Título: Análisis químico y microbiológico del agua.

Resumen: En la siguiente investigación se realizó la determinación experimentalmente de la cantidad de sulfatos, cloruros, la dureza total y alcalinidad total de una muestra de agua proveniente de la lluvia. Planteando cómo determinar el análisis químico y microbiológico de una muestra de agua. Con el objetivo de demostrar de manera experimental la cantidad de sulfatos, alcalinidad total, dureza total y cloruros presentes en el Agua.El análisis químico y microbiológico del agua que se muestran en este informe de carácter teórico-práctico, arrojó que el agua proveniente de la lluvia que se analizó experimentalmente están muy cercas con la norma de calidad del agua, los resultados pueden variar con los establecidos en la norma porque fue utilizada una muestra de agua de la lluvia la cual varia con la potable. Con esto se observa que hubo precisión en los resultados, pero el agua no es recomendable para consumo humano porque se encontró que nuestra agua está muy cerca de los límites permisibles pero no cumple con los estándares de calidad.

Abstrac: In the Following investigation to determine of chlorides, sulfides hardness and alkalinity samples of rainwater in addition to its microbiological to know their exact results analysis. It took many reagents and potentiometer need to know these results and also had had to repeat the experiment in order to get more satisfactory results.The water is hard, is in the range of by which can be named as a soft water. But it should be noted that higher concentrations of Calcium Magnesium ions. As chlorides, it contains a large amount so that it is observed, in fact, was a factor that is determined by the odor.

Introducción:

La calidad del agua no es una característica absoluta, sino que es más un atributo definido socialmente en función del uso que se le piense dar al líquido cada uso requiere un determinado estándar de calidad. Por esta razón, para evaluar la calidad del agua es necesario considerar el contexto del uso probable que tendrá.La calidad del agua está afectada por diversos factores como los usos del suelo, la producción industrial y agrícola, el tratamiento que se le da antes de ser vertida nuevamente a los cuerpos de agua, y la cantidad misma en ríos y lagos, ya que de ésta depende su capacidad de purificación.

El análisis gravimétrico es una técnica que tiene como fundamento la determinación de los constituyentes de una muestra o categorías de materiales por la medida de sus pesos. En la industria el agua se emplea como un ingrediente en un producto acabado, como un medio de transporte, como agente de limpieza, como refrigerante o como fuente de vapor para calefacción o producción de energía.

La dureza de un agua se corresponde únicamente con la cantidad de calcio y magnesio existentes.

Tipos de durezaEn el proceso de formación de las incrustaciones calcáreas intervienen las sales de calcio y magnesio que se asocian con iones bicarbonatos; por este motivo se definen tres valores relacionados con la dureza:• Dureza total

Es la concentración total de calcio y magnesio presentes en el agua. No nos proporciona en sí misma ninguna información sobre el carácter incrustante del agua ya que no contempla la concentración de los iones bicarbonato presentes.• Dureza temporal

Es la parte de la dureza total que puede incrustar y corresponde a la cantidad de calcio y magnesio que puede asociarse con iones bicarbonato. Su determinación analítica corresponde al contenido en bicarbonatos presentes en el agua y como máximo es igual a la dureza total del agua.• Dureza permanente

Corresponde a la cantidad de calcio y magnesio restante que se asocia con los otros iones, como cloruros, sulfatos, nitratos...etc. Es la diferencia entre la dureza total y la dureza temporal y en general en las condiciones de trabajo normales no produce incrustaciones.

La alcalinidad se define en forma operacional como la capacidad de una solución (solución / suspensión acuosa diluida de compuestos orgánicos e inorgánicos, términos usados como sinónimo de agua) para neutralizar un ácido (CNA), o la cantidad de ácido que se requiere por litro para disminuir el pH a un valor aproximado de 4.3, esta capacidad se puede atribuir a la presencia de bases como; HCO3

1-, CO32, y OH1-, lo mismo que a especies presentes en pequeñas

concentraciones de silicatos, boratos, amoniaco, fosfatos y bases orgánicas.

La acidez es una medida de la capacidad de un agua para neutralizar una base fuerte, se atribuye a la presencia de ácidos como H2CO3 y HCO3

1- y algunas veces a ácidos fuertes.Por el carácter ácido o alcalino de las aguas podemos decir que el fenómeno de neutralización es de suma importancia en los procesos de tratamiento de las aguas de uso industrial. Es esencial por ejemplo; la concentración del ion oxidrilo, el cual puede determinar la concentración de muchos iones metálicos, y comprender que algunos iones metálicos se comportan como ácidos, como es el caso del ion férrico, que tiene una fuerza ácida comparable al ácido fosfórico por lo que gran parte de su química está regida por propiedades ácidas.

El cloro se usa ampliamente en aguas y drenajes, como agente oxidante y desinfectante. Como agente oxidante se le emplea para el control de sabor y olor y para la eliminación de color en el tratamiento de aguas municipales, en el tratamiento de desechos industriales se emplea para la oxidación de cianuros, en el tratamiento de aguas industriales para torres de enfriamiento y condensadores, etc. En general la química del cloro resulta muy amplia en su uso para el tratamiento de las aguas de todo tipo.

El agua contiene suficientes substancias nutritivas para permitir el desarrollo de diferentes microorganismos. Muchas de las bacterias del agua provienen del contacto con el aire, el suelo, animales o plantas vivas o en descomposición, fuentes minerales y materia fecal.

El análisis bacteriológico del agua es vital en la prevención de epidemias como resultado de la contaminación del agua. El examen bacteriológico de abastecimientos de agua no implica la búsqueda directa de los gérmenes patógenos. El ensayo se basa en el supuesto de que todas las aguas contaminadas son potencialmente peligrosas. Por consiguiente, el control sanitario del agua se hace con métodos bacteriológicos para determinar la presencia de contaminación fecal. El examen bacteriológico del agua usualmente involucra dos ensayos: la estimación del número de bacterias de acuerdo con el conteo total en placa y la determinación, más significativa, de la presencia o ausencia de miembros del grupo coliforme.

El problema consistió en determinar experimentalmente el análisis químico y microbiológico de una muestra de agua.La hipótesis planteada fue que la norma Mexicana establece límites permisibles de características químicas para determinar la potabilidad, también llamada agua pura para consumo humano, entonces nuestra muestra de agua estará dentro de los siguientes límites:

Característica Limite Permisible (mg/L)

Cloruros 0.2 - 1.00

Dureza Total 500.00

Sulfatos 400.00

Acidez y Alcalinidad pH 6.5 – 8.

Materiales ReactivosEstufa de secado NaOH (Hidróxido de sodio)Matraz aforado 100 mL H2SO4 (ácido sulfúrico)Soporte universal KHC8H4O4 (Biftalato de potasio)Pinzas de tres dedos Na2CO3 Carbonato de sodioParrilla de agitación FenolftaleinaPiseta de 500 mL Solución amortiguadora pH4Botella de agua destilada de 500 mL Solución amortiguadora pH7Pesafiltro Solución amortiguadora pH10Pipeta de 5 mL graduada Na2S2O3 (Tiosulfato de Sodio)Probeta de 100 mL AgNO3 (Nitrato de plata)Propipeta K2CrO4 (Cromato de potasio)Espatula Eriocromo Negro TPotenciométro EDTA5 vasos de precipitados de 50 mL CaCO3 Carbonato de CalcioBureta de 50 mL Agar BiggyLentes de seguridad Agar Eosina y azul metileno2 vasos de precipitados de 10 mL Medio MioGuantes de protección Caldo verde brillanteDesecador Caldo ECPinzas de Crisol Caldo LactosadoBarra de agitación magnética Agar TCBSTermómetro de inmersión parcial de -20 °C a 150 °C

GasaCaja PetriAsa bacteriológicaTubos de cultivo DurhamAutoclaveMechero BunsenTubos de ensaye

Metodología

Determinación de Cloruros.

Se preparó una solución de cromato de potasio al 10% en una bureta de 50 ml se colocó el nitrato de plata (véase figura 1.0)

En 5 vasos precipitados se coló nuestras muestras de 20 ml de agua de la lluviaSe colocó 3 gotas de cromato de potasio y se agregó la pastilla de agitación y se colocó en la parrilla.(véase figura 2.0)

(Figura 1.0 “Nitrato de plata”)

(Figura 2.0 “Muestras preparadas”)

Se fue bajando gota a gota el nitrato de plata hasta que la alícuota se volvió de amarrillo a rojo (véase figura 3.0)

Determinación de la durezaSe preparó una solución de EDTA.1N en un matraz aforado (véase figura.4.0)

En un vaso precipitado se colocó 25 mL de la solución con agua de lluvia y CaCO3 y se le agregó una pisca de Eriocromo Negro T. se tornó la alícuota azul (véase figura 5.0)

Se fue bajando gota a gota la preparación de EDTA en nuestro vaso con una agitación constante hasta que cambio de azul a vino tinto (véase figura 6.0)

(Figura 3.0 “Finalización de cloruros”)

(Figura 4.0 “Preparación del EDTA”)

(Figura 5.0 “Preparación de la alícuota”)

(Figura 6.0 “Finalización de la dureza”)

Determinación de Sulfuros.

Se preparó la solución de HCl 1:1. En aforado de 100 mL.(véase figura 7.0)

Disolver 25g de BaCl en un matraz aforado de 250 mL. Transferir con pipeta volumétrica a un vaso de precipitado. Llevó a un pH de 4.5 - 5.0 con la solución de ácido clorhídrico 1:1 (véase figura 8.0)

Se pasó a un mechero evitando que el papel filtro se inflamara y posteriormente llevó a una mufla a 1073 K (800°C) durante una hora. Enfrió en desecador y se pesó. (véase fig.9)

Determinación de alcalinidad

(Figura 7.0 “Preparación de la solución HCL”)

( Figura 8.0 “Elevación del pH”)

Colocación de nuestra muestra en el desecador (fig.9)

Se preparó una solución .1 N de H2SO4

con .56 ml en 100 mL de agua destilada

Se hicieron 5 alícuotas de la muestra de agua que contenía una solución de CaCO3 de 25 mL

se le agregan 2 gotas de fenolftaleína(véase fig. 10)

En otro caso para los sulfatosse colocó la muestra de agua con solución amortiguadora y una cucharada de bario se llevó a la agitación y se vertió en el tubo del espectrómetro y comenzó la lectura

Determinación del análisis microbiológicoSe envolvió bien las pipetas matraces cajas preti con papel de estraza para poder esterilizarlos (véase fig.12)

Agregación de la fenolftaleína (fig.10)

Finalización (fig.11)

Envolver material (fig.12)

Se prepararon 3 diferentes tipos de caldos para la después vaciarlos en 3 diferentes tubos de ensayo (véase fig,13)

Se coloca todo el material en la autoclave (véase fig.14)

Después de una hora se sacó el material y se procedió hacer una solución de gel para ponerlo en las cajas preti y con una asa bacteriológica se le agrego agua y se dejó a un lado, con los tubos de ensayo se les agrego un ml del agua de lluvia (véase fig.15.0) y después se metió a la estufa.

Caldos vaciados en los tubos de ensayo (fig.13)

(fig.14) Autoclave

(Figura 15.0 “Caldo verde brillante”.)

Resultados

Alícuota mL de Nitrato de Plata1 1.22 1.33 1.14 .95 1.2 Promedio=5.7/5= 1.14 ml Calcularemos cloruros con la siguiente formula

CVX10X3.55 contenido de cloruros expresado en miligramos de Cl

(0.02)(10)(3.55)= 0.71Cl

Miligramos NaCl

(0.025)(10)(5.88)= 1.47 NaCl

Dureza Alícuota mL1 .72 .53 .94 1.15 .8

Promedio=4/5 = 0.8ml

Dureza en mg/L como CaC03= M+ (mg/L)x50

(12.8mg/0.008) = (.1N)(.8)(1000)/25 = 32mg/L

Alcalinidad

Muestra Mililitros gastados1 0.62 0.73 0.64 0.65 0.7

Promedio:3.2/5 = 6

Alcalinidad= (.6)(.1)(1000)(50)/5 = 600

Grafica del pH pH=2.4

Sulfuros

1 mg de BaSO4 = 0.4115 mg de SO4

0.034 x O.4115 x 1000mg de SO4 /L = -------------------------------------=139.91

Espectrofometria

0 2 4 6 8 10 12

0

2

4

6

8

10

12

concentarcionabsorbancia

Análisis de los resultados:El análisis químico y microbiológico del agua que se muestran en este informe de carácter teórico-práctico, arrojó que el agua proveniente de la lluvia que se analizó experimentalmente están muy cercas con la norma de calidad del agua, los resultados pueden variar con los establecidos en la norma porque fue utilizada una muestra de agua de la lluvia la cual varia con la potable. Aún no se determina el número de bacterias que tiene nuestra agua, es un dato que aún no está calculado se encuentra pendiente por el retraso de tiempo, al no terminar el análisis microbiológico del agua y por recuente no tener los cálculos de este análisis, con esto podemos decir que no es recomendable el agua de la lluvia para consumo

humano. Se encontró que nuestra agua está muy cerca de los límites permisibles pero no cumple con los estándares de calidad.

Conclusión: De acuerdo a los resultados experimentales se concluye que la hipótesis fue correcta, porque el valor obtenido en el análisis químico y microbiológico se encuentran muy cercas de los límites permisibles pero no cumple con los estándares de calidad, esto quiere que hay una variación mínima en los resultados que arrojó dicha experimentación, además de que se aproxima al valor teórico planteado en la hipótesis con esto se observa que hubo precisión en los resultados, pero el agua no es recomendable para consumo humano.

Bibliografía:

CALIDAD DEL AGUA POTABLE, Gray, N.F., Editorial ACRIBIA, S.A. ZARAGOZA, España, 1994.

POTABILIZACION DEL AGUA, Romero, Rojas, Julio Alberto., Editorial Alfaomega, 3a edición, Colombia, 1999.

ANALISIS DE LAS AGUAS, Rodier, J., Editorial Omega, S.A., Barcelona, España, 2da Edición

Secretaria de Salud, COMISION FEDERAL PARA LA PROTECCION CONTRA RIESGOS SANITARIOS, MÉXICO, 2010. Norma: NOM-127-SSA1-1994 “Salud Ambiental. Agua para uso y consumo humano, Límites permisibles de calidad y tratamientos a que debe someterse el agua para su potabilización”.

Universidad Nacional Autónoma de México

Facultad de Estudios Superiores Zaragoza

Ingeniería Química

Laboratorio de Ciencia Básica II

“Constante de acidez”

Edwin Hidalgo Cruz

Grupo: 4264

Efecto

Entorno Alumnos

Procedimiento Materiales

Equipo

Organización

Análisis Químico y Microbiológico del agua.

Temperatura Inadecuada.

Error de paralaje

Mala calibración

Mal procedimiento

Inexactitud en el material

Mala organización

Calendario de actividades