Caractersticas fsicas del agua

ContenidoIntroduccin2Objetivos2Objetivo General2Objetivos Especficos2Marco Terico3Turbidez3Color3Temperatura.4Conductividad4pH4Solidos disueltos4Slidos en suspensin5Solidos totales5Procedimiento51.Solidos totales suspendidos.52.Solidos totales.53.Conductividad, pH y Temperatura54.Color65.Turbiedad6Clculos6Solidos suspendidos totales (sst)6Solidos totales (st)7Conductividad7Turbiedad8Color (espectrofotmetro)8Solucin buferada9Anlisis de resultados9Bibliografa y Referencias10

IntroduccinEl agua al igual que todos los compuestos del universo, en su forma tangible presenta caractersticas fsicas y qumicas, las cuales definen sus parmetros de calidad y permiten clasificarla en consumible y no consumible. Dichos parmetros de calidad a su vez estn relacionados, dado a que caracterizan el agua a nivel cualitativo y a nivel cuantitativo. Esto es de vital importancia conocerlo, debido a la incidencia que tiene esta sustancia en ciertas propiedades biolgicas del medio natural. Determinando los parmetros fsicos y qumicos de la muestra de agua se puede identificar el tipo de tratamiento o el procedimiento que se tendra que desarrollar para que fuera apta para el consumo humano o para conocer su disposicin final. Las propiedades fsicas y qumicas son intrnsecas, es decir, no dependen de la cantidad de agua que se est analizando. Estas a su vez indicen en los parmetros fsicos y qumicos. En si estos constituyen las caractersticas especiales de la muestra que se est analizando. Entre las principales tenemos: la turbiedad, temperatura, conductividad, cantidad de slidos en su contenido, pH, etc. En la prctica del laboratorio en la que se trabaj se intent determinar cada una de estas caractersticas, para una muestra de agua cruda, de una laguna ubicada en el corregimiento de Campeche en el Atlntico. A continuacin se detallarn cada uno de los procedimientos usados, los resultados obtenidos y un anlisis de estos, para as conocer a fondo las caractersticas fsicas de la muestra tomada. ObjetivosObjetivo GeneralDeterminar las caractersticas fsicas de una muestra de agua. Objetivos EspecficosDeterminacin de TemperaturaDeterminacin de TurbiedadDeterminacin de ColorDeterminacin de ConductividadDeterminacin de Slidos totalesDeterminacin de Slidos suspendidos totalesDeterminacin de Slidos disueltos totalesRelacin entre las diferentes caractersticas fsicasComparar los resultados con las normas aceptables vigentesAplicar los conocimientos a la Ingeniera Ambiental

Marco Terico Antes de proceder a una descripcin de los procesos disponibles para mejorar la calidad de las aguas, es conveniente revisar los parmetros utilizados para definir su calidad. Algunos de estos parmetros se utilizan en el control de los procesos de tratamiento realizando mediciones de forma continua o discreta, como son:TurbidezLa turbidez es la dificultad del agua para transmitir la luz debido a materiales insolubles en suspensin, coloidales o muy finos, que se presentan principalmente en aguas superficiales. Son difciles de decantar y filtrar, y pueden dar lugar a la formacin de depsitos en las conducciones de agua, equipos de proceso, etc. Adems interfiere con la mayora de los procesos a que se pueda destinar el agua.La medicin se hace por comparacin con la turbidez inducida por diversas sustancias. La medicin en ppm de SiO2 fue la ms utilizada, pero existen diferencias en los valores obtenidos segn la slice y la tcnica empleada por un laboratorio u otro. Existen diversos tipos de turbidmetros modernos dando valores numricos prcticamente idnticos. El fundamento del turbidmetro de Jackson es la observacin de una buja a travs de una columna del agua ensayada, cuya longitud se aumenta hasta que la llama desaparece. Con una clula fotoelctrica se mejora la medida. El aparato se puede calibrar mediante suspensiones de polmero de formacina, con lo cual se deriva a una escala en unidades de formacina. En el nefelmetro se mide la intensidad de luz difractada al incidir un rayo luminoso sobre las partculas en suspensin y recogida sobre una clula fotoelctrica.La unidad nefelomtrica (NTU o UNF), la unidad Jackson (JTU), y la unidad de formacina (FTU) se pueden intercambiar a efectos prcticos.Color El color es la capacidad de absorber ciertas radiaciones del espectro visible. Existen muchas causas y por ello no podemos atribuirlo a un constituyente en exclusiva, aunque algunos colores especficos dan una idea de la causa que los provoca, sobre todo en las aguas naturales. El agua pura es bastante incolora slo aparece como azulada en grandes espesores. En general presenta colores inducidos por materiales orgnicos de los suelos vegetales:Color amarillento debido a los cidos hmicos.Color rojizo, suele significar la presencia de hierro.Color negro indica la presencia de manganeso.El color, por s mismo, no descalifica a un agua como potable pero la puede hacer rechazable por esttica, en aguas de proceso puede colorear el producto y en circuito cerrado algunas de las sustancias colorantes hacen que se produzcan espumas. Las medidas de color se hacen en laboratorio por comparacin, y se suelen medir en ppm de Pt, las aguas subterrneas no suelen sobrepasar las 5 ppm de Pt pero las superficiales pueden alcanzar varios cientos de ppm de Pt. La eliminacin suele hacerse por coagulacin-floculacin con posterior filtracin o la absorcin en carbn activoTemperatura.La temperatura es una variable fsica que influye notablemente en la calidad de un agua. Afecta a parmetros o caractersticas tales como la solubilidad de gases y sales, la cintica de las reacciones qumicas y bioqumicas, desplazamientos de los equilibrios qumicos, tensin superficial, desarrollo de organismos presentes en el agua, La influencia ms interesante va a ser la disminucin de la solubilidad del oxgeno al aumentar la temperatura y la aceleracin de los procesos de putrefaccin.ConductividadLa conductividad elctrica es la medida de la capacidad del agua para conducir la electricidad. Es indicativa de la materia ionizable total presente en el agua. El agua pura contribuye mnimamente a la conductividad, y en su casi totalidad es el resultado del movimiento de los iones de las impurezas presentes. La resistividad es la medida recproca de la conductividad. El aparato utilizado es el conductivmetro cuyo fundamento es la medida elctrica de la resistencia de paso de la electricidad entre las dos caras opuestas de una prima rectangular comparada con la de una solucin de CIK a la misma temperatura y referida a 20 grados centgrados. La medida de la conductividad es una buena forma de control de calidad de un agua, siempre que:No se trate de contaminacin orgnica por sustancias no ionizables. Las mediciones se realizan a la misma temperatura. La composicin del agua se mantenga relativamente constante.La unidad estndar de resistencia elctrica es el ohm y la resistividad de las aguas se expresa convenientemente en megaohm-centmetro. La conductividad se expresa en el valor recproco, normalmente como microsiemens por centmetropHEl pH es una medida de la concentracin de iones hidrgeno, y se define como pH=log (1/ [H+]). Es una medida de la naturaleza cida o alcalina de la solucin acuosa que puede afectar a los usos especficos del agua. La mayora de aguas naturales tienen un pH entre 6 y 8. Su medicin se realiza fcilmente con un pHmetro bien calibrado, aunque tambin se puede disponer de papeles especiales que, por coloracin, indican el pH. Los valores del pH han de ser referidos a la temperatura de medicin, pues varan con ella. El pH se corrige por neutralizacin. Solidos disueltosLos slidos disueltos o salinidad total, es una medida de la cantidad de materia disuelta en el agua, determinada por evaporacin de un volumen de agua previamente filtrada. Corresponde al residuo seco con filtracin previa. El origen de los slidos disueltos puede ser mltiple, orgnico o inorgnico, tanto en aguas subterrneas como superficiales.Aunque para las aguas potables se indica un valor mximo deseable de 500 ppm, el valor de los slidos disueltos no es por si solo suficiente para determinar la bondad del agua. En los usos industriales la concentracin elevada de slidos disueltos puede ser objetable por la posible interferencia en procesos de fabricacin, o como causa de espuma en calderas.Los procesos de tratamiento son mltiples en funcin de la composicin, incluyendo la precipitacin, intercambio inico, destilacin, electrodilisis y smosis inversa. Slidos en suspensinLos slidos en suspensin (SS), son una medida de los slidos sedimentables (no disueltos) que pueden ser retenidos en un filtro. Se pueden determinar pesando el residuo que queda en el filtro, despus de secado. Son indeseables en las aguas de proceso porque pueden causar depsitos en las conducciones, calderas, equipos, etc. Las aguas subterrneas suelen tener menos de 1 ppm, pero en las superficiales vara mucho en funcin del origen y las circunstancias de la captacin. Se separan por filtracin y decantacin.Solidos totalesLos slidos totales son la suma de los slidos disueltos y de los slidos en suspensin.ProcedimientoLa elaboracin del siguiente laboratorio consisti en una serie de ensayos que permiten medir caractersticas del agua especficas: temperatura, turbiedad, color, conductividad, solidos totales y solidos suspendidos totales. A continuacin se describe el procedimiento utilizado para cada uno de los procesos mencionados anteriormente.1. Solidos totales suspendidos.En primer lugar se midieron los recipientes en los cuales se van a depositar el agua para las respectivas prcticas, el que se utilizara para el ensayo de solidos totales primero; una vez pesados se pas a medir 100 ml de la muestra, se etiquet y se meti en el horno. Al da siguiente se procedi a tomar el peso del recipiente una vez evaporado el agua.2. Solidos totales.Para la prctica de solidos totales suspendidos se procedi a medir el recipiente con filtro y los 100 ml correspondientes. Luego, se instal la bomba al vaco se ubic el crisol y se comenz a echar lo que estaba en la probeta de poco en poco pues se puede tapar el filtro. En este caso, toda el agua que haba en la probeta paso a raves del filtro, as que el recipiente se llev al horno de inmediato.3. Conductividad, pH y TemperaturaPara las mediciones del pH, la conductividad y la temperatura se utiliz un multiparmetro, en este caso tomamos parte de la muestra que estaba en el recipiente de gran tamao y lo depositamos en uno ms pequeo, la cantidad de agua utilizada para este ensayo es irrelevante as que se deposit sin cuidado de la cantidad final. Una vez encendido el multiparmetro se toma el tubo azul y se lava con agua destilada ya que la tapa del dispositivo posee una solucin y no se quiere que residuos de esta alteren el resultado. Una vez sumergido se sostiene en un punto medio, es decir que no est cerca de las paredes del recipiente desde cualquier ngulo. La medicin de pH a diferencia de las otras tarda entre tres y dos minutos para que la medicin se estabilice y se considere como una medida final. De igual manera se procede a medir la conductividad y la temperatura.4. Color Para la medicin del color se utiliz un Espectrofotmetro y se diluyo la muestra debido al rango de medicin del equipo. Para la administracin de las medidas se utilizaron dos probetas, agua destilada y dos bikers o vasos de precipitado. Antes de comenzar las mediciones hay que establecer un punto cero de partida o como es comnmente conocido tarar el equipo, para esto se tom parte del agua destilada y se deposit en la celda y se asegur en el espectrofotmetro. Una vez se asegura la muestra dentro del equipo se activa la opcin Cero y la maquina toma esa medicin como su valor de referencia para este laboratorio. A raz de que nuestra muestra proviene de una fuente natural sin ningn proceso hicimos como ejemplo poner la prueba en su estado original para as tener idea de cules deberan ser las proporciones entre la muestra y el agua destilada, al hacer esto la maquina arrojo un error indicando que la absorbancia era mayor a 3.5.5. TurbiedadPara medir el parmetro de turbiedad se necesit un Turbidmetro. sta prueba fue quizs una de las ms sencillas, solo se tom el recipiente de vidrio que contiene la mquina, se limpi en caso de que quedara algn residuo de laboratorios anteriores y se llen hasta una altura pertinente. Se coloc luego el recipiente en su lugar, se cerr la mquina y se tom el dato.ClculosSolidos suspendidos totales (sst)A = Peso del crisol (recipiente) ms el filtro de fibra de vidrio. B = Peso del crisol (recipiente) ms el filtro de fibra de vidrio ms los slidos suspendidos totales de la muestra. Vol = Volumen de agua para este anlisis. A = 39,3062 grB = 39,3082 grVol = 39 mlSolidos Suspendidos Totales (SST) = B A = (39,3082 39,3062) gr = 0.002 gr

Solidos totales (st)A = Peso del crisol (recipiente).B = Peso del crisol (recipiente) despus de ser sacado del horno (24 horas).Vol = Volumen de agua para este anlisis. A = 39,2090 grB = 39,2411 grVol = 41 mlSolidos Totales (ST) = B A = (39,2411 39,2090) gr = 0.0321 gr

ConductividadLectura = 486 TurbiedadVolumen total de la muestra (agua residual ms agua destilada) = 100 mlVolumen de agua cruda = 10 mlVolumen de agua destilada = 90 mlLectura = 8,26 NTUSolo el 10% de agua residual registra una lectura de 8,26 NTU, ahora se halla lo que registra el 100% de dicha agua mediante una regla de tres. 10% 8,26 NTU 100% Lectura 100%?

NTU: Unidades Nefelometricas de TurbiedadColor (espectrofotmetro)Valor cero: Agua destiladaCalibracin del espectrmetro: 5 25 UPCVolumen total de la muestra (agua residual ms agua destilada) = 100 mlVolumen de agua cruda = 10 mlVolumen de agua destilada = 90 mlLectura = 17,85 UnidadesLa lectura registra un valor aceptable.Solo el 10% de agua residual registra una lectura de 17,85 Unidades, ahora se halla lo que registra el 100% de dicha agua mediante una regla de tres. 10% 17,85 Unidades 100% Lectura 100%?

Solucin buferadaLas soluciones Buffer son aquellas que se caracterizan por tener efectos en la concentracin de hidrgenos en el agua. Es por esto que se hace referencia a una influencia en el pH de dicha sustancia, regulndola. Esta disolucin normalmente puede ser de un cido dbil o una base dbil y su sal. Por la variabilidad que puede tener el pH en las distintas sustancias, las soluciones Buffer entregan herramientas importantes para estabilizar los entornos y facilitar los posibles anlisis e interpretacin de muestras. As mismo, tiene efectos en sustancias que reciben pequeas cantidades adicionales de cidos o bases, en donde las soluciones Buffer eviten que se altere el pH existente antes de la llegada del material invasor.

Anlisis de resultados

parmetrounidadvalor de referenciaresultado aguas residual

temperaturaC-22.7

turbiedadNTU282.6

colorUPC15178.5

conductividadS/cm1000486

STmg/l500782

SSTmg/l-51.28

SDTmg/l730.72

pH6.5 - 9.08.299

La muestra de agua residual utilizada en este laboratorio, arroj ciertas magnitudes en sus parmetros fsicos propios de este tipo de agua, la cual se caracteriza por no haber pasado por ningn tipo de tratamiento ni haber sido manipulada de manera antrpica. Los clculos de SST de la muestra arrojaron un resultado de 0.05128 gr SST/Litro, lo cual significa que por cada litro de agua residual existen aproximadamente 0.05128 gramos de solidos suspendidos totales. Mientras que por el contrario, los clculos de ST se observ el valor de 0.782 gr ST/litro, que al igual que en el parmetro de SST, significa que por cada litro de agua residual se hallan aproximadamente 0.985 gramos de solidos totales. El parmetro de conductividad arrojado por lecturas es de 486 /cm.Para determinar el color y la turbiedad que posea la muestra de agua residual, fue necesaria la utilizacin de un espectrofotmetro el cual partiendo de una calibracin de valor cero con agua destilada; se procedi a realizar una combinacin de agua destilada con agua residual para as establecer un valor adecuado para este parmetro. Fueron necesarias realizar una muestra variando los volmenes de agua de cada tipo de agua, para este caso se utiliz una solucin de 10ml de agua residual y 90ml de agua destilada, se registr el valor de 17.85 Unidades. Luego con una sencilla regla de tres, se determin cual sera el valor si la muestra fuese 100% agua cruda, el cual fue de 178.5 Unidades, magnitud bastante bizarra pero propias de este tipo de muestras. De igual forma con la misma cantidad de agua destilada y agua residual se obtuvo el valor de la turbidez arrojado por el equipo que fue de 82.6 NTU

Bibliografa y Referencias AMERICAN CHEMICAL SOCIETY (2006). Chemistry in the community. Nueva York: W.H. Freeman. ISBN 9780716789192. CORTS, Julio (1986). El Corn. Perseus Distribution. ISBN 0940368714. DAVIE, TIM (2003). I- Hidrology as a Science. Fundamentals of Hydrology. Londres: Routledge. ISBN 0415220289. http://www.agua.org.mx/index.php/el-agua/que-es/propiedadefisicas http://www.unitek.com.ar/productos-lecho-mixto.php?id_lib_tecnica=6 http://filtrosyequipos.com/GUEST/sanitaria/parametros1.pdf10