CONTROL DE CALIDAD DE AGUA DE ALJIBEUNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA

SEDE BOGOTÁDEPARTAMENTO DE FARMACIA

1. INFORMACIÓN DE LA MUESTRA

Fecha de recepción de la muestra: 11 Marzo de 2015.Fecha de entrega del informe: 18 Marzo de 2015.Tipo de muestra: Agua.Nombre de la muestra: Agua de aljibe.Número asignado a la muestra: 3.Descripción de la muestra: un litro de agua en envase de vidrio con tapa de goma negra. La muestra es agua turbia amarillenta con partículas amarillas suspendidas y sedimento del mismo color. Inolora.

2. ANÁLISIS SOLICITADOS Y RESULTADOS OBTENIDOS

ENSAYO NORMA ESPECIFICACIONES RESULTADO CONCEPTO

ColorRes 2115 de

2007≤5 UPC ≤5 UPC CUMPLE

TurbidezRes 2115 de

2007≤2 UNT 0.93 UNT CUMPLE

ConductividadRes 2115 de

2007≤1000uS/cm 262 µS/cm CUMPLE

pHRes 2115 de

20076.5 – 9.0 3.63

NO CUMPLE

Acidez mineral No especificado -9.6 mg/L CaCO3

-

Acidez Total No especificado -42.2 mg/L

CaCO3-

Dureza totalRes 2115 de

2007≤300mg/L CaCO3 48.5 mg/L CUMPLE

Dureza magnésica

Res 2115 de 2007

≤36mg/L Mg 40.4mg/LNO

CUMPLE

Dureza cálcicaRes 2115 de

2007≤60mg/L Ca 8.09mg/L CUMPLE

Sustancias oxidables

No especificado - 1.47 mg/L -

Residuo de evaporación

OMS: Guías para la calidad

de agua potable ≤1000mg/L 248 mg/L CUMPLE

Amonio

OMS: Guías para la calidad

de agua potable≤1.5mg/L NH4 ≤1mg/L NH4 CUMPLE

SulfatosRes 2115 de

2007≤250mg/L SO4

2-

3. DATOS Y CÁLCULOS

3.1 Análisis cualitativo de la muestra

Prueba Resultado* Prueba Resultado*

Cloruros

Positivo

Calcio

Negativo

Fosfatos

Positivo tenue

Magnesio

Positivo tenue

Ferroso

Negativo

Amonio

Positivo tenue

Férrico

Negativo

Sulfatos

Positivo ténue

*El orden de los tubos de izquierda a derecha en todos los ensayos fue: Muestra, Blanco y Patrón, respectivamente.

DESICIÓN SOBRE EL MATERIAL: RECHAZADO

3.2 Residuo de evaporación

Peso de cápsula vacía (g) 53.6078Volumen de agua (mL) 50

Peso de cápsula + residuo de evaporación (g) 53.6202Peso de residuo (g) 0.0124

Residuo de evaporación (mg/L) 248

ℜ: 0.0124 g50mL

×1000mL1L

×1000mg1g

=248mg /L

3.3 Acidez

Concentración NaOH (N) 0.0192Volumen NaOH mineral (mL) 0.25Volumen NaOH total (mL) 1.10Volumen muestra (mL) 50

Acidez mineral (mg/L de CaCO3)

Acidez Carbónica (mg/L de CaCO3)Acidez total (mg/L de CaCO3)

Acide zmineral=0.25mL×0.0192mEqNaOH

1mL×1mEqCaCO31mEqNaOH

×100mgCaCO3

1mEqCaCO3×

10.050 L

=9.6mg /LCaCO3

Acide ztotal=1.10mL×0.0192mEqNaOH

1mL×1mEqCaCO31mEqNaOH

×100mgCaCO3

1mEqCaCO3×

10.050 L

=42.2mg /LCaCO3

3.4 Dureza total

Concentración EDTA (M) 0.0101Volumen EDTA (mL) 1.2

Volumen muestra (mL) 25Dureza total (mg/L de CaCO3) 48.5

DurezaTotal=1.2mL EDTA×1 L

1000mL×0.0101mol EDTA

1 L×1molCaCO3

1mol EDTA×100 gCaCO3

1molCaCO3

×1000mgCaCO3

1gCaCO3

×1

0.025L=48.5mg /LCaCO3

3.5 Dureza cálcica

Concentración EDTA (M) 0.0101Volumen EDTA (mL) 0,5

Volumen muestra (mL) 25Dureza total (mg/L de CaCO3) 8,08mg/L

DurezaCalcica=0,5mLEDTA ×1 L

1000mL×0.0101mol EDTA

1L×

1molCa1mol EDTA

×40.08 gCa1molCa

×1000mgCa1gCa

×1

0.025L=8.09mg /LCa

3.6 Dureza magnésica

DurezaMagnesica=dureza total−durezacalcica

DurezaMagnesica=¿ 48.5mg /LCaCO3−¿ 8.09mg /LCaCO3=40.4mg /LCaCO3

3.7 Sustancias oxidables

Concentración KMnO4 (N) 0.0461Volumen KMnO4 (mL) 0.20Volumen muestra (mL) 25

Índice de Permanganato (mg/L) 1.47

SO=0.20mL×0.0461mEqO

1mL×15.99mgO1mEqO

×1

100mL×1000mL1L

=1.47mg /L

3.8 Sulfatos

Curva de calibración

3.9 Amonio

Fig. 1: Resultado de prueba límite para amonio Muestra (Izq), Patrón a 1 ppm NH4 (Der).

3.10 Turbidez

MuestraTransmitancia

(%)Absorbancia

Agua destilada 100.0 0.000Agua de aljibe 96.6 0.015Patrón ≤2 UNT 93.0 0.032

UNT=0.015× 2UNT0.032

=0.93UNT

4. DISCUSIÓN DE RESULTADOS

4.1 Análisis cualitativo de la muestra: Se realizaron pruebas de identificación de los iones presentes en la muestra en la cual se observó la presencia de los iones Cl-, PO4

3-, NO3

- y NH4+. No se logró determinar la presencia de otros iones como Ca2+ ya que, es

este caso, el reactivo para su detección no se encontraba en buenas condiciones.

Las reacciones de identificación fueron las siguientes:

Cloruros Ag+¿+Cl−¿ →AgCl↓ Blanco ¿¿

SulfatosZnUO4 (CH 3COO )2+Na

+¿→NaC2H 3O2 ∙ Zn¿¿

SO4 + BaCl BaSO4 (↓ blanco)Nitratos Agua + H2SO4+ Brucina Color RojoAmonio NH4

+ + HgI4 2- amarillo- naranja ( En medio básico) Nessler A- Nessler BFosfato PO4 + (NH4)6Mo7O24 · 4 H2O (NH4)7[P(Mo2O7)6](↓ rojo) + NH3 + 10 H2OCalcio Ca2+ + NH4C2O6 CaC2O6 ↓

MagnesioMg2+ + PO4 + NH4+ Mg2PO4NH4(Buffer NH4OH-NH4Cl)Mg2+ +NH4OH Mg(OH)2 (↓Precipitado ¿

Hierro (II) Fe2+ + K3Fe(CN)6 Azul Turbul (azul verdoso)Hierro(III) Fe3+ + K4Fe(CN)6 Azul Prusia

Sodio 3UO2(C2H3O2)2 Zn(C2H3O2)2 + Na+ → NaZn(UO2)3(C2H3O2)9 ↓Potasio Identificación en llama (color Violeta)

4.2 Residuo de evaporación

Se determina como residuo de evaporación 248 mg/L proveniente de material soluble e insoluble presente en el agua. Este material limita los usos del agua afectando de forma directa su calidad y corresponde a materia sólida en suspensión sea disuelta o no y a sales inorgánicas como las sales de calcio, sodio, potasio, cloruro, sulfatos, magnesio y bicarbonatos. En este caso la muestra cumple con la especificación de la Resolución citada.

4.3 Acidez

La determinación de la acidez es de importancia debido a las características corrosivas de las aguas acidas y al costo de la remoción de sustancias que producen remoción además de que es un factor importante para la estimación de la dosis de base a usar en el ablandamiento de las aguas duras. En las aguas naturales la acidez puede ser producida por el CO2 por la presencia de iones H+ libres, por la presencia de acidez mineral proveniente de ácidos fuertes como el sulfúrico, nítrico, clorhídrico, etc. y por la hidrolización de sales de acido fuerte y base débil; pero la causa mas común es por el CO2 ya que a partir de este se produce ácido carbónico. Para la determinación del valor de la acidez se tomaron en cuenta dos valores partiendo de que la muestra presentó un pH inicial de 3.63. Con este valor se determina que la acidez del agua tiene un componente mineral y carbónico, principalmente. El valor de la acidez al punto de viraje de la fenolftaleína (8.0- 10) incluye la acidez mineral, la causada por sales hidrolizadas de

carácter ácido y la acidez por CO2 y el valor de acidez al punto de vire del naranja de metilo (3.1- 4.4) representa únicamente la acidez mineral. Es así que se determinaron estos dos valores dando 9.6 mg/L CaCO2 y 42.2 mg/L CaCO2 de acidez mineral y total respectivamente.

4.4 Dureza total

La dureza es causada por iones metálicos divalentes que son capaces de reaccionar con el jabón para formar precipitados. Los principales cationes que pueden causar dureza en el agua son Ca2+ y Mg2+ entre otros que confieren poca dureza como el manganeso, el hierro y el aluminio. Desde el punto de vista sanitario las aguas duras son tan satisfactorias como las aguas blandas para el consumo humano, sin embargo las aguas duras requieren demasiado jabón para hacer espumas y suelen ser dañinas para los contenedores, es por ello que se evalúa. Con la muestra se obtuvo una dureza de 48.5 mg/L que se encuentra dentro de la especificación de la Resolución, a esta concentración se considera como agua blanda. La determinación se realiza por medio de la reacción (pH 10):

Ca+2+Mg+2+NET→[Ca– Mg−NET ]¿

[Ca – Mg - NET] + EDTA → [Ca – Mg - EDTA] (color azul)

A este pH se forman complejos de calcio y magnesio con negro de eritrocromo dando un color violeta. Al agregar EDTA se forman primero los complejos de calcio y luego los de magnesio por la baja estabilidad del complejo del calcio con el negro de eritrocromo. Una vez se quelas todos los iones de magnesio y se libera todo el eritrocromo ligado por estos, la solución cambia a una coloración azul.

4.5 Dureza cálcica

Para la determinación de calcio es importante realizar la precipitación del ion magnesio, puesto que este puede causar interferencias, y además para que el indicador (murexida), solo interactúe con el calcio. Para que suceda esto se adiciona NaOH 4N o una base asegurando pH 10-12, posteriormente se adiciona murexida, la cual le da la coloración rosada, que cambiara gradualmente purpura por la adición de EDTA.

La reacción que rige esta determinación es la siguiente:

Ca+2 + Mg+2 + NaOH (4N) Mg (OH)2 + Ca+2

Ca+2 + Murexida [Murexida- Ca+2] (color rosa)

[Murexida - Ca++] + EDTA [EDTA - Ca+2] + Murexida (color púrpura)

Se determinó que la dureza cálcica de la muestra 8.09 mg/L cumple con las especificaciones para el agua potable.

4.6 Dureza magnésica

La determinación de magnesio se realiza por la diferencia entre la dureza total, y la dureza cálcica, las cuales fueron determinadas anteriormente. En la experiencia se

determino que las concentraciones de magnesio en la muestra son superiores a las especificadas por la norma dando un resultado de 40.4 mg/L.

4.7 Sustancias oxidables

Las sustancias oxidables se calculan tras la determinación del índice de permanganato que indica la carga total de sustancias orgánicas e inorgánicas en el agua potable. Estas sustancias son por lo general ácidos y materias húmicas que se forman sobre todo cuando la materia orgánica muerta penetra ene l suelo y se transforma. De esta forma, se utiliza el permanganato de potasio que es un agente que permite oxidar los componentes oxidables contenidos en el agua. La titulación que se realizó fue una directa ya que no se pudo realizar por retroceso debido a la falta de tiempo durante la práctica. El resultado que se obtuvo está sujeto a duda por lo anteriormente explicado y por la pequeña cantidad de reactivo que se necesitó para que la solución se tornara morada. Aun así se determinó, dando 1.47 mg/L. Si bien es un valor alto, se considera como máximo un valor de 5 mg/L para que sea apto para el consumo humano.

4.8 Sulfatos

La determinación de sulfatos se fundamenta en la precipitación del sulfato presente con una disolución de cloruro de bario para precipitar la sal de BaSO4 en medio de ácido clorhídrico

Esta determinación es la que mayor dificultad debido a las interferencias que se pueden introducir, que corresponden a la cooprecipitación de otras especies. Entre las interferencias se pueden presentar los aniones de ácidos débiles, iones metálicos que forman sales insolubles con el sulfato, presencia de nitratos y clorato.

4.9 Amonios

La determinación de nitrógeno amoniacal se hace mediante la Nesslerización en la cual se utiliza K2HgI4 el cual es una solución alcalina fuerte de yoduro mercúrico de potasio. Este reactivo se combina con el amoniaco en solución alcalina para formar una dispersión coloidal, amarillo carmelitosa cuya intensidad de color es directamente proporcional a la cantidad de amoniaco presente originalmente. La reacción puede representarse así:

Es de importancia determinar el contenido de nitrógeno en sus diferentes formas ya que, de acuerdo con el ciclo de nitrógeno, una concentración alta de nitrógeno orgánico es característica de una polución reciente. El amoniaco es el producto inicial en la descomposición del nitrógeno orgánico. A medida que transcurre el tiempo, en condiciones aeróbicas, el nitrógeno amoniacal es oxidado en nitritos (por bacterias nitrificante) y estos en nitratos, los cuales son el producto final de la descomposición del nitrógeno orgánico. Es por ello que se considera que un agua de polución reciente y por ende, de gran peligro potencial, contiene la mayoría del nitrógeno como nitrógeno

orgánico y amoniacal. Así mismo, las aguas con alto contenido de nitratos indican que fueron contaminadas hace un largo tiempo.

5. CONCLUSIONES

De acuerdo con los resultados obtenidos, el agua de aljibe no es para para el consumo humano por lo cual debe se le debe tratar para que cumpla con las especificaciones mínimas de consumo.

6. ANALISTAS

Analista Código

7. BLIBLIOGRAFÍA

Aguas: Determinación de la materia orgánica. [En línea]: http://www.ambientum.com/enciclopedia_medioambiental/aguas/Determinacion_materia_organica.asp. Consultado el 22 de marzo de 2014.

Romero J.A. Acuiquímica. 1996. Santa fé de Bogotá. Centro Editorial, Escuela Colombiana de Ingeniería. Pp.: 61- 81.

https://books.google.com.co/books?id=E680F3D40nsC&pg=PA423&dq=fundamento+de+determinacion+de+sulfatos&hl=es&sa=X&ei=bsIQVaL7NKXIsATlkILQDw&ved=0CBoQ6AEwAA#v=onepage&q=fundamento%20de%20determinacion%20de%20sulfatos&f=false