nB

roducci"n de Te'C2+1(8

Análisis de


Estequiometria del proceso de producci!n de Fe-"@/8



-eg&n la reacci"nB

Te'C2+1(8 < 82a'+C(8 Te'+C(8 < 82a2+1 < 8C8+

7KK,H1J g Te'C2+1(8 HJ,HF1 g Te'+C(8

88,1HJH mg6!D Te'C2+1(8 I

I 0 .88,1HJH mg6!DTe'C2+1(8HJ,HF1 g Te'+C(8

7KK,H1J g Te'C2+1(8

I 0 77,1777 mg6!DTe'+C(8

roducci"n de Te'+C(8

Análisis de


Estequiometria del proceso de producci!n de Fe-"@/8



19J,1K8 g Te'+C(8 F8K,1;H g Te'+C(1

77,1777 mg6!D Te'+C(8 I

I 0F8K,1;H g Te'+C(1 .77,1777 mg6!DTe'+C(8

19J,1K8 g Te'+C(8

asa de !odo h&medo esB 71,F9 mg6!DTe'+C(1

:,:870 ;F:,91 mg6!DTe'+C(1

Te'+C(8 < +8 < 8C8+ FTe'+C(1

-eg&n la reacci"nB

roducci"n de Te'+C(1

!odo C&medo

0 71,F9 mg6!DTe'+C(1

Análisis de


Una planta trata 8H: m16h de agua mediante coagulaci"n con -ulfato Terroso y cloro. -i ladosis de -ulfato ferroso es de 9: mg6!, determinarB

E$ercicio



g ,

a(2onsumo ensual '!6mes( de soluci"n de 7 ! de Cipoclorito de -odio con 715 de cloroactivo y densidad 7,:; g6m!b(*lcalinidad consumida

C#-u"$i%!

8H: m16h

-ulfato Terroso y cloro

9: mg6!

*gua2oagulada

Análisis de


Una planta trata 8H: m16h de agua mediante coagulaci"n con -ulfato Terroso y cloro. -i ladosis de -ulfato ferroso es de 9: mg6!, determinarB

E$ercicio



g ,a(2onsumo ensual '!6mes( de soluci"n 7 ! de Cipoclorito de -odio con 715 de cloro activoy densidad 7,:; g6m!.b(*lcalinidad consumida

a( 2onsumo ensual de Cipoclorito de -odio con 715 de cloro activoy densidad 7,:; g6m!

2antidad de Cipoclorito de -odio requerida 'mg6día(

2oncentraci"n de Cipoclorito de -odio 'g6!(2onsumo 0 2audal 0

De'e(#sre"$i#!r "$!tidd de

NOC" requerid 4" $#!$e!tr$i%!

de NOC"

Análisis de


( 2 l d Ci l it d - di 715 d l ti



asos a seguirB

7.2onocer la dosis de 2loro para realizar la coagulaci"n.8.2alcular el consumo diario del reactivo 2loro para la coagulaci"n.1.2onocer la concentraci"n de Cipoclorito de -odio.F.)elacionamos el 2loro en forma de Cipoclorito con la cantidad de2loro requerido para la coagulaci"n.

a( 2onsumo ensual de Cipoclorito de -odio con 715 de cloro activoy densidad 7,:; g6m!



Análisis de


8. 2alcular el consumo diario del reactivo 2loro para la coagulaci"n.



-e requieren

0 7,KJ.7:; mg6diaD2l8

A>ora podemos calcular el consumo diario del reacti%o Cloro para la coagulaci!n

$osis de 2loro 2audal a tratar 2onsumo diario de 2loro en la lanta

;,1K mg6!D2l8 . 8H: m16dia . 7::: !6m1

Análisis de




4 0 mv

m 0 4.v 0 7,:; g6m! . 7:::m! 0 7:;: gsol

7 !

1. 2onocer la concentraci"n de Cipoclorito de -odio.

715 de cloro activo densidad 0 7,:; g6m!

Sramos de 2l8Sramos de soluci"n

Sramos de soluci"n.

Análisis de


Sramos de cloro



*hora calculamos la concentraci"n 'mg6!(

7:: g soluci"n 71 g puros 2loro7:;: g soluci"n I

71 5p6p$e cloro disponible

I 071 g puros 2loro

7:: g soluci"n

. 7:;: g soluci"n

I 0 71K,H g de 2loro

@mg6!A 0 71K,H g6! . 7::: mg67g 0 71KH:: mg6!D2loro como 3a+2l

Análisis de


F. )elacionamos el 2loro en forma de Cipoclorito con la cantidad de 2lororequerido para la coagulaci"n



7,KJ.7:; mg6diaD2loro

71KH:: mg6!D2loro como 3a+2l0 7,1:.7:7 !6días . 1: días67mes 0 1HH,;; !6mesD3a+2l

2onsumo mensual de Cipocloritode -odio en la lanta

requerido para la coagulaci"n.


2oncentraci"n de Cipoclorito de -odio 'g6!(2onsumo 0 2audal 0

)ustituimos

Análisis de


b( *lcalinidad consumida

9: mg6!



(

;Te-+F.KC8+ < 12l8 8Te8'-+F(1 < 8Te2l1 < F8C8+

Consume Alcalinidad Consume Alcalinidad


C#-u"$i%!8H: m16h

-ulfato Terroso y cloro

9: g6

*gua2oagulada

Análisis de





asos a seguirB7.2onocer la cantidad de Te8'-+F(1 producido. 7.7 2alcular la alcalinidad consumida por el Te8'-+F(1 8. 2onocer la cantidad de Te2l1 producido.

8.7 2alcular la alcalinidad consumida por el Te2l1

;Te-+F.KC8+ < 12l8 8Te8'-+F(1 < 8Te2l1 < F8C8+

Consume Alcalinidad Consume Alcalinidad

Análisis de


Alcalinidad consumida por )ulfato F<rrico Fe8-)"/



7;;H g Te-+F.KC8+ H:: g Te8'-+F(1

9: mg6!DTe-+F.KC8+ G

I 0H:: g Te8'-+F(1

9: mg6!DTe-+F.KC8+ 07;;H g Te-+F.KC8+

;Te-+F.KC8+ < 12l8 8Te8'-+F(1 < 8Te2l1 < F8C8+

-e necesita saber como primer c%lculo, la cantidad de Te8'-+F(1 producido

-eg&n la ecuaci"nB

Te8'-+F(1 producido

81,JH mg6!D Te8'-+F(1

Análisis de


!uego, como segundo c%lculo, la alcalinidad consumida por el Te8'-+F(1



F:: g Te8.'-+F(1 1:: g 2a2+1

81,JH mg6!D Te8.'-+F(1

I 01:: g 2a2+1 81,JH mg6!D Te8'-+F(1 0

F:: g Te8'-+F(1

Te8.'-+F(1 < 12a'C2+1(8 8Te'+C(1 < 12a-+F < ;2+8

2a'C2+1(82a2+1 < C8+ < 2+8


elacionando <stas reacciones2 tenemos:

G

alcalinidad consumida

por el Te8'-+F(1

7K,JH mg6!D 2a2+1

Análisis de


Alcalinidad consumida por Cloruro F<rrico FeCl



;Te-+F.KC8+ < 12l8

7;;H g Te-+F.KC8+ 18F,F g Te2l1

9: mg6!DTe-+F.KC8+ G

I 0

18F,F g Te2l1

9: mg6!DTe-+F.KC8+ 07;;H g Te-+F.KC8+

8Te8'-+F(1 < 8Te2l1 < F8C8+

-e necesita saber como primer c%lculo, la cantidad de Te2l1 producido

-eg&n la ecuaci"nB

Te2l1 producido

J,K8 mg6!D Te2l1

Análisis de


!uego, como segundo c%lculo, la alcalinidad consumida por el Te2l1



8Te2l1 < 12a'C2+1(8 8Te'+C(1 < 12a2l8 < ;2+8

18F,F g Te2l1 1:: g 2a2+1

J,K8 mg6!D Te2l1 G

I 0 1:: g 2a2+1 J,K8 mg6!D Te2l1 018F,F g Te2l1


2a'C2+1(82a2+1 < C8+ < 2+8

elacionando las reacciones anteriores2 tenemos:

alcalinidad consumidapor el Te2l1

H,JJ mg6!D 2a2+1

Análisis de


-ulfato Terroso ycloro

9: mg6! *gua



C#-u"$i%

!

C#-u"$i%!

*lcalinidadpor Te2l1

*lcalinidad porTe8'-+F(1

*lcalinidad otal

=alance de *lcalinidad

*lcalinidad por Te2l1 < *lcalinidad por Te8'-+F(1 0 *lcalinidad total

Entrada 0 -alida

8H: m16h 2oagulada

Análisis de


*lcalinidad porTe8'-+F(1



*lcalinidad consumida 0 'H,JJ < 7K,JH( mg6! 0 8;,JK mg6!D 2a2+1

C#-u"$i%!

*lcalinidadpor Te2l1

*lcalinidad otal

=alance de *lcalinidad

*lcalinidad por Te2l1 < *lcalinidad por Te8'-+F(1 0 *lcalinidad total

Entrada 0 -alida

Análisis de




2uando el agua contiene una cantidad significativa de calcio ymagnesio, es llamada agua dura. El agua dura bloquea lastuberías y evita la disoluci"n de jab"n y detergentes.

El ablandamiento del agua es una técnica que mejora la

eliminaci"n de los iones en el agua, la mayoría de los casosiones de calcio y magnesio.

Análisis de




Análisis de




El carbonato de calcio 2a2+1 y el hidr"Gido de magnesiog'+C(1 son sales sumamente insolubles, por lo queprecipitan f%cilmente. El calcio y el magnesio en el agua,

generalmente se encuentran en forma de bicarbonatos, loscuales son solubles.

olécula de 2a2+1

olécula de g'+C(8

Análisis de




2uando el agua se calienta 'por ejemplo en una caldera(, o cuandose evapora al medio ambiente 'por ejemplo en un plato h&medo quese deja secar(, los bicarbonatos de calcio cambian a carbonatos yprecipitan formando un sarro

2a'C2+1(8 < calor ⇒ 2a2+1↓ < 2+8 < C8+ '7(

olécula de 2a'+C(8 olécula de 3a82+1

Análisis de




!a cal remueve la dureza carbonacea y la dureza por magnesio. *dicionalmente,reacciona con el 2+8 presente en el agua, aumentando la dosis requerida.

$ureza carbon%cea

82a2+1 < 8C8+

g'C2+1(8 < 2a'+C(8 2a2+1 < g2+1 < 8C8+

:,KF mg6!D 2a'+C(8

7 mg6!D 2a2+1

2ada mg6!D2a2+1 de dureza carbonacea requiere :,KF mg6!D2a'+C(8 'cal hidratada(

2a'C2+1(8 < 2a'+C(8



Análisis de




El carbonato de sodio, 3a82+1 '-odaDash(, remueve por su parte, la durezano carbonacea.

2a-+F < 3a82+1 2a2+1 < 3a8-+F

ara elevar de modo suficiente el pC y debido a que la precipitaci"n del2a2+1 y del g'+C(8, no es completa, se hace necesario un eGceso decal de aproGimadamente 9: mg6!D2a2+1. 'Este valor es una referencia(.

7 mg6!D 2a2+17,:9J mg6!D 3a82+1

2ada mg6!D2a2+1 de dureza3o 2arbonacea requiere 7,:9J

mg6!D3a82+1 '-odaDash(

$ureza por 3o 2arbonacea

Análisis de




$espués del ablandamiento propiamente dicho, es necesariorecarbonatar o a#adir 2+8 con tres prop"sitosB

7. 2onvertir el eGceso de cal en 2a2+1 para precipitarlo y removerlo.

8. 2onvertir el hidr"Gido de magnesio que no precipito 'alrededor de8:mg6! en la practica( en carbonato de magnesio.

1. 2onvertir el 2a2+1 en 2a'C2+1(8 para evitar su precipitaci"n en los

filtros 'en la practica puede suponerse un residual de 2a2+1 oadoptar una dosis de 2+8 suficiente para bajar el pC a H,;(

Análisis de




)ecarbonataci"n

2a'+C(8 < 2+8 2a2+1 < C8+

g'+C(8 < 2+8 g2+1 < 2+8

2a2+1 < 2+8 < C8+ 2a'C2+1(8

7.D recipitar eGceso de cal

8.D 2onvertir el g'+C(8 que no precipito

1.D 2onvertir el 2a2+1 para evitar precipitacionesen filtros.

pC M J,9

pC M J,9

pC L H,;

Análisis de




)ecarbonataci"n

2a'+C(8 < 2+8 2a2+1 < C8+

pC M J,9

7 mg6!D 2a'+C(8 :,9J mg6!D 2+8

7.D recipitar eGceso de cal

Cd (-;L de $" e! e$es#requiere :,<9 (-;L de CO/

Análisis de




)ecarbonataci"n

g'+C(8 < 2+8 g2+1 < 2+88.D 2onvertir el g'+C(8 que no precipito

pC M J,9

7 mg6!D g'+C(8 :,K9 mg6!D 2+8

Cd (-;L de 3idr%id# de(-!esi# residu", !e$esit :,@<

(-;L de CO/

Análisis de




)ecarbonataci"n

2a2+1 < 2+8 < C8+ 2a'C2+1(8

1.D 2onvertir el 2a2+1

para evitar precipitacionesen filtros.

pC L H,;

Su&#!ie!d# u! residu" de 3idr%id#

de (-!esi# de /: (-;L , !e$esit!6< (-;L de CO/



Análisis de


Paso 9.9 Comparar la dureOa total con la alcalinidad total



$ureza total ^ *lcalinidad total

$ureza 2arbonacea 0 *lcalinidad total

$ureza 2arbonacea 0 8;9 mg6!D2a2+1

$ureza total 0 18: mg6! *lcalinidad total 0 8;9 mg6!

Calcular la dureOa car#onacea

2omo $ureza total ^ *lcalinidad total

$ureza 3o 2arbonacea 0 $ureza total X $ureza 2arbonacea

Análisis de


Paso . (eterminar dosis de Cal



$osis de cal 0 $2G:,KF < $gG:,KF < 2+8G7,;H <EGceso de cal

$osis de cal 0 8;9G:,KF < 7F1G:,KF < 19G7,;H < 9:

$osis de cal 0 F7:,K mg6!D2a'+C(8

)ustitu*endo

Análisis de


b( $osis de -odaDash L# s'e(#s de $#(&rr" durez $#! "

"$"i!idd de" -u



$osis de -odaDash 0 $32G7,:9J

)ustitu*endo

$osis de -odaDash 0 99G7,:9J

$osis de -odaDash 0 9H,1 mg6!D3a82+1

$ureza 3o 2arbonacea 0 $ureza total X $ureza 2arbonacea

$ureza 3o 2arbonacea 0 '18:D8;9( mg6!D2a2+10 99 mg6!D2a2+1

"$"i!idd de" -u

Análisis de


c( $i"Gido de carbono para el ablandamiento



$osis de 2+8 0 EGceso de calG:,9J < )esidual de gG:,K9 < 2+8 requerido para obtener residual

$osis de 2+8 0 9:G:,9J< 8:G:,KJ< 79 0 9J,9 mg6!D2+8

)ustitu*endo



Análisis de




Una reacci"n de intercambio i"nico es aquella en la cual un %tomo o unamolécula que han ganado o perdido un electr"n, y que por lo tanto adquiere unacarga positiva o negativa, se intercambia por otra partícula de igual signo pero denaturaleza diferente. Esta &ltima partícula inicialmente est% ligada a la superficiede un cuerpo s"lido inerte y pasa a soluci"n y su lugar es ocupado por otrapartícula que queda retenida 'temporalmente( en la superficie del polímero o

soporte.

< 2a8<

3a<

3a<) )02a < 83a

<

Análisis de


Ca)ua%iOaci!n de agua



Resi!

Na

;

Na;

Na;

Na;

Na;

Na;

Na;

Ca

;

Ca

;

Ca

;Resi!

Ca

;

Ca

;

Ca

;

Ca

;

Ca

;

)ua%iOaci!n de agua

Na;

Agua con altocontenido

de Ca 87

Agua#landa

Análisis de




roceso fisicoquímico en el cual el soluto de una soluci"n se intercambia porotro que se encuentra en una superficie solida 'resina(.-e utilizan para el tratamiento de aguas con el fin de disminuir lasconcentraciones de 2a<8 y g<8 sustituyendo estos iones por 3a<'ablandamiento del agua(, también se utilizan para desmineralizar el agua'reducci"n de carbonatos y silicatos( para reducir compuestos org%nicos

'hidrocarburos, compuestos halogenados, etc.( y para efluentes industriales.

g<8 < 3a8)

2a<8

< 3a8)

g) < 83a<

2a) < 83a<

3a8)B )esina de intercambio i"nico

)B =ase compleja

Análisis de




!a industria de manufactura de componentes electr"nicos requiere de aguaultrapura para la limpieza de los circuitos producidos, por lo que el agua deber%tener un proceso de tratamiento para remover todos los componentes naturalesdel agua, incluidos las sales disueltas.

El intercambio i"nico tiene aplicaciones tan amplias como sonB

!a separaci"n y purificaci"n de amino%cidos.!a recuperaci"n de metales traza por resinas con grupos

funcionales que forman complejos de coordinaci"n con

elementos específicos.-eparaci"n de radion&clidos.urificaci"n de jugos y concentrados de eGtractos de frutas.2at%lisis química.Nndustria farmacéutica.

Análisis de


Una planta trata 8:: m16dia de una agua que contieneB

E$ercicio

Parametro :alores



C/ =< (-;L

M-/ /6 (-;L

1CO= 6:: (-;L

El ablandamiento se hace mediante una resina de intercambio i"nico con las

siguientes características2apacidad operativa de intercambio ;9 g6!D2a2+1

asa de Tlujo 8:: m6dia$osis de sal regenerante H: g6!D3a2lasa de regeneraci"n 18: m6diaQolumen de resina en el intercambiador 1,9 m1

$eterminarBa(Trecuencia de regeneraci"n de la resinab(2audal de bombeo de la soluci"n de regenerantec(iempo de contacto con la sal regeneranted(2onsumo mensual de la sal regenerante

Análisis de


$ondeB

a( Trecuencia de regeneraci"n de la resina



I9:g6eqD2a2+1

19 mg6!

8: g6eq

87 mg6!

78,8 g6eq

22 0 7K1 mg6!D2a2+1 . 7eq69:g 0 1,FK7.7:D1eq6!D2a2+1

<

<

treg 0+.N

22.R

$ondeB

tregB tiempo o frecuencia de regeneraci"n.+.NB +ferta N"nica.22B 2arga 2ati"nica.RB 2audal de agua.

Calculo de la carga Cati!nica:

22 02a<<'mg6!( g<<'mg6!(

EqD2a<< EqDg<<G9:

22 0

)ustitu*endo:

Análisis de


$ondeB

A>ora >a* que calcular la "ferta I!nica2 a tra%<s de la siguiente ecuaci!n:



+.N2op

Qr 0

+.N 0 Qr.2op

+.N 0 F99: eq

(espe$ando la "ferta i!nica -".I/:

QrB Qolumen de resina.+.N +ferta N"nica.2opB 2apacidad +perativa

1,9 m1. ;9 g6!D2a2+1. 7::: !6m1.7eq69:g2a2+1

)ustitu*endo:

Análisis de


tc 0+.N

0F99: eq

Calculamos el tiempo de regeneraci!n * sustitu*endo2 tenemos:



22.R 1,FK.7:D1

. 8:: m6dia . 7::: !6m1

treg 0 ;,9 días

b( 2audal de bombeo de la soluci"n de regenerante

Rreg 0 Qreg . *$ondeB

tcB tiempo o frecuencia de regeneraci"n. *B rea de la resina

QregB asa de regeneraci"n.RB 2audal de regeneraci"n.

Análisis de


Calculamos el área de la resina

$ondeB



* 0v

8:: m16dia

88: m6dia * 0 :,J m8

Rreg 0 18: m6dia . :.J m8 . 7::: !6m1 . 7dia68Fh . 7h61;::s

Rreg 0 1,11 !6s

R *B rea de la resina.QB asa de flujo.RB 2audal de agua a tratar.

)ustitu*endo:

* 0

A>ora si podemos calcular el caudal de regeneraci!n:

Análisis de


c( iempo de contacto con la sal regenerante

tQr $ondeB



tc 0Rreg

1,9 m1 . 8Fh67dia . ;: min67h

8HH m16dia0

tc 0 7K,9 min

tcB tiempo de contacto con el regenerante.QrB Qolumen de regenerante.RB 2audal del regenerante

)ustitu*endo:

tc

Análisis de


d( 2onsumo mensual de la sal regenerante



reg 0 @3a2lA. Qr

2onsumo de 3a2l 0reg

treg

8H: g . 1:dias67mes . 7ton67:::g

2onsumo de 3a2l 0 7,8J ton6mes

$ondeBregB asa de la sal regenerante.regB tiempo o frecuencia regenerante.

Calculamos la masa de la sal regenerante

A>ora podemos calcular el consumo mensual de la sal regenerante

2onsumo de 3a2l 0 ;,9 días

0 H: g6! . 1,9 m1 . 7::: !6m1 . 7g67:::g 0 8H: gD3a2l

Análisis de




Estos elementos pueden producir acumulaciones en los depositos de lossistemas de distribuci"n dando origen a la bacteria del hierro queproduce lodo con olores desagradables y otras bacterias pueden tomarestos dep"sitos para adsorberlos y reproducirse.

2ontaminaci"n con anganeso )io con alto contenido de Cierro

Análisis de




+Gidaci"n del Te

-i el pC es bajo 'altas concentraciones de iones @C<A(en soluci"n solo obtendremos T8< por lo tanto no precipitara elTe'+C(1 la reacci"n se desplazaría hacia la izquierda

-i el pC es alto 'aumento de la concentraci"n de iones

@+CDA ( el Te8< se oGidara r%pidamente a Te1< con el oGigeno disueltoen el agua, la reacci"n se desplazara hacia la derecha y precipitaríael Te'+C(1

FTe<8 < +8(g ( < 7: C8+ FTe'+C(1 (s) < H C<

Análisis de


Precipitaci!n de Fe



pC +ptimo para la separaci"ndel Te

ara la separaci"n de la mayor parte delhierro en el agua el pC debe estarcomprendido entre K,9 y H y a Epotencial)edoG mayores a cero.

Te1<'ac( < 1 +CD Te'+C( 1 's(

-i el pC es mayor que J y el potencial)edoG es negativo precipitara el Te'+C(8

Te'+C(8's(

Análisis de


Precipitaci!n de Fe



Importancia de la solu#ilidad

2omo en el proceso de oGidaci"n del hierro en agua se pueden precipitar Te'+C(8 yTe'+C(1 conviene oGidar el Te<8 en soluci"n a Te<1 para que precipite, ya que, -eg&nlas constantes de producto de solubilidad el ?ps Te'+C(8 es mayor que la del Te'+C(1.

$ando como resultado que el Te'+C(1 es menos soluble en agua que el Te'+C(8

Nom%re .ormula

Constante deproducto desolu%ilidad (a21<C)=ps

1idr#id# de 3ierr#II FeO10/ 7,>@.6:6@

1idr#id# de 1ierr#III

FeO10= /,@9.6:=9

Análisis de


+Gidaci"n por *ireaci"n

ratamiento para eliminaci!n del >ierro en el agua



FTe<< < +8 < FC< FTe<<< < 8C8:

FTe<<< < 1+CD Te'+C(1

FTe<< < HC2+1D < +8

< 8C8

+ F Te'+C(1's(

< H 2+8

1Te<< < n+FD < 8C8+ < 9+CD n+8 < 1Te'+C(1

+Gidaci"n con ermanganato de otasio, ?n+F

pC M K,9

+Gidaci"n por *ireaci"n y 2loraci"n

8Te<< < 2l8 8Te<<< < 82lD

)esidualde 2loro

Te<< < +G Te+G

Análisis de


emoci!n de @ierro * 'anganeso en el agua



+Gidaci"n del n

El anganeso se encuentra en la naturaleza como n<8 ,sin embargo, el procesode oGidaci"n en mucho m%s complejo que la del hierro, ya que, se puedeencontrar con muchos estados de oGidaci"n 'NN, NNN, NQ de forma natural y Q, QN yQNN de forma artificial(.

n<'ac( < +8 < 8C8+ n+8 's( < FC<

Análisis de





ara que precipite el n tiene que estar dentro de un pC JD7:. -e puedenutilizar catalizadores de materiales filtrantes fuertemente alcalinos. El i"n n<8 se oGida a n<F, éste forma di"Gido 'n+8( un compuesto insoluble en elagua. or debajo de éste rango de pC la oGidaci"n se vuelve muy lenta.

+Gidaci"n del n

Nndicador de contaminaci"npor anganeso, ya que, el

agua se torna de rojizaDnegra

Análisis de


pCMJ optimo para precipitar el Te y n siambos est%n presentes en el agua



Precipitaci!n de 'nPrecipitaci!n de Fe * 'n

Análisis de




étodo de Tenantrolina

El método se basa en el hecho que la 7,7:Dfenantrolina se combina con el Te8< yforman un ion complejo de color rojoDanaranjado. El color producido cumple la

ley de =eer ')ango de 9:1 nm( y se puede medir facilmente por comparaci"nvisual o fotométrica.

Análisis de




7.D !a muestra de agua se debe acidificar con C2l

Te'+C(1 < 1C< Te1< < 1C8+

Es !e$esri#se-urrse de

que t#d# e"3ierr# est e!+#r( s#"u'"e

FTe<< < HC2+1D < +8 < 8C8+ F Te'+C(1's( < H 2+8

Puede &re$i&itr" (#(e!t# det#(r "

(uestr de'id# " #id$i%!de" Fe/ &#r e"

#i-e!# de" ire

Análisis de




8.D -e debe utilizar un agente reductor.

FTe1< < 83C8+C FTe8< < 38+ < C8+ < FC<

CidroGilamina

L+e!!tr#"i!es es&e$i)$#

&r "(edi$i%! de

Fe/

Análisis de




!os compuestos manganosos se oGidan a permanganato por la acci"n delersulfato amonico ''3CF(8-8+H( en presencia de 3itrato de lata '*g3+1(,

a#adiendo peroGido de hidrogeno 'C8+8( y -ulfato mercurico 'Cg-+F( a la muestrade agua. El color resultante permanece estable con eGceso de persulfato.

n8< < 9-8+H8D < HC8+ 8n+F

D < 7:-+F8D < 7;C<

*g<

étodo de ersulfato de *monio

Análisis de




7.D -e debe agregar 3itrato de plata '*g3+1(B

E" i%! A- esu! $t"izd#r

de "re$$i%!.

Análisis de




7.D -e debe agregar -ulfato merc&rico 'Cg-+F( a la muestraB

!a interferencia por cloruro se evita a#adiendo -ulfato merc&rico, para formarCg2l8 y puesto que la constante de estabilidad del Cg2l8 es muy baja, laconcentraci"n del ion disminuye a un nivel tanbajo que no es capaz de reducir los ionespermanganato que se han formado.

Cg8< < 82lD Cg2l8's(

Análisis de




-e agrega el er"Gido para las muestras que han estado eGpuestas al aire porperiodos de tiempo prolongados pueden dar resultadosbajos, debido a la precipitaci"n de$i"Gido de manganeso 'n+8(.

8.D -e debe agregar er"Gido de Cidrogeno 'C8+8(

n1<C8+8 n8<

De'e(#s&sr e" M!=

M!/ &rre"izr e"e!s4#.

n<< < +8 n+8

Análisis de


ratamiento para eliminaci!n del manganeso en el agua



n<< < 2l8 nF< < 82lD

1n<< < 8n+FD < C8+ 9n+8 < FC<

pC M K,9

n<< < +8

n<< < FC2+1D < +8 < 8C8+ 8n'+C(F's( < F2+8

+Gidaci"n por *ireaci"n

n+8

+Gidaci"n con ermanganato de otasio, ?n+F

+Gidaci"n por *ireaci"n y 2loraci"n

n<< < +8 n+8

Análisis de



Aplicaciones de los datos de @ierro * 'anganeso



p * g

!as determinaciones de Cierro y anganesoson una consideraci"n importante cuandose realizan eGploraciones para nuevosabastecimientos de agua, especialmente los

de fuentes subterr%neas, los cuales puedenser rechazados s"lo con esta informaci"n.

2uando se construyen abastecimientos que contienen cantidades mayoresde hierro de :,1 mg6! y de manganeso por encima de :,:9 mg6!, se debedecidir si se justifica el tratamiento y en caso positivo, debe escoger el mejor

método.

!a determinaci"n de hierro ayuda a valorar el grado de corrosi"n en lastuberías de hierro fundido y de las tuberías de acero que usualmenteproduce problemas de agua rojaV y a solucionar estas dificultades..

Análisis de


Un agua que tiene 8 mg6!D Te<< y 1 mg6!Dg<< requiere tratamiento para cumplir con la norma.!a remoci"n puede hacerse con permanganato de potasio ?n+F o mediante aireaci"n ycloraci"n. $etermineBa($osis mínima de ?n+F

E$ercicio



( F

b($osis de cloro

Análisis de


Un agua que tiene 8 mg6!D Te<< y 1 mg6!Dg<< requiere tratamiento para cumplir con la norma.!a remoci"n puede hacerse con permanganato de potasio ?n+F o mediante aireaci"n ycloraci"n.

E$ercicio



a( $osis mínima de ?n+F

asos a seguirB7.)equiero la concentraci"n del ion n+F

D para el hierro y parael manganeso.8.2alcular la concentraci"n de ?n+F requerida para remover elhierro y el manganeso por separado.1.2alcular la dosis total de ?n+F para remover amboselementos

1Te<< < n+FD < 8C8+ < 9+CD n+8 < 1Te'+C(1

1n<< < 8n+FD < C8+ 9n+8 < FC<

?n+F ?< < n+FD

Análisis de


asos a seguirB7.)equiero la concentraci"n del ion n+F

D

ara el Cierro



7;K,919 g Te<<

H mg6!D Te<< G

I 077H,J1F g n+F

DH mg6!D Te<< 0 9,;KJ mg6!D n+F

D

7;K,919 g Te<<

77H,J1F g n+FD

1Te<< < n+FD < 8C8+ < 9+CD n+8 < 1Te'+C(1

ara el Cierro

ara el hierro 0 9,;KJ mg6!D n+FD

Análisis de


1n<< < 8n+FD < C8+ 9n+8 < FC<

ara el anganesoB



7;F,H g n<<

1 mg6!D n<< G

I 081K,H;H g n+F

D

1 mg6!D n<< 0 F,18 mg6!D n+FD

7;F,H g n<<

81K,H;H g n+FD

ara el anganeso 0 F,18 mg6!D n+F

D

Análisis de


asos a seguirB8. 2alcular la concentraci"n de ?n+F requerida para remover el hierro y elmanganeso por separado.

ara el Cierro



ara el Cierro

?n+F ?< < n+FD

79H,:11; g ?n+F

9,;KJ mg6!D n+F

DG

79H,:11; g ?n+F 9,;KJ mg6!D n+FD 0 K,9F; mg6!D ?n+F

77H,J1F g n+FD

77H,J1F g n+FD

I 0

ara el hierro 0 K,9F; mg6!D ?n+F

Análisis de


?n+F ?< < n+ D

ara el anganeso



?n+F ? < n+F

79H,:11; g ?n+F

F,18 mg6!D n+FDG

79H,:11; g ?n+F . F,18 mg6!D n+FD 0 9,K mg6!D ?n+F

77H,J1F g n+FD

77H,J1F g n+FD

I 0

ara el anganeso 0 9,K mg6!D ?n+F

Análisis de


asos a seguirB1. 2alcular la dosis total de ?n+F para remover ambos elementos



$osis mínima de ?n+F 0 'K,9 < 9,K( mg6!D?n+F 0 71,8 mg6!D?n+F

D#sis de ?M!O7

$osis total

$osis de ?n+F que consumeel Cierro

$osis de ?n+F que consumeel anganeso

Análisis de


8Te<< < 2l8 8Te<<< < 82lD

b( $osis de cloro



asos a seguirB7.2alcular la concentraci"n de 2loro para remover el hierro y el

manganeso por separado.8.2alcular la dosis total de 2loro para remover ambos elementos.

n<< < 2l8 n<< < 2lD

Análisis de


asos a seguirB7.2alcular la concentraci"n de 2loro para remover el hierro y elmanganeso por separado.



777,;J g Te<<

H mg6!D Te<< G

I 0

K:,J g 2l8 H mg6!D Te<< 0 9,:K mg6!D 2l8777,;J g Te<<

K:,J g 2l8

ara el Cierro

ara el hierro 0 9,:K mg6!D 2l8

8Te<< < 2l8 8Te<<< < 82lD

Análisis de


ara el anganeso



n<< < 2l8 n<< < 2lD

9F,J1H g n<<

1 mg6!D n<< G

I 0K:,J g 2l8 1 mg6!D n<< 0 1,HK mg6!D 2l8

9F,J1H g n<<

K:,J g 2l8

ara el anganeso 0 1,HK mg6!D 2l8

Análisis de


asos a seguirB8. 2alcular la dosis total de 2loro para remover ambos elementos



$osis de 2loro 0 '9,:K < 1,HK(mg6!D2l8

$osis de 2loro 0 H,J mg6!D2l8

D#sis de C"#r#

$osis total

$osis de 2loro que consumeel Cierro

$osis de 2loro que consumeel anganeso

Análisis de


(esinfecci!n



roceso por el cual se somete al agua a la adici"n de productosquímicos que destruyen microorganismos pat"genos.

Propiedades que de#en poseer los

desinfectantes a utiliOar

$eben ser t"Gicos para microorganismos pero no para humanos o animales

*lta tasa de mortandad

-er persistentes a rebrotes de organismos

Análisis de


Factores que influ*en en la desinfecci!n



urbidez 'la turbidez enmascaran a los microorganismos pat"genos(.

+rganismos resistentes

Sran cantidad de materia org%nica

$ep"sitos de Te y n 'enmascaranorganismos y consumen desinfectante(

2ompuestos +Gidantes

Análisis de


(esinfectantes



(i!=ido de Cloro

-u aplicaci"n no causa deterioro del saborni olor.

-u eficacia desinfectante es muy

dependiente del pC. !a formaci"n de rihalometanos puedendespreciarse 'se pueden formarotros compuestos clorados(.

3o reaccionan con el amoniaco.

2l+8 2l+8D < 2l+1

D

Nones clorito y clorato pueden produciretanoglobinemia en los bebes si seencuentran en altas concentraciones


(esinfectantes



Cloroaminas

-on desinfectantes menos efectivos.ienen efecto algicida ')emueven o eliminan algas,hongos,bacterias

causantes del color verde en las aguas(Efecto perjudicial para el sabor y el olor !a eficiencia es muy dependiente del pC 'ayor eficiencia a pC altos(3o reaccionan con la materia org%nica o los fenoles-on persistentes y proporcionan una protecci"n continua.

-e forman al mezclar cloro 'en forma de acido hipolcloroso( con amoniaco

3C1 < C+2l 3C82l < C8+ 3C82l < C+2l 3C2l8 < C8+ 3C2l8 < C+2l 3C2l1 < C8+

onocloroamina $icloroamina ricloroamina


(esinfectantes

1+8 < Energía 8+1



Efectivo en destruir virusejora el olor y el sabor ransformaci"n de sustancias caso no

degradable en otras f%cilmentedegradablesEfecto de microfloculaci"n-ensiblemente independiente del pC)ebrotes de microorganismos en el

sistema de distribuci"n del agua debido

a la producci"n de sustancias mas f%cilmente degradablesTormaci"n de un n&mero de compuestos t"Gicos3o quedan residuos de desinfectante

Nnestable se tiene que usar r%pidamente


(esinfectantes



adiaci!n Q!a luz UQ se absorbe por el $3* de los microorganismos que luego conduce a uncambio en el material genético de forma que ya no son capaces de multiplicarse.!a banda de desinfecci"n es de 89: a 8H: nm.

3ecesidad de tener agua clara 'libre de turbidez(y capas finas de agua

3o genera residuosroduce fotooGidaci"n de los compuestos

3o hay problemas de olor ni sabor 3o hay que a#adir productos químicos


(esinfectantes



Cloraci!n2uando se le adiciona cloro gaseoso al agua se ir%n dando varias reacciones químicasque son importantes conocerlas antes de proceder con la desinfecci"n con 2loro.

2l8< C8+ C< < 2lD < C+2l

C< < +2lD C+2l

$ependiendo del pC el acido hipocloroso se disocia

en iones hipoclorito

!a primera reacci"n que se da es la formaci"n del acido hipocloroso 'C+2l(




Cloraci!n; (estrucci!n del Pat!geno!as paredes de los microorganismos pat"genos est%n cargadosnegativamente la cual puede ser penetrado por el acido hipocloroso'C+2l( porque es una molécula neutral, en vez de los ioneshipoclorito '+2lD (que est%n cargados negativamente 'se repelen por

tener igual carga(. or lo tanto el HOCl es !0" mas efectivo #ueel ión $i%oclorito %ara el %roceso de desinfección.




Cloraci!n; (estrucci!n del Pat!genoara que el C+2l tenga efecto desinfectante ,el pC del agua tiene que estar entre9,9DK,9. !as reacciones se desplazaran a la izquierda por el aumento de laconcentraci"n de iones @C<A y a pCM H la concentraci"n de +2lD ser% mayor por lo

tanto no habr% desinfecci"n.


Cloraci!n; eacciones Indesea#les



El cloroaltamente reactivo en el agua

)eacciona con Tenolesrovenientes de industrias químicas

roduciendo 2loroDfenoles

2ompuestos altamente t"Gicos y cancerígenos

)eacciona con sustancias org%nicas

roduciendo rihalometanos




Cloraci!n;'ecanismos de reacci!n

Fase AB: !a adici"n de cloro en el agua secombina inmediatamente con la materiaorg%nica. 2onsecuentemente, el residualmedido se mantiene en cero. ientras no sedestruyan estos compuestos, no seproducir% la desinfecci"n.

Fase BBU: El cloro reacciona con productosnitrogenados en el agua para formascloroaminas 'responsables de oloresdesagradables, en su mayoriamonocloroaminas(. 3o se produce desinfecci"n




Cloraci!n;'ecanismos de reacci!n

Fase BUC: *l a#adir mas cloro se destruyen

los compuestos de cloroaminas yorganoclorados. El agua no huele tan mal perosigue sin estar desinfectada.

A partir de C: 2on la continua adici"n de

cloro el 2loro )esidual libre 'C+2! y +2!D( yase encuentra disponible y empieza ladesinfecci"n. El punto 2 se le llama unto deruptura, cuando el cloro act&a como agenteoGidante para romper compuestos org%nicos einorg%nicos


!os siguientes resultados de un an%lisis de demanda de cloro, sonB

E$ercicio



6osis(mg/4)

!> !>$ !>? , ,>$ >$ >? 0>@ $ $>$

C"#r#residu"(-;L0

: : :,7 :,9 6,= 6,> 6 :,8 :,< 6 6,8

$ibujar la curva de demanda de cloro y determinarBa($osis de cloro al punto de quiebreb($emanda de cloro para una dosis de 8,9 mg6!D2l

8




unto deRuiebre

&Cl' ( )*+ mg,L

$emanda de2loro

2loro libreresidual


a( $osis de cloro al punto de quiebre



Sraficando los datos de la tabla, la $osis de cloro al punto de quiebre esB

$osis de cloro al punto de quiebre 0 1,F mg6!D2l8

b( $emanda de cloro parea una dosis de 8,9 mg6!D2l8

$0 2l8r < $2l8

$ondeB$ B $osis de 2loro 'mg6!(2l

8r B 2loro residual 'mg6!(

$2l8 B $emanda de 2loro 'mg6!(

$2l80 $ D 2l8r 0 '8,9 X :,HF(mg6!

$2l80 7,;; mg6!D2l8


E$ercicio

Una planta trata diariamente 87::: m1 de agua con una dosis de 7,8 mg6! decloro. El operador dispone de 7 ! una soluci"n de hipoclorito de -odio comercial,3a+2l, al 78,95 de cloro disponible y densidad 7,:8 g6m!.



$eterminarB7(2oncentraci"n de cloro de la soluci"n enB olaridad, 3ormalidad y g6!.8(O2u%nta soluci"n de Cipoclorito de -odio se requiere por díaP.1(O* qué caudal 'm!6min( debe graduar el operador la bomba dosificadoraP


E$ercicio

Una planta trata diariamente 87::: m1 de agua con una dosis de 7,8 mg6! decloro. El operador dispone de 7! de una soluci"n de hipoclorito de -odiocomercial, 3a+2l, al 78,95 de cloro disponible y densidad 7,:8 g6m!.

'2 6 (



'2loro 019,F9 g6mol(

$eterminarB7(2oncentraci"n de cloro de la soluci"n enB olaridad, 3ormalidad y g6!.

2oncentraci"n de la soluci"n en g6!

3ecesitamos los gramos de la soluci"n en términos de 2!+)+.


78,95 de cloro disponible y densidad 7,:8 g6m!

2oncentraci"n de la soluci"n en g6!



Sramos de 2lSramos de soluci"n

4 0m

v m 0 4.v 0 7,:8 g6m! . 7::: m! 0 7:8: g soluci"n

Sramos de soluci"n.


7:: g soluci"n 78,9 g puros 2l

Sramos de cloro

78,9 5p6p

$ l di ibl



7:8: g soluci"n I$e cloro disponible

I 078,9 g puros 2l

7:: g soluci"n. 7:8: g soluci"n

I 0 78K,9 g de 2loro

*hora calculamos la concentraci"n 'g6!(

78K,9 g@g6!A 0

7!0 78K,9 g6!


2oncentraci"n de la soluci"n en olaridad



olaridad 0moles de soluto

!itros de soluci"n

Re$#rde(#s e"$#!$e&t# deM#"ridd

3ecesito los molesdel soluto




2oncentraci"n de la soluci"n en olaridad

olaridad 01,9J mol

7!olaridad 0 1,9J



7!

2oncentraci"n de la soluci"n en 3ormalidad

Re$#rde(#s e"$#!$e&t# deN#r("idd

3ormalidad 0equivalentes

!itros de soluci"n



S



Equivalentes 0 Sramoseq

eq 0 /

3a+2l 3a< < +2!D

eq 0 19,F9 g6eqD2l8

El peso equivalente es igual a la masa at"mica del cloro

!os equivalentes sonB

Eq 078K,9 g

19,F9 g6eqEq 0 1,9J eqD2l8



3ormalidad 0equivalentes

!itros de soluci"n



3ormalidad 0

-ustituyendoB

1,9J eqD2l8

7!

3ormalidad 0 1,9J eq6!


$eterminarB8( O2u%nta soluci"n de Cipoclorito de -odio se requiere por díaP.



H#"u(e!de -u trtr

D#sisde 1i&#$"#rit# de S#di#

-e requiere 0 I

or lo tantoB 87::: m1

día

7::: !

7 m1 7,8 mg!GG

-e requiere 0 89.8::.::: mg6díaD3a+2l


$eterminarB1( O* qué caudal 'm!6min( debe graduar el operador la bomba dosificadoraP

De'e(#s



2audal 0Qolumen

iempo


2oncentraci"n de Cipoclorito de -odio 'g6!(2audal 0

De'e(#sre"$i#!r "$!tidd de

NOC" requerid 4" $#!$e!tr$i%!

de NOC"



2oncentraci"n de Cipoclorito de -odio 'g6!(2audal 0



2audal 089.8::.::: mg6díaD3a+2l

78K,9 g6!D3a+2l G 7::: mg67g

2audal 0 7JK,;FK ! 6día

Per# "# quere(#se! (L; (i!.

Te!e(#s que&"i$r +$t#res de

$#!ersi%!

$eben =ombearseB

2audal 0 71K,89F m!6min


Una planta trata un agua cuyo diagrama de flujo es el siguienteB

FH mg6! D *l8'-+F(1.7FC8+ 3a82+1

-ercicio de /eca%itulación



C#-u"$i%! A'"!d(ie!t#

2+82a'+C(8

Parámetro :alor

A"$"i!idd @8 (-;LCCO=

Durez /7: (-;LCCO=

CO/ /> (-;L

C 6@< (-;L CCO=

!os an%lisis del agua son los siguientes


FH mg6! D *l8'-+F(1.7FC8+ 3a82+1



C#-u"$i%! A'"!d(ie!t#

2+82a'+C(8

-eg&n el problema, determinarB

análisis de calidad de aguas de procesos industriales

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