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"Análisis de Aguas"

                            por: Saúl Eduardo Portillo Mejía

 

 

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RESUMEN

En este proyecto experimental se  analizó experimentalmente  el agua  de varias purificadoras y de otra de origen subterráneo y determinando: la dureza, cloruros, sulfatos, y alcalinidad de las mismas, obteniendo como resultados: Para la alcalinidad,  0.9 miliequivalentes por litro. Se encontró este valor titulando cada muestra de agua con una solución de acido clorhídrico .1 N y dos indicadores, fenolftaleína y anaranjado de metilo. Con la fenolftaleína no se presento coloración pues presentaba acidez, por lo que se recurrió al anaranjado de metilo..

Para la dureza se utilizó el método conocido como EDTA, el cual además de sencillo fue muy preciso  ya que obtuvimos resultados satisfactorios, logrando así un optimo aprovechamiento de estos  y dejando al descubierto  la calidad del agua,  obteniendo como resultado.746 ppm, esto significa ser bastante dura,  lo que quiere decir que tiene un gran  contenido de carbonatos, bicarbonatos, cloruros, sulfatos y probablemente nitratos de calcio y magnesio.

Para la determinación de cloruros se utilizó el método argentométrico o volumétrico el cual es recomendable para agua con concentraciones entre 1,5 y 100 mg./L. de cloruros. Este método es aplicable para la determinación de cloruros en aguas potables o superficiales, siempre que no tengan excesivo color o turbidez. Se basa en el método de Mohr. Sobre una muestra ligeramente alcalina, con pH entre 7 y 10, se añade disolución de AgNO3 valorante, y disolución indicadora K2CrO4. Los Cl- precipitan con el ión Ag+ formando un compuesto muy insoluble de color blanco. Cuando todo el producto ha precipitado, se forma el cromato de plata, de color rojo ladrillo, que es menos insoluble que el anterior y nos señala el fin de la valoración. Obteniendo como resultado 511.56 litro de cloruro de sodio lo cual es bastante cloruro de sodio para ser un agua de purificadora.

Para la determinación de sulfatos, no se pudo determinar experimentalmente la cantidad de sulfatos en las aguas analizadas, al ser aguas de purificadoras están libres de ellos ya que son dañinos para el consumo público.

 

INTRODUCCIÓN       

Tipos y clases de agua

   Existen diferentes tipos de aguas según su composición, uso y procedencia a saber:

  • El agua según sus propiedades se divide en potable y no potable.

  • Según la cantidad de minerales se la considera dura o blanda.

  • Según la procedencia puede ser superficial o subterránea

De los tipos de agua existentes, se pueden consideran las siguientes clases:

  • Agua dulce

  • Agua dura
  • Agua blanda
  • Aguas negras
  • Aguas grises
  • Aguas residuales
  • Aguas residuales municipales
  • Agua bruta
  • Aguas muertas
  • Agua alcalina
  • Agua capilar
  • Agua de adhesión
  • Agua de desborde
  • Agua de formación
  • Agua de gravedad
  • Agua de suelo
  • Agua disfórica
  • Agua estancada
  • Agua fósil
  • Agua freática
  • Agua funicular
  • Agua primitiva
  • Agua magmática
  • Agua metamórfica
  • Agua vadosa
  • Agua subterránea
  • Agua de superficie (océanos, mares, ríos, estanques, lagos, …)

La calidad del Agua

Los cuerpos de agua (ríos, lagos, lagunas, acuíferos, etc.) que se constituyen como suministros naturales de agua no son puros en el sentido de carecen de productos químicos disueltos como sucede con el agua destilada, desionizada.

Al agua se le conoce como el disolvente universal porque tiene capacidad para disolver lentamente casi cualquier cosa con la que llegara a estar en contacto. Desde que la lluvia cae a través de la atmósfera, y escurre sobre la superficie terrestre o se infiltra en ella, está constantemente disolviendo la materia.

En la atmósfera durante la precipitación, la lluvia o la nieve absorben cantidades variables de dióxido de carbono y otros gases, así como pequeñas cantidades de material orgánico e inorgánico y de sustancias radiactivas a la superficie de la Tierra.

En el suelo y en las rocas el agua reacciona con los minerales. Por lo que  los principales componentes disueltos en el agua superficial y subterránea son los sulfatos, los cloruros, los bicarbonatos de sodio y potasio, y los óxidos de calcio y magnesio. Las aguas de la superficie suelen contener también residuos domésticos e industriales.

En los acuíferos poco profundos suelen estar presentes grandes cantidades de compuestos de nitrógeno y de cloruros, derivados de la agricultura intensiva, los desechos humanos y animales. Generalmente, las aguas de los pozos profundos sólo contienen minerales en disolución.

En el agua del mar ésta contiene, además de grandes cantidades de cloruro de sodio, muchos otros compuestos disueltos, debido a que los océanos reciben las impurezas procedentes de ríos y arroyos. Además como el agua se evapora continuamente el porcentaje de impurezas aumenta, lo que proporciona al océano su carácter salino.

Por otro lado. el concepto de calidad del agua es usado para describir las características químicas, físicas y biológicas del agua. La determinación de la calidad del agua depende del uso que se le va a dar, dependiendo de las aplicaciones comerciales, industriales, recreativas, etc.

Como las características deseables del agua varían según la utilización a la que se la quiera destinar,  y además de que la calidad del agua es dinámica, y sus parámetros están en constante evolución es una exigencia que el técnico en aguas se mantenga en contacto permanente con muchos sectores del mundo científico. En el año de 1900 el agua de bebida de la máxima calidad que podía obtenerse de un río quedó definida por los experimentos que se llevaron a cabo en la "Lawrence Experimental Station de Cambridge" (Massachussets). Dichos estudios revelaron que un tratamiento por filtración lenta en arena de un río local era capaz de reducir los Escherichia coli a 66 por cada 100 mL. Para 1914 el estándar de la Escherichia coli se redujo a 2 por 100 ml. Esto es tan solo un ejemplo del aspecto dinámico de la calidad del agua. Para el caso de la industria el agua se emplea como un ingrediente en un producto acabado, como medio de transporte, como agente de limpieza, como refrigerante o como fuente de vapor, para calefacción o producción de energía. Las exigencias de calidad de las aguas de los procesos industriales varían, según el tipo de la industria y la función del agua en cuestión. El agua de una calidad que se aproxima a la del agua destilada es deseable para empleos industriales tales como alimentación de calderas de alta presión, y el tratamiento de productos farmacéuticos. Las industrias de alimentación, papel y pulpa y textil pueden necesitar agua de una calidad biológica superior a la de la potable debido a la presencia de organismos saprofíticos, tales como las cromo bacterias y las seudomonas que pueden provocar la destrucción de los alimentos o de la sacarosa; por otro lado las bacterias no patógenas, las algas y los hongos pueden afectar de modo adverso a la calidad de ciertos productos textiles y papeles.

PRESENTACIÓN TEÓRICA

El conocimiento del equilibrio así como su manejo resulta de importancia fundamental para el ingeniero químico para determinar el momento preciso del final de una reacción y por consiguiente conocer los tiempos de residencia en un reactor. Hay infinidad de procesos industriales que tienen lugar a un pH determinado. Un ejemplo del manejo del pH, es en el control de los deshechos de subproductos industriales en las corrientes de las aguas residuales de la industria jabonera, de las industrias fabricantes de acumuladores de plomo, etc.

 

DISEÑO EXPERIMENTAL

 

  MATERIAL: REACTIVOS:
     
  1. Matraz aforado 250 mL

  2.  Soporte universal  

  3. Bureta

  4. Pipeta volumétrica

  5. Potenciómetro

  6. Embudo de tallo corto

  7. Parrilla de agitación

  8. Magneto 

 
  1. NaOH

  2. Vinagre

  3. Agua destilada

  4. ftalato de sodio

METODOLOGÍA:

Estandarización de NaOH

Se hierven 200 ml de agua para eliminar el  dióxido de carbono-libre disuelto en el agua  en un matraz de fondo plano y se enfría el matraz bajo el chorro de agua,  teniendo el cuidado de no agitar el agua innecesariamente lo que permitiría al anhídrido carbónico disolverse nuevamente. En un matraz con tapón se agregan el agua fría, y 20 mL de solución 6M de NaOH libre de carbonato, y se mezcla  tapando para prevenir la absorción de anhídrido carbónico. La solución del hidróxido de sodio diluida debe estandarizarse; es decir, su concentración exacta debe determinarse.

Se obtienen varias muestras secas y puras de patrón primario (potassium hydrogen phthalate (KHP), KHC8H4O4) para la titulación de la solución de NaOH.  Disuelva el sólido en aproximadamente 40 mL de agua destilada recientemente hervida. Se prepara de la misma manera la segunda y la terceras muestras. se agregan 2 gotas de Fenolftaleina a cada vaso y se titula

Se limpia, enjuaga, y llena una bureta de la solución de NaOH diluida. Al titular se usan incrementos de 1 mL de solución cada 10 segundos por ver la coloración. Asegurándose de agitar para lograr el mezclando completo de la NaOH con la solución ácida. Se agrega NaOH para que el pH varíe (y se presente el vire del indicador rosa) y finalmente se agrega 1-2 mL más NaOH. Se guardan los datos para el Análisis Gráfico. Se repite la operación anterior con la segunda y terceras muestras.

Titulación de Ácido acético

Se titularon tres muestras de 10.00 mL  del vinagre con la solución de NaOH recientemente estandarizada. Se omitió el indicador de la Fenolftaleina, para determinar con la computadora  el gráfico de la titulación.

RESULTADOS EXPERIMENTALES

Titulación del ácido acético en un vinagre

DISCUSIÓN DE RESULTADOS

Dentro de los resultados podemos observar que la constante fue muy lejana a la esperada dentro de los factores que intervinieron pudieron ser que cuando se tituló no se deseco el ftalato y por lo tanto no se pudo obtener la molaridad 0 .1N que se tenia contemplada, otro factor pudo ser que los chiles en vinagre contienen muchos condimentos y no se realizó una separación adecuada de los ingredientes que contenía  el vinagre.

CONCLUSIONES

A pesar de que se intentó tener los menores errores posibles, la experimentación no estuvo exenta de ellos. Como se mencionó líneas arriba las fallas pudieron ser de diversa índole, pero a nuestro parecer las que pudieron influir más es la de la medición potenciométrica (en especial del ácido acético) y la de contaminación del vinagre por otros componentes.

Se propone para evitar estos errores, llevar a cabo las siguientes recomendaciones:

Para evitar el error de contaminación del ácido acético se recomienda realizar una extracción líquido - liquido, para la separación del aceite contenido por el vinagre y una filtración meticulosa para la separación de los restos orgánicos procedentes de los sazonadores.

Seguramente que estas recomendaciones ayudarían a una mejor experimentación y un resultado más preciso, que como consecuencia nos dejaría más satisfechos.

BIBLIOGRAFÍA

AYRES, G. H. Análisis químico cuantitativo. Harla. México 1978.

OROZCO, D. F. Análisis químico cuantitativo, Porrúa. México, 1978

Mahan B. H.  Química curso universitario, Fondo Educativo Interamericano, EUA., 1977

 

WEB - BIBLIOGRAFÍA

http://www.agua-mineral.net/4/tipos-de-agua/

http://portal.educar.org/juancarlostincopalangle/blog/lacalidaddelagua

 

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Última modificación: 13 de Junio de 2016