reporte de laboratorio# 3

Reporte de Laboratorio Nº3

Fundamentos de Ingeniería Ambiental I

1

Universidad Nacional de Ingeniería Recinto Universitario Simón Bolívar

REPORTE DE LABORATORIO #3 Prueba de Jarras.

Elaboración:

Br. Javier Pavón Gaitán 2005-20863 Br. Mariela Hernández 2005-20795 Br. Edgard Sandoval Carillo 2000-10499

Tutor: TknL. Indiana García.

Grupo: 6N2Q

Managua, Junio 5, 2009


Fundamentos de Ingeniería Ambiental I 2

I. INTRODUCCIÓN

Las pruebas de jarra se utilizan tanto en plantas de tratamiento de agua potable

existentes como en la etapa de proyecto con el objeto de definir la dosis de coagulante.

La coagulación/floculación es un proceso químico unitario empleado en el tratamiento

de aguas que persigue alterar el estado de los sólidos filtrables y en suspensión para

facilitar su separación mediante sedimentación.

Una suspensión coloidal es un conjunto de partículas de pequeña dimensión (del orden

de mili- y decena de micras) que soportan cargas eléctricas del mismo signo repartidas

en su superficie. Estas partículas en suspensión forman parte de las impurezas del agua

causantes de turbidez y color (por ejemplo arenas, arcillas, cienos, partículas

orgánicas...) y se caracterizan por su gran estabilidad ya que las repulsiones

electrostáticas entre los coloides impiden su agregación en partículas mayores

sedimentables.

La coagulación en una operación consistente en neutralizar las cargas eléctricas de una

suspensión coloidal. De esta forma dejan de actuar las fuerzas de repulsión y las

partículas coloidales comienzan a agregarse. Los productos químicos que suelen

utilizarse para favorecer la coagulación de las partículas coloidales suelen ser sales de

hierro y aluminio ([(Al2(SO4)3)], [(Fe2(SO4)3)], [FeCl3]) La floculación es una operación

basada en la agregación de las partículas coloidales previamente desestabilizadas en la

etapa de coagulación, formando partículas de mayor tamaño (flóculos) que permitan su

sedimentación.

La formación de estos flóculos se favorece con la adición de polielectrolitos que se

caracterizan por moléculas orgánicas poliméricas que son ionizables. Estos compuestos

forman puentes entre las partículas, dando lugar a fenómeno de floculación con

partículas de mayor tamaño que resultan sedimentables.

El agua presenta varias características necesarias para la adición de coagulantes

En el presente laboratorio se pretende realizar un análisis con la sal de aluminio

Al2(SO4)3*18H2O y comparar los resultados con los obtenidos -por el otro grupo de

laboratorio- con la sal férrica FeCl3*6H2O.



II. OBJETIVOS

Determinar experimentalmente la combinación óptima de dosis de coagulante y pH de

una muestra de agua cruda.

Desarrollar habilidades en el uso y manejo de equipos de laboratorio utilizados en el

análisis del agua.



III. RESULTADOS

Con la guía de laboratorio previamente leída y las instrucciones de la profesora se procedió a

realizar la prueba de jarra a una muestra de agua (para éste caso: agua no potable, agua cruda)

Se tomaron 6 beakers grandes y se llenaron con 1000ml de agua cruda cada uno, seguido de

un agitamiento por 3 minutos. Se le dosificó Al2(SO4)3*18H2O en 1, 3, 5, 7, 9 y 11 mL

respectivamente

Del mismo modo se hizo para el FeCl3*6H2O, pero con dosis de 1, 5, 9 y 11 mL en 4 beakers.

La agitación inicial-en ambos casos-fue de 100 rpm luego se redujo a 15 rpm por 20 minutos.

A mayor dosis mayor cantidad de flóculos aparecían (a medida que el tiempo avanzaba), con

aspecto lodoso o fangoso-color pardo-, partículas que se aglomeraban unas con otras para

formar un terrón de floc.

Para la sal de aluminio, las dosis de 7 y 11 mL fueron las más efectivas, pues presentaban

mayor cantidad de precipitado. En tanto que la sal férrica lo fue en las dosis de 9 y 11 mL.

Terminada la agitación se dejó reposar por 30 minutos las disoluciones, para luego determinar

los parámetros siguientes: turbiedad, oxígeno disuelto, conductividad, salinidad, color, pH y

temperatura.

Las mediciones en los parámetros se detallan a continuación:

AGUA CRUDA

Parámetro Instrumentación Lectura

Temperatura (C°) Termómetro ≈ 27

pH pH-metro 6.68

Color (mg/L Pt-Co) Aparente

Espectrofotómetro 1160

Real 138

Turbiedad (NTU) Turbidímetro 99.9

Conductividad (μS/cm)

Conductivímetro

498

Sólidos Totales Disueltos (mg/L) 237

Salinidad ‰ 0.2

PARA LA SAL FÉRRICA (FeCl3*6H2O)

Parámetro

Instrumentación Lectura

1mL 5mL 9mL 11mL

Temperatura (C°) Termómetro ≈ 27

pH pH-metro 7.02 6.62 6.21 5.69

Color (mg/L Pt-Co) Aparente

Espectrofotómetro 78 -1 8 12

Real -3 -46 -37 -56

Turbiedad (NTU) Turbidímetro 6.7 2.2 1.1 1.2


Conductivímetro

495 525 563 585

Sólidos Totales Disueltos (mg/L) 237 257 271 281

Salinidad ‰ 0.2 0.3 0.3 0.3



PARA LA SAL DE ALUMINIO (Al2(SO4)3*18H2O)

Parámetro

Instrumentación Lectura

1mL 3mL 5mL 7mL 9mL 11mL

Temperatura (C°) Termómetro ≈ 27°C

pH pH-metro 6.68 6.78 6.74 6.79 6.41 6.47

Color (mg/L Pt-Co)

Aprent Espectrofotómetr 54 30 -1 2 10 20

Real -2 -9 -26 -30 -17 -4

Turbiedad (NTU) Turbidímetro 13.2 1.8 1.2 0.9 0.8 0.3


Conductivímetro

480 409 476 530 537 546

Sólidos Tot. Disueltos (mg/L) 229 129 150 253 257 260

Salinidad ‰ 0.2 0.2 0.2 0.3 0.3 0.3



IV. DISCUSIÓN DE RESULTADOS

Se observó mayor precipitación de flóculos por parte de la sal férrica, en comparación con la

de aluminio.

Del gráfico # 1:

Se aprecia que a medida que la dosis de la sal de aluminio aumenta el pH disminuye- Con

ligeros picos en las dosis de 1 y 5 mL- Las dosis de 9 mL y 11 mL presentan los menores

valores, dosis en los cuales se observó mayor precipitación de flóculos.

Del gráfico # 2:

La turbiedad se mantiene relativamente estable a partir de la tercera dosis de aluminio (3 mL)

Del gráfico # 3:

El pH disminuye al igual que en el caso de la sal de aluminio- con un ligero aumento en la

dosis de 1 mL de hierro. El valor más bajo corresponde a 11 mL, dosis que presentó más

flóculos.

Del gráfico # 4:

La turbiedad se comporta de la misma forma que en la sal de aluminio.

Del gráfico # 5:

Al comparara ambos resultados en el pH, la sal férrica varía- o ajusta- más el mismo que la de

aluminio. Y como ha de esperarse es la que más flóculos forma.

Del gráfico # 6:

Ambas sales tienen casi iguales resultados, sólo que ligeramente la sal férrica sigue siendo la

que tiene más acción contra la turbidez.

En general, los valores de los otros parámetros es mayor en la sal férrica, esto debido a su

mayor capacidad para desestabilizar la carga de las partículas en suspensión o coloides (mayor

capacidad de neutralización).

La dosis de 9 mL de la sal férrica al beaker # 4 no es segura, ya que al adicionársele, una parte

se regó fuera del contenedor. Esto pudo incidir en la aparente igualdad de flóculos

sedimentados en la dosis de 9 mL y 11 mL.



V. CALCULOS

1. Liste los resultados, pHf y turbiedad residual en la siguiente tabla.

Dosis de

Aluminio (mg/L)

pHin= 7.72 Dosis de

Hierro (mg/L)

pHin= 7.72

pHin Turbiedad pHin Turbiedad

0 6.68 99.9 NTU 0 6.68 99.9 NTU

1 6.78 13.2 NTU 1 7.02 6.7 NTU

3 6.74 1.8 NTU 3 ** - -

5 6.79 1.2 NTU 5 6.62 2.2 NTU

7 6.59 0.9 NTU 7 ** - -

9 6.41 0.8 NTU 9 6.21 1.1 NTU

11 6.47 1.3 NTU 11 5.69 1.2 NTU

** No se llevaron a cabo.

2. Basados en estos resultados, prepare las figuras de: turbiedad residual y pH

final como función de la dosis del coagulante para ambos coagulantes.

Gráfico # 1

Dosis de Al2(SO4)3*18H2O vs pH

6.35

6.4

6.45

6.5

6.55

6.6

6.65

6.7

6.75

6.8

6.85

0 2 4 6 8 10 12Dosis (mL)

pH



Gráfico # 2

Dosis de Al2(SO4)3*18H2O vs Turbiedad

0

20

40

60

80

100

120

0 2 4 6 8 10 12

Dosis (mL)

Tu

rbie

dad

(N

TU

)

Gráfico # 3

Dosis de FeCl3*6H2O vs pH

5.5

5.7

5.9

6.1

6.3

6.5

6.7

6.9

7.1

0 2 4 6 8 10 12Dosis (mL)

pH



Gráfico # 4

Dosis de FeCl3*6H2O vs Turbiedad

-2

18

38

58

78

98

0 2 4 6 8 10 12Dosis (mL)

Tu

rbie

dad

(N

TU

)

Gráfico # 5

Comparación de pH

5.6

5.8

6

6.2

6.4

6.6

6.8

7

0 2 4 6 8 10 12Dosis (mL)

pH

Aluminio

Hierro



Gráfico # 6

3. Prepare un reporte por grupo e incorpore los gráficos realizados. El reporte

deberá contener lo siguiente: discusión e resultados y comparación entre la

eficiencia de las sales de aluminio y las sales férricas como coagulantes.

Véase la discusión de resultados y el punto 2

.



VI. CONCLUSIONES

Se determinó que la concentración óptima para la sal de hierro FeCl3*6H2O está en

9mL (a un pH próximo de 6.21) y para la sal de aluminio Al2(SO4)3*18H2O a los

9mL (a un pH próximo a los 6.41). Siendo la primera la más efectiva, puesto que se

obtuvo mayor cantidad de flóculos sedimentados, en comparación con la misma dosis

de aluminio. Esto en lo que a cantidad de flóculos se obtienen.

Gráficamente a una dosis próxima a 2mL de las sales- para ambos casos- se obtiene el

pH más neutro y el inicio en la estabilidad de la turbidez (próxima al rango idóneo).

Se afianzó el uso y manejo de materiales y reactivos del laboratorio, en lo que a análisis

de agua se refiere.



VII. RECOMENDACIONES

El análisis de todos los datos obtenidos en la práctica de laboratorio: conductividad,

salinidad, sólidos totales disueltos y color como función de las dosis de los coagulantes,

nos hubiera dado el comportamiento de esos parámetros según la concentración de las

sales.

Haciendo un análisis rápido: la salinidad, STD (sólidos totales disueltos) y la

conductividad aumentan a medida que lo hace la dosis, ya sea del hierro o del aluminio.

En cambio el color (para ambas sales) tiende a disminuir y estabilizarse a valores

cercanos al rango permitido.

.



VIII. BIBLIOGRAFÍA

Guía de Laboratorio N°3. Fundamentos de Ingeniería Ambiental I. 2009. Indiana

García Granados.

Sistema de tratamiento de agua potable. Gerardo Ahumada Theoduloz. Material

extraído de U_CURSOS:

https://www.u-cursos.cl/ingenieria/2007/1/CI51K/1/material_docente/objeto/120072

http://www.madrimasd.org/experimentawiki/feria/Tratamientos_de_coagulaci%

C3%B3n/floculaci%C3%B3n el día 4 de Junio del 2009

reporte de laboratorio# 3

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