determinacion de oxigeno disuelto
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DETERMINACIÓN DE OXÍGENO DISUELTO
I. INTRODUCCIÓN
El Oxígeno Disuelto (OD) es la cantidad de oxígeno que está disuelta en el
agua. Es un indicador de cómo de contaminada está el agua o de lo bien que
puede dar soporte esta agua a la vida vegetal y animal. Generalmente, un
nivel más alto de oxígeno disuelto indica agua de mejor calidad. Si los
niveles de oxígeno disuelto son demasiado bajos, algunos peces y otros
organismos no pueden sobrevivir.
El oxígeno disuelto en el agua proviene del oxígeno en el aire que se ha
disuelto en el agua, por lo que están muy influidos por las turbulencias del
río (que aumentan el OD) o ríos sin velocidad (en los que baja el OD). Parte
del oxígeno disuelto en el agua es el resultado de la fotosíntesis de las
plantas acuáticas, por lo que ríos con muchas plantas en días de sol pueden
presentar sobresaturación de OD. Otros factores como la salinidad, o la
altitud (debido a que cambia la presión) también afectan los niveles de OD.
Además, la cantidad de oxígeno que puede disolverse en el agua (OD)
depende de la temperatura. El agua más fría puede contener más oxígeno en
ella que el agua más caliente.
Los niveles de oxígeno disuelto típicamente pueden variar de 7 y 12 partes
por millón (ppm o mg/l). A veces se expresan en términos de Porcentaje de
Saturación.
Los niveles bajos de OD pueden encontrarse en áreas donde el material
orgánico (vertidos de depuradoras, granjas, plantas muertas y materia
animal) está en descomposición. Las bacterias requieren oxígeno para
Determinación de oxígeno disuelto 2013
descomponer desechos orgánicos y, por lo tanto, disminuyen el oxígeno del
agua.
II. FUNDAMENTO TEÓRICO
El oxígeno es esencial para los riachuelos y lagos saludables. El nivel de
Oxígeno Disuelto (OD) puede ser un indicador de cuán contaminada está el
agua y cuán bien puede dar soporte esta agua a la vida vegetal y animal de un
determinado ecosistema. Generalmente, un nivel más alto de oxígeno disuelto
indica agua de mejor calidad. Si los niveles de oxígeno disuelto son
demasiado bajos, algunos peces y otros organismos no pueden sobrevivir.
El Oxígeno que se encuentra disuelto en el agua proviene, generalmente de la
disolución del oxígeno atmosférico (en el aire se encuentra en la proporción
del 21%). Siendo un gas muy poco soluble en el agua y además como no
reacciona químicamente, su solubilidad obedece a la Ley de Henry, la cual
expresa que la solubilidad de un gas en un líquido es proporcional a su
concentración o a la presión parcial del gas en la disolución.
Entre otros factores que influyen en la solubilidad del oxígeno están los
siguientes:
La temperatura y la salinidad: Ambos influyen de igual manera, es
decir, una menor salinidad y temperatura puede guardar más oxígeno
en ella que el agua más caliente y más salada, a menor temperatura y
salinidad, mayor solubilidad presentara el oxígeno
La actividad biológica: En el caso de las aguas naturales superficiales,
tales como lagos, lagunas, ríos, entre otros, el oxígeno proviene de los
organismos vegetales que contienen clorofila o cualquier otro
pigmento capaz de efectuar la fotosíntesis. Los pigmentos facultan a
las plantas, tanto inferiores como superiores a utilizar la energía
radiante del sol y convertir el Dióxido de Carbono (CO2) en
compuestos orgánicos. La energía lumínica procedente del sol,
permite que el agua y el Dióxido de Carbono (como única fuente de
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Determinación de oxígeno disuelto 2013
carbono) reaccionen para producir un azúcar simple (glucosa),
desprendiéndose oxígeno como subproducto.
Reacción de Fotosíntesis:
Reacción de fotosíntesis:
6CO2(g )+6H 2O(l )=¿=¿=¿C6H 12O6(l)+6O2 (g)
Por la noche, cuando no hay luz para producir la fotosíntesis, las plantas
consumen el oxígeno en la respiración. La respiración también tiene
lugar en presencia de la luz solar; sin embargo, la reacción neta es la
producción de oxígeno.
Reacción de Respiración:
C6H 12O6+6O2=¿=¿>6CO2+6H 2O+Energía
La turbulencia de la corriente también puede aumentar los niveles de OD
debido a que el aire queda atrapado bajo el agua que se mueve
rápidamente y el oxígeno del aire se disolverá en el agua.
Una diferencia en los niveles de OD puede detectarse en el sitio de la
prueba si se hace la prueba temprano en la mañana cuando el agua está
fría y luego se repite en la tarde en un día soleado cuando la temperatura
del agua haya subido. Una diferencia en los niveles de OD también puede
verse entre las temperaturas del agua en el invierno y las temperaturas del
agua en el verano. Asimismo, una diferencia en los niveles de OD puede
ser aparente a diferentes profundidades del agua si hay un cambio
significativo en la temperatura del agua.
Los niveles de oxígeno disuelto típicamente pueden variar de 0 - 18
partes por millón (ppm) o (mg/L) aunque la mayoría de los ríos y
riachuelos requieren un mínimo de 5 - 6 ppm para soportar una
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Determinación de oxígeno disuelto 2013
diversidad de vida acuática. Además, los niveles de OD a veces se
expresan en términos de Porcentaje de Saturación. Sin embargo para esta
práctica los resultados se reportarán en ppm:
En general, un nivel de oxígeno disuelto de 9-10 ppm se considera muy
bueno. A niveles de 4 ppm o menos, algunas poblaciones de peces y
macroinvertebrados (por ejemplo, la corvina, la trucha, el salmón, las
ninfas de la mosca de mayo, las ninfas de la mosca de las piedras y las
larvas de frigáneas) empezarán a morir. Otros organismos tienen mayor
capacidad de supervivencia en agua con niveles bajos de oxígeno
disuelto (por ejemplo, los gusanos de lodo y las sanguijuelas). Los
niveles bajos de OD pueden encontrarse en áreas donde el material
orgánico (plantas muertas y materia animal) está en descomposición. Las
bacterias requieren oxígeno para descomponer desechos orgánicos y, por
lo tanto, despojan el agua de oxígeno.
Las áreas cercanas a las descargas de aguas negras a veces tienen niveles
bajos de OD debido a este efecto. Los niveles de OD también son bajos
en aguas tibias que se mueven despacio.
Método Winkler
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Determinación de oxígeno disuelto 2013
El método de Winkler permite determinar la cantidad de mg/L de oxígeno
disuelto a través de una valoración química.
Una solución de sulfato de manganeso (II) se añade a la muestra que
se va a analizar.
Después de tratarla con hidróxido sódico y yoduro potásico, el
manganeso reacciona con el oxígeno para formar un compuesto
estable de manganeso y oxígeno (el precipitado que se forma es
hidróxido de manganeso (III) de color blanco).
Luego se trata la solución con ácido, que disuelve el hidróxido y
forma una cantidad proporcional de yodo libre (proporcional al
oxígeno disuelto original).
Luego se determina la cantidad de yoduro en la solución. Para esto se
titula con una solución estandarizada de tiosulfato sódico hasta que
todo el yodo libre (I2) es cambiado a yoduro (I-).
El almidón se torna púrpura en presencia de yodo pero es incoloro en
contacto con yoduro. El almidón es el indicador de que todo el yodo
se convirtió en yoduro. La cantidad de tiosulfato usado en la
titulación es proporcional al yoduro, que es proporcional al O2
disuelto, y se calcula, pues, determinando la cantidad de tiosulfato
utilizado.
Electrodos de oxigeno (O.D)
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Determinación de oxígeno disuelto 2013
El invento por parte del Dr. Clark del electrodo de membrana para la
determinación de O.D. (patentado en 1959) supuso un gran avance, ya que
hasta entonces dicha determinación se efectuaba mediante métodos mucho
más lentos y laboriosos.
Hasta el día de hoy se han generado nuevas
patentes de electrodos de O2, basadas en el
modelo de Clark. El sistema consiste en una
célula de dos electrodos, una membrana
permeable al oxígeno y un electrolito.
Los electrodos son un ánodo de plata y un
cátodo de metal noble, generalmente platino.
Un electrolito, conteniendo KCI, debe unir el
ánodo y el cátodo. El oxígeno se difunde a
través de la membrana permeable hacia el
interior del electrodo donde se producen las
siguientes reacciones:
Cátodo de platino:
O2+2H 2O+4 e−¿→4OH−¿reducción ¿¿
Ánodo de plata
4 Ag+4Cl−¿→4 AgCl+4e−¿oxidación ¿¿
Estas reacciones generan una corriente que es la base de la medida.
Ventajas de los sensores polarográficos frente a los galvánicos:
Posibilidad de seleccionar un voltaje de polarización optimo,
evitando posibles interferencias, por ejemplo las debidas al CO2.
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Determinación de oxígeno disuelto 2013
Evitan contaminaciones del ánodo mientras el sensor no está en
funcionamiento.
Requieren un menor flujo de muestra para tener lecturas estables.
Pueden trabajar durante largos periodos de tiempo, debido al
pequeño tamaño de su cátodo con variaciones mínimas en las lecturas
(bajo ruido).
III. OBJETIVO
Determinar la solubilidad de O2 en muestra de agua mediante un
DataLoger.
IV. MATERIALES
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Termómetro digital Agua con hielo
Determinación de oxígeno disuelto 2013
V. PROCEDIMIENTO
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Data LogerCocina eléctrica
Medir
Tomar
Anotar
Realizar
Temperatura
Solubilidad de O2
Datos
Curva de calibrado
Encender el DataLoger
Agregar el hielo en un
vaso precipitado
Determinación de oxígeno disuelto 2013
VI. RESULTADOS
T OC SOLUBILIDAD O2mg/L0 11.5 56%1 10.0 49.5%2 7.3 36%3 6.5 33%4 6.3 32%5 7.6 38%6 6.0 30%7 5.8 29%8 6.7 34%9 6.3 32%10 6.4 32%11 6.5 32%12 7.3 37%13 9.2 46%14 7.0 35%15 7.2 36%16 7.5 38%17 7.1 35%18 6.8 34%19 7.5 38%20 7.5 37%21 7.3 36%22 7.1 35%
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Anotar datos
Determinación de oxígeno disuelto 2013
23 6.7 34%24 6.5 33%25 6.5 34%26 7.7 35%27 7.3 36%28 7.7 39%29 7 36%30 7.5 37%
10
0 5 10 15 20 25 30 350
2
4
6
8
10
12
14
f(x) = − 0.0233870967741936 x + 7.61854838709677R² = 0.034229848753724
solubilidad
solubilidadLinear (solubilidad)
Temperatura
Solu
bilid
ad O
2mg/
L
Determinación de oxígeno disuelto 2013
VII. DISCUSIONES
La evaluación del oxígeno disuelto en un cuerpo de agua se utiliza
para medir la calidad en la que se encuentra dicho cuerpo. El agua
saturada de oxígeno a 20 C y 1 atm de presión, posee una solubilidad
de 9.0 ppm. Las especies marinas comienzan a sufrir efectos si el
oxígeno disuelto es menor de 5.6 ppm y a 3.0 ppm o menos, éstas
mueren. El oxígeno disuelto, es importante para la fotosíntesis y
respiración. En aguas naturales, la reducción de oxígeno se recupera
por aireación y fotosíntesis En fotosíntesis, es donde ocurre la mayor
producción de oxígeno para aguas estancadas y en la noche
mayormente ocurre respiración, que es donde el oxígeno es
consumido. COMUNIDAD ANDINA. Manual de Estadísticas Ambientales.
CAN: Santa Cruz de la Sierra, 2005. p 31-45.
Uno de los causantes de que ocurra una reducción de oxígeno
disuelto lo es la materia orgánica. Una pequeña cantidad de materia
orgánica puede reducir significativamente la cantidad de oxígeno
disuelto. La solubilidad del oxígeno en agua depende principalmente
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0 5 10 15 20 25 30 350%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
f(x) = − 0.00115725806451613 x + 0.380100806451613R² = 0.0372798124445568
concentración
concentracionLinear (concentracion)
Temperatura
Conc
entr
ació
n de
solu
bilid
ad
Determinación de oxígeno disuelto 2013
de la presión, temperatura y concentración de sales disueltas. Si
alguna de estas características aumenta, ocurre una disminución de
oxígeno en el agua.
www.dane.gov.co/files/investigaciones/pib/ambientales/Sima/Odisuelto.
Una aplicación muy importante es en piscicultura, donde el nivel de
oxígeno debe ser controlado continuamente para obtener una
reproducción óptima y evitar una alta mortalidad causada por niveles
bajos de oxígeno. También en las centrales nucleares para medir el
oxígeno presente en sus aguas pesadas.
http://www.navarra.es/home_es/Temas/Medio+Ambiente/Agua/Docum
entacion/Parametros/OxigenoDisuelto.htm
VIII. CONCLUSIONES
Se logró evaluar la solubilidad de la muestra de agua aunque no
pudimos tomar correctamente los datos debido a un imperfecto en el
DataLoger.
IX. BIBLIOGRAFÍA
http://www.dane.gov.co/files/investigaciones/pib/ambientales/
Sima/Odisuelto.pdf
COMUNIDAD ANDINA. Manual de Estadísticas Ambientales.
CAN: Santa Cruz de la Sierra, 2005. p 31-45.
NACIONES UNIDAS (UN). Glosario de Términos Ambientales,
citado por COMUNIDAD ANDINA. Manual de Estadísticas
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Determinación de oxígeno disuelto 2013
Ambientales. CAN: Santa Cruz de la Sierra, 2005. p 31-45.
http://www.navarra.es/home_es/Temas/Medio+Ambiente/Agua/
Documentacion/Parametros/OxigenoDisuelto.htm
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