Universidad de Antioquia

Facultad de Ingeniería

Departamento de Sanitaria y Ambiental

Laboratorio de técnicas Fisicoquímicas para Análisis de Aguas

(Aguas Claras)

“Determinación de las técnicas alternativas de análisis (Alcalinidad y Acidez)

Susana Agudelo Montoya 1017162958

Uber Camilo Agudelo Atehortua 1041229040

Andrés Felipe Arboleda Mejía 1003754120

Profesora: Diana María Montoya

Medellín

2008

DATOS TABULADOS

GRUPO MUESTRA PH INICIAL ACIDEZ Alcalinidadml

NaOHPH final

ml H2SO4

PH final

3 Agua superficial

3.19 acd 8.93alc

Total 3.5

8.26 Total 1.3

3.99

Mineral 2.4

4.3 Caustica 0.2

7.58

Agua del Grifo 6.75

Total 0.2

8.3 Total 0.7 4.22

Mineral 0

6.75 Caustica 0

6.75

5 Agua superficial

3.09 acd 8.44alc

Total 3.5

8.37 Total 0.6

4.2

Mineral 2.8

4.32 Caustica 0.2

8.02

Agua del Grifo 7.18

Total 0.2

8.4 Total 0.3 4.2

Mineral 0

7.18 Caustica 0

7.18

ALCALINIDAD

INTRODUCCION

La Alcalinidad del agua es una medida de los agregados del agua con la capacidad para que reaccione un acido fuerte a un PH determinado, ya que esto es una capacidad para neutralizar ácidos y se debe principalmente a la presencia de sales de ácidos débiles y solo se puede interpretar en términos de sustancias especificas cuando se conoce la composición química de la muestra; esta puede variar dependiendo del lugar de donde proceda el agua, encontrando desde unos mg/Lt hasta varios cientos, el valor medio puede variar dependiendo del PH usado como punto final.

OBJETIVOS

Determinar cual es la intensidad de la alcalinidad del agua

Determinar la alcalinidad del agua representada por el contenido de bicarbonatos, carbonatos e hidróxidos, utilizando un indicador para determinar su punto fina por la titulación colorimétrica.

Determinar las distintas formas de alcalinidad en agua naturales y en aguas de desechos utilizando procedimientos volumétricos

Identificar correctamente las técnicas para la medición del PH en la alcalinidad.

IMPORTANCIA SANITARIA Y AMBIENTAL

La Alcalinidad en el agua es de poca importancia sanitaria; solo aguas altamente alcalinas son rechazadas para el abastecimiento público, teniendo que someterse a algún tratamiento. Es de gran importancia en muchos usos y tratamientos de aguas naturales y desechos, sus mediciones se usan para la interpretación y control de tales procesos.También debido a su estrecha relación con el PH, aguas muy alcalinas (PH 9), afectan la ecología del cuerpo receptor; y la concentración de metales alcalinotérreos es de gran importancia en la determinación de la adaptabilidad de aguas para irrigación.

Las aguas domesticas de desecho crudas tienen una alcalinidad menor, o ligeramente mayor, que la de las agua de suministro; las alcalinidades del sobrenadante de los digestores anaeróbicos operados adecuadamente oscilan en el rango de 2000 a 4000 mg/l.

ANALISIS DE RESULTADOS

Modelo de cálculos para la alcalinidad:

Alcalinidad total ml H2SO4

alcalinidad caustica ml H2SO4

Promedio 0.95 0.2

Mg / L = (ml consumidos de H2SO4)*20.

Mg / L Alcalinidad Total = (0.95)*20 = 19 mg/L

Mg / L Alcalinidad Cáustica = 4 mg/L

Mg / L Alcalinidad Carbonatada = Alcalinidad Total – Alcalinidad Cáustica

Mg / L Alcalinidad Carbonatada = 19– 4 = 15 mg/L

Concentraciones:

Alcalinidad total en mg/L Alcalinidad mineral en mg/L

Alcalinidad carbonatada en mg/L

19 4 15

La Alcalinidad total de la muestra de agua fue de 14.5 mg/l, lo que nos dice que la alcalinidad total de la muestra esta por debajo del valor admisible según el decreto 475 de 1998 cuyo parámetro es de 100 mg/L. Lo que nos dice que esta agua es potable.

POSIBLES PROBLEMAS DE LA ALCALINIDAD

La alcalinidad produce mal sabor en el agua, es corrosivo en altas concentraciones y en piscinas o tuberías forma costras (incrustaciones) en las paredes, en la piel repercutiría con picazón en los ojos e irritación en la piel. Las incrustaciones en los circuitos de refrigeración disminuyen la eficiencia del trabajo de las torres de enfriamiento, ya que provocan aumentos en la temperatura de condensación en el circuito y a su vez tienden a aumentar la presión de condensación del turbocompresor, lo que implica que aumenta el consumo eléctrico.

POSIBLES TRATAMIENTOS

El método mas comúnmente empleado es la de alcalinización anión-cloruro, en donde el ion cloruro del Cloruro de sodio es empleado para regenerar la resina. Generalmente precedido de un suavizador de agua, este método es relativamente fácil de entender y de aplicar. Otro es empleando resina catiónica débil ácida y regenerada con ácido, generalmente llamada catiónica débil base ácido (WAC) para dealcalinización. Por acondicionadores de agua como: dealcalizadores, deionizadores, filtros de arena verde, filtros de MTM. Estos equipos nos permiten modificar las características del agua a nuestras necesidades ya que pueden eliminar la alcalinidad, retirar sales y minerales.

USOS O APROVECHAMIENTOS

Los suelos con altos contenidos de sodio se pueden rehabilitar en un plazo razonable utilizando aguas con alto contenido de sales. La condición para que este método dé resultados satisfactorios es que el agua salina utilizada como corrector contenga cantidades relativas de sodio menores que el suelo ha rehabilitar. Incluso para sobrellevar una enfermedad tan grave como el cáncer podría ser positivo el uso de agua alcalina. Por su propia naturaleza física un sistema alcalino es rico en oxígeno. Es buena para el abono de las plantas.

pH inicial: 8.93

El rango de pH para la muestra del agua estaba entre 8.93, lo que indica que la muestra se encontraba entre un valor de alcalinidad de 8.93 a 14, indicando la presencia de OH Y CO=

3 indicando alcalinidad cáustica y la no presencia de acidez.

ACIDEZ

INTRODUCCION

La acidez de un agua es una medida de su capacidad para reaccionar con una base fuerte de PH dado. El valor medido puede variar significativamente con el punto final usado en la titulación. La acidez puede ser interpretada en términos de sustancias específicas solo cuando se conoce la composición. El CO2 disuelto es el compuesto acido mas común en las aguas naturales superficiales, ya que estas lo toman de la atmosfera cuando su presión parcial en el agua es menor que la de la atmosfera.

OBJETIVOS

Determinar cual es la intensidad de la acidez del agua

Determinar las distintas formas de acidez en aguas naturales y aguas de desecho, utilizando procedimientos volumétricos.

Identificar las técnicas alternativas de análisis

Determinar la acidez total y mineral de la muestra de agua

IMPORTANCIA SANITARIA Y AMBIENTAL

La acidez del agua se debe a ácidos minerales fuertes, ácidos débiles como el carbónico y el acético y sales de ácidos fuertes y bases débiles como las sales de hierro o sulfatos de aluminio. La acidez es importante en la practica de la Ingeniería Ambiental, en tanto que las aguas acidas poseen propiedades corrosivas, por lo que atacan cualquier tipo de tubería utilizada. Además altera el PH del cuerpo del agua receptor produciendo reacciones segundarias que rompen su ciclo ecológico.Es muy importante controlar la acidez en el tratamiento del agua, básicamente en los procesos biológicos, donde se debe tener un PH de 6.0 a 9.5; la mayoría de las aguas naturales y desechos industriales se neutralizan por el sistema CO2-HCO3-.

ANALISIS DE RESULTADOS

Modelo de cálculos para la acidez:

Acidez total ml NaOH Acidez mineral ml NaOH

promedio 3.5 2.6

Mg / L = ((ml NaOH gastados)*20.

Mg / L Acidez Total= (3.5)*20 = 70 mg/L

Mg / L Acidez Mineral = (2.6)*20 = 52 mg/L

Mg /L Acidez CO2 = Acidez Total – Acidez Mineral = 70 – 52 = 18 mg/L

Concentraciones:

Acidez total mg/L Acidez mineral mg/L Acidez CO2 mg/L70 52 18

El contenido de Ácidos Totales de la muestra de agua fue de 70 mg/l, lo que muestra que el valor obtenido en la práctica se encuentra por encima del valor admisible según el decreto 475 de 1998 que es de 50 mg/l, Se confirma que no es potable, y que no es apta para el consumo humano, para el uso industrial se debe tener cuidado ya que al tener una concentración un poco alta puede tener con el tiempo efectos corrosivos en tuberías y calderas. Además de no requerir de un costoso tratamiento para la remoción y control de las sustancias que producen dicha acidez y que a su vez interfieren en los procesos de ablandamiento.

POSIBLES PROBLEMAS DE LA ACIDEZ CON CONCENTRACIONES MAYORES A 50 mg/l

El principal problema generado por la acidez es la corrosión, característica que

imparte la concentración de CO2 presente en el agua. En las aguas de abastecimiento industrial perjudica a las tuberías, calderas, radiadores de enfriamiento, además de los costos generados por el tipo de tratamiento que se deba realizar.

USOS O APROVECHAMIENTOS

Produce en el agua un efecto tampón ya que absorben protones manteniendo el pH en un valor muy estable. Esta propiedad es muy importante para los seres vivos en determinados medios como el flujo sanguíneo ya que mantienen el valor de pH a un valor muy constante y estable frente a posibles variaciones en el medio.

pH inicial: 3.19

Su pH inicial se encontraba en un rango 3.8 lo que indica que tiene un alto grado de acidez, por lo que dentro de la escala de medición de la acidez y la alcalinidad el valor del pH estaría por debajo de 4.3 indicando una acidez mineral, y la inexistencia de alcalinidad total y cáustica, además al agregarle el indicador naranja de metilo el cambio de color fue evidente (color naranja).

CAUSAS DE ERROR

Un error en la medida del volumen de la muestra.

Un exceso en el indicador, aunque este no altere la reacción nos puede

impedir ver el punto final exacto de la titulación.

Un error al titular ya que posiblemente adicionamos mas reactivo que no

era necesario, pero es por falta de practica con la bureta.

Al tomar la medida de los mililitros gastados nuestros ojos nos pueden

fallar, indicándonos una medida que no es la que corresponde al

volumen titulado.

CONCLUSIONES

La variación del pH es especialmente importante en muestras de agua subterránea o en muestras provenientes de aguas profundas debido a que los equilibrios de disolución de los gases contenidos están determinados por las presiones imperantes a dichas profundidades. la acidez en el agua preparada puede ser causada por ácidos como el H2SO4, HCL y el H3O+, puesto que presenta acidez mineral y total, también se debe a la presencia de CO2 que se encuentra normalmente en aguas naturales.

las variaciones del pH en una misma muestra difieren significativamente debido a que la muestra puede absorber o desprender CO2, antes de la medición en el laboratorio, o tal vez al ser transportada para su respectivo análisis, el recipiente no estaba completamente lleno dando

espacio así espacio para el contacto con el aire. La temperatura también influye en las variaciones de pH.

En la curva de titulación del ácido carbónico, la neutralización o punto final estequiométrico sólo se obtiene cuando el pH = 8.5 por lo tanto todas las aguas con pH por debajo de 8.5 presentan acidez.

El CO2 es el principal causante de la acidez en aguas naturales, se introduce de la atmósfera cuando la presión parcial del CO2 en el aire es mayor que la presión parcial del CO2 en el agua.

El proceso de titulación es importantísimo para el avance de la ciencia, ya que mediante esto se puede conocer y calcular la concentración exacta de un segundo reactivo, en una reacción, esta técnica requiere de mucha precisión debido a que una sola gota es necesaria para una variación de pH.

Podemos observar por la muestra de agua que cuando la alcalinidad es alta en el agua la acidez disminuye, puede causar condiciones dañinas para la vida acuática.

BIBLIOGRAFIA

SAWYER, Clair N., McCARTY, Perry L. Química Para Ingeniería Ambiental. 4ta ed. Bogotá: McGraw Hill, 2001. p 426, 439, 625-629.

Decreto 475 de 1998. Capitulo III: Normas organolépticas, físicas, químicas y microbiológicas de la calidad del agua potable, Articulo 8º: Criterios químicos de la calidad del agua potable. Capitulo IV, Artículo 37º: Criterios químicos del agua segura.

Vásquez, Esmeralda y Marlene Chaverra. Técnicas fisicoquímicas para análisis de aguas. Universidad de Antioquia. Medellín 2006.

QUIMICA PARA INGENIERIA AMBIENTAL. SAWYER, Clair N. Cuarta edición, McGraw-Hill 2001 Colombia.