TEMA 6: DETERMINACIÓN DE SÓLIDOS

CARACTERISTICAS FISICAS DEL AGUA

TEMPERATURA

Este parametro afecta un número importante de procesos que definen la calidad del agua:

a) La velocidad de las reacciones químicas y bioquímicas se incrementa considerablemente con el aumento de la temperatura.

b) La solubilidad de gases decrece y la solubilidad mineral aumenta con la temperatura.

c) Las tasas de crecimiento y respiración de organismos acuáticos aumentan o disminuyen con la temperatura.

d) Las descargas de agua caliente aumentan la temperatura de las aguas residuales de las corrientes donde se vierten.

El método de prueba utilizado en nuestro país para determinar la temperatura es establecido por la siguiente Norma:

NMX-AA-007-1980

AGUAS - DETERMINACIÓN DE LA TEMPERATURA

la cual establece los requisitos y la metodología para una buena determinación de éste parámetro.

COLOR

El color debido a la materia en suspensión se conoce como color "aparente". El color "verdadero" es causado por sustancias de tipo vegetal. Muchas aguas residuales industriales son altamente coloreadas e imparten color a las aguas en las que se descargan, destacan las aguas residuales industriales provenientes de las industrias textil, de pulpa y papel y de colorantes orgánicos.

La remoción del color verdadero es difícil. La determinación del color se hace por medios colorimétricos utilizando soluciones estándar arbitrarias a partir de cloroplatinato de potasio ( K2PtCl6 ) teñidas con pequeñas cantidades de cloruro de cobalto. Una unidad de color (UC) es igual al color producido por 1mg/L de platino como ( K2PtCl6 ) .

Es un indicativo de las aguas residuales domésticas. Cuando son frescas, el color es grisáceo; a medida que los compuestos orgánicos son desdoblados por las bacterias y las condiciones ambientales se tornan anaerobias, el color cambia a negro.

El color afecta principalmente el paso de la luz a través del agua, la presencia de materiales coloridos de difícil degradación son de riesgo para la vida acuática ya que obstruyen el buen desarrollo de esta, además algunos compuestos utilizados en la industria textil son tóxicos para la vida en el agua.

La legislación cuenta con dos normas para la determinación del color, éstas ofrecen los lineamientos generales y específicos para la determinación de dicho parámetro.

NMX-AA-017-1980

Aguas - determinación de color.

NMX-AA-045-1981

Análisis de agua - determinación de color (escala platino - cobalto).

OLOR

Generalmente resulta de la presencia de materia orgánica en descomposición o de la reducción de sulfatos por bacterias a gas sulfhídrico. Las aguas residuales recientes tienen un olor característico ligeramente desagradable.

La detección de olores y su cuantificación es muy difícil. Las personas tienen diferentes grados de sensibilidad para los olores; además, la exposición continua a un olor tiende a que la sensitividad disminuya.

El mal olor es la principal característica de este parámetro ya que afecta la salud humana debido a lo desagradable del mismo y a la posibilidad de que en la industria se generen gases tóxicos que estén solubles en las aguas residuales y posteriormente por efectos de presión, temperatura y solubilidad sea liberados a la atmósfera.

La norma utilizada para la determinación de éste parámetro es la siguiente.

NMX-AA-083-1982

Análisis de agua - determinación de olor.

TURBIEDEZ

Quizá la primera sensación que notamos del agua es su claridad. Las aguas naturales muy claras, permiten apreciar imágenes a profundidades considerables. Para medir la penetración de la luz o transparencia de un agua se utiliza el disco " secchi ", un disco pintado en cuadrantes blanco y negro, de 200 mm de diámetro, para estimar la penetración de la luz.

La turbidez es causada por partículas suspendidas que interfieren el paso de la luz a través del agua. Las partículas varían en tamaño desde coloidales hasta granulares.

Para medir la turbidez de las aguas se ha adoptado una unidad estándar arbitraria, la cual relaciona la turbidez causada por 1mg/l de SiO2 con una unidad de turbidez.

La medición de la turbidez puede hacerse por métodos visuales o instrumentales. El método instrumental hace uso de la nefelometría para medir la intensidad de la luz dispersada por las partículas que causan la turbidez. Los resultados se expresan en términos de "unidades de turbidez nefelométricas " ( U.T.N .).

La turbidez es de importancia por tres razones principales:

Proporciona un aspecto antiestético al cuerpo de agua. Disminuye la capacidad de filtracion, debido a la presencia de partículas de muy pequeñas. Afecta en la desinfección, ya que a mayor turbidez es mayor la necesidad de desinfección.

La Norma que permite la cuantificación de éste parámetro es la que se da a continuación:

NMX-AA-038-1981

Análisis de agua - determinación de turbidez.

SÓLIDOS

Todos los contaminantes del agua, con excepción de los gases disueltos, contribuyen a la "carga de sólidos". Pueden ser de naturaleza orgánica y/o inorgánica. Provenien de las diferentes actividades domésticas, comerciales e industriales. La definición generalizada de sólidos es la que se refiere a toda materia sólida que permanece como residuo después de una evaporación y secado de una muestra de volumen determinado, a una temperatura de 103°C a 105°C. Los métodos para la determinación de sólidos son empíricos, fáciles de realizar y están diseñados para obtener información sobre los diferentes tipos de sólidos presentes.

a) Sólidos Totales (ST).- Consisten en la cantidad de materia que queda como residuo después de una evaporación entre los 103° C a 105° C. b) Sólidos Volátiles (SV).- Los sólidos Totales sometidos a combustión a una temperatura de 600° C, durante 20 minutos, transforman la materia orgánica a C02 Y H2O. Esta pérdida de peso se interpreta en términos de materia orgánica o volátil (SV), los sólidos que no volatilizan se denominan sólidos fijos (SF). c)Sólidos suspendidos (SS).- Constituyen uno de los límites que se fijan a los efluentes de plantas de

tratamiento de aguas residuales. Los SS se determinan como la cantidad de material retenido después de filtrar un determinado volumen de muestra (50 ml ) a través de crisoles "GOOCH" o filtros de fibra de vidrio que utilizan como medio filtrante. En la actualidad se prefiere utilizar filtros de membrana con un tamaño de poro de aproximadamente 1.2 micrómetros (1.2 x 10-6 metros). d) Sólidos Sedimentables .- Los sólidos sedimentables son el grupo de sólidos cuyos tamaños de partícula corresponde a 10 micras o más y que pueden sedimentar.

El esquema mostrado nos da una clasificación de los sólidos más clara en cuanto a los tamaños de partículas

CLASIFICACIÓN DE RANGO DE TAMAÑO DE PARTÍCULAS EN AGUA

Las normas mexicanas vigentes que se utilizan para determinar a los sólidos se muestran a continuación:

NMX-AA-004-1977

Determinación de sólidos sedimentables en aguas residuales.

NMX-AA-020-1980

Aguas - determinación de sólidos disueltos totales.

NMX-AA-034-1981

Análisis de agua - determinación de sólidos.

La química Analítica Cuantitativa para su estudio se subdivide en: Gravimetría, basada en las pesadas tanto de la muestra como del analito que se investigará.   Volumetria , la base es la medición de volúmenes e Instrumental, dependerá del tipo de instrumento empleado.

El análisis gravimétrico puede efectuarse de dos formas: Directa y mediante reacción química.

En forma directa, es aquel en el que a una determinada cantidad de muestra se mide la cantidad de analito por ejemplo en el caso de las partículas suspendidas en el aire o   los sólidos totales en una muestra de agua.

Reacción química se tiende a inducir la formación de un precipitado que después de pasar por una serie de pasos   analíticos se pesará y nos permitirá cuantificar el analito.

Los sólidos contenidos en el agua residual pueden ser de varios tipos: sólidos totales, sólidos sedimentables , sólidos volátiles, etc. Los sólidos totales   contenidos en una muestra pueden ser: solubles, no solubles, volátiles, no volátiles, etc. La cantidad de sólidos contenidos en una muestra de agua   residual dependerá básicamente del uso que se le haya dado.

Utilizar los métodos indicados en las normas para la determinación   de sólidos.

Determinación de sólidos totales. Instrucciones. Con el objeto de abatir el tiempo de la prueba, se recomienda una pre -evaporación, reduciendo a la muestra a un volumen mínimo tal, que se eviten proyecciones o pérdida de la misma.La muestra una vez   pre -evaporada   se introduce en la estufa y se lleva a sequedad hasta peso constante.

MATERIAL REACTIVOS

Cápsula de porcelana de 200 ml .

MUESTRA COMPUESTA DE AGUA RESIDUAL

Probeta de 100 ml

Pinza para crisol

Estufa

Desecador

Mechero con manguera

Tripié

PROCEDIMIENTO

Poner la cápsula de porcelana a peso constante y guardarla en el desecador, (para poner la cápsula a peso constante se hace lo siguiente)

a)  Auxiliado con las pinzas para crisol, pesar la cápsula en la balanza analítica (anotar la pesada) y colocarla en la estufa a 110°C durante 1 hora.

b)  Transcurrido el tiempo sacar la cápsula   y colocarla en el desecador   (dejar destapado el desecador unos 3 minutos y después cerrarlo).

c) Dejar enfriar y volver a pesar y si hay una diferencia   de 0.0002 g. Guardar en el desecador, ya está a peso constante la cápsula. En caso contrario colocar nuevamente la cápsula de porcelana en la estufa durante media hora a 110°C.

Después de que la cápsula de porcelana haya sido puesta a peso constante se continúa con la practica.

•  Colocar 50 ml de agua residual en la cápsula de porcelana que está a peso constante.

•  Calentar sin hervir hasta reducir la muestra a un volumen mínimo.

•  La muestra una vez pre evaporada se introduce en la estufa y se lleva a sequedad hasta peso constante.

•  Sacar la cápsula y colocarla en el desecador, dejar enfriar y posteriormente volver a pesar.

RESULTADOS:

ST = Sólidos totales en mg/lG = Masa de la cápsula vacía = 63.528 mgG1 = Masa de la cápsula con residuo = 63.535 mgV = Volumen de muestra = 50 ml