laboratorio n 4.docx

ANALISIS DE AGUAS Y AGUAS RESIDUALES

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UNIVERSIDAD NACIONAL

“SANTIAGO ANTÚNEZ DE MAYOLO”

FACULTAD DE CIENCIAS DEL AMBIENTE

ESCUELA DE INGENIERÍA SANITARIA

CURSO : ANALISIS DE AGUA Y AGUAS RESIDUALES.

TEMA : DETERMINACION DE ALCALINIDAD, HIERRO Y SULFATOS

DOCENTE : Ing. CARLOS B. POMA VILLAFUERTE

ALUMNOS :

MAURICIO Oriol PECHE VILLAFANE Yovana Guadalupe

HUARAZ – ANCASH - PERÚ

2014

Página 1


ÍNDICE

PAGINAS

INTRODUCCIÓN . . . . . . . . . . .. . . . . . . .3

OBJETIVOS . . . . . . . . . . . . . . . . . .4

FUNDAMENTO TEÓRICO . . . . . . . . . .. . . . . . . . .4

MATERIALES Y REACTIVOS . . . . . . . . . . . . . . . . . .7

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL . . . . . . . . .. . . . . . . . . 8

RESULTADOS . . . . . . . ... . . . . . . . ..8

CONCLUSIONES . . . . . . . . . .. . . . . . . .9

BIBLIOGRAFIA . . . . . . . . . . . . . . . . ..9

ANEXOS . . . . . . . . . . . . . . . . .10

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I. INTRODUCCIÓN

El presente informe de laboratorio de trata sobre cómo determinar la alcalinidad, el

Hierro y Sulfatos de la muestra de rio y de agua de consumo humano, el mismo que debe tener

todos los contenidos del problema en conjunto.

La alcalinidad es una medida de la capacidad que tiene el agua para absorber iones

hidrógeno sin tener un cambio significativo en su pH. Las sustancias que imparten alcalinidad al

agua son fundamentalmente, los iones carbonato, bicarbonato e hidróxido. Algunos otros

materiales como son los silicatos, boratos y fosfatos, pero su contenido en las aguas es

generalmente insignificante y su efecto puede ignorarse.

EL Hierro es una sustancia esencial para la vida. Sólo existe en el organismo en pequeñas

cantidades (trazas) pero su deficiencia se nota por participar en procesos vitales, mediante los

cuales las células producen energía.

El sulfato (SO4) se encuentra en casi todas las aguas naturales. La mayor parte de los

compuestos sulfatados se originan a partir de la oxidación de las menas de sulfato, la presencia

de esquistos, y la existencia de residuos industriales. El sulfato es uno de los principales

constituyentes disueltos de la lluvia.

Los Alumnos.

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II. OBJETIVOS

II.1. OBJETIVO GENERAL

Determinar los parámetros fisicoquímicos del agua del Rio Santa y de agua Potable.

II.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Determinar la alcalinidad de las muestras.

Determinar el Hierro de las muestras.

Determinar el sulfato en las muestras.

III. MARCO TEÓRICO

ALCALINIDAD

Inicialmente conviene explicar lo que significa acidez y alcalinidad. Estos dos términos

responden a la forma de clasificar la reacción de cualquier elemento. El grado de acidez

o alcalinidad se mide a través de una escala llamada de pH (potencial de hidrógeno) que

va de O (extremo ácido) a 14 (extremo alcalino), ubicándose en el centro (7) el valor

neutro. Es decir que entre O y 7 tenemos los valores de acidez y de 7 a 14 los de

alcalinidad.

1. La capacidad ácido neutralizante de una solución. La alcalinidad indica la cantidad

de cambio que ocurrirá en el pH con la adición de cantidades moderadas de ácido.

Debido a que la alcalinidad de la mayoría de las aguas naturales está compuesta casi

íntegramente de iones de bicarbonato y de carbonato, las determinaciones de

alcalinidad pueden dar estimaciones exactas de las concentraciones de estos iones.

Los iones de bicarbonato y de carbonato son algunos de los iones dominantes

presentes en las aguas naturales; por lo tanto, las mediciones de alcalinidad

proporcionan información sobre las relaciones de los iones principales y la

evolución de la química del agua.

2. Capacidad del agua para neutralizar ácidos; propiedad impartida por carbonatos,

bicarbonatos, hidróxidos y, ocasionalmente, boratos, silicatos y fosfatos. Se expresa

en miligramos de carbonato cálcico equivalente por litro (mg CaCO3/l).

3. Capacidad del agua para aceptar protones ( H+), por lo tanto la capacidad de

neutralizar los ácidos; se caracteriza por la presencia natural de iones carbonatos

( CO3= ), bicarbonatos ( HCO3- ) e hidróxidos ( OH- ).

Los hidróxidos pueden estar presentes en aguas que han sido ablandadas por el

proceso cal-carbonato o que han estado en contacto con concreto fresco.

La alcalinidad da una guía para escoger el tratamiento adecuado para un agua cruda

o un efluente.

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La alcalinidad en el agua potable rara vez excede los 300 mg/l. El control de la

alcalinidad es importante en muchas aplicaciones industriales debido a su

importancia en el índice de estabilidad del carbonato de calcio.

El control de la alcalinidad es importante tanto en el agua concentrada de las

calderas y en el agua de enfriamiento en los sistemas de enfriamiento por

evaporación.

Las cantidades de agua agregadas a estos sistemas deben con frecuencia tratarse

para reducir la alcalinidad, ya sea mediante el ablandamiento con cal o mediante la

adición directa de ácido.

La alcalinidad es objetable en otras industrias, como en la industria de las bebidas,

en donde neutraliza la acidez de los sabores de frutas, y en las operaciones textiles,

en donde interfiere con los colorantes ácidos.

4. Capacidad de las aguas de neutralizar compuestos de carácter ácido, derivada del

contenido de carbonatos, bicarbonatos, hidróxidos, y ocasionalmente de boratos,

silicatos y fosfatos. Se expresa en miligramos por litro o equivalentes de carbonato

de calcio.

5. En el agua es la capacidad de ésta para neutralizar ácidos. La alcalinidad de las

aguas naturales es debida primariamente a las sales de ácidos débiles y a la

presencia de bases; el bicarbonato representa la mayor forma de alcalinidad. En

ciertas condiciones las aguas naturales pueden contener cantidades significativas de

alcalinidad debida al carbonato y al hidróxido, particularmente en aguas

superficiales en las que abundan las algas y donde se puede alcanzar un pH entre 9

y 10.

6. Indicación de los compuestos alcalinos o "básicos" que están presentes en el agua.

Regularmente se presentan en forma de hidróxidos, carbonatos y bicarbonatos: de

calcio, potasio, sodio y magnesio. Los límites razonables de la alcalinidad están

entre 30 mg/L y 250 mg/L . Cada compuesto produce su alcalinidad específica, pero

para los fines de calidad y/o tratamiento del agua se considera la suma de todas ellas

(Alcalinidad Total), de cuyo procedimiento de análisis hablaremos más adelante. Si

todas las sustancias básicas que constituyen la alcalinidad son sales de calcio y

magnesio, entonces la alcalinidad será igual a la dureza del agua. Una alcalinidad

inferior a 10 mg/L no es deseable porque convierte el agua en muy corrosiva.

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HIERRO

El hierro es un elemento químico de número atómico 26 situado en el grupo 8, periodo

4 de la tabla periódica de los elementos. Su símbolo es Fe (del latín ferrum) y tiene una

masa atómica de 55,6 u.

Este metal de transición es el cuarto elemento más abundante en la corteza terrestre,

representando un 5% y, entre los metales, sólo el aluminio es más abundante.

Igualmente es uno de los elementos más importantes del universo, y el núcleo de la

tierra está formado principalmente por hierro y níquel, generando al moverse un campo

magnético. Ha sido históricamente muy importante, y un período de la historia recibe el

nombre de edad de hierro.

METABOLISMO DEL HIERRO

Nuestro organismo trata de conservar el Hierro que contiene, y lo recicla para usarlo

nuevamente, pero siempre una cantidad se pierde en el sudor, en las heces, en la

orina o si sangramos. Como la mayor cantidad de Hierro se encuentra en la sangre,

es por éste medio que una persona puede perder mayor cantidad de Hierro.

Una deficiencia de Hierro causa anemia, fatiga, cansancio, reducida resistencia a

infecciones, reducida capacidad de aprendizaje, inhabilidad para prestar atención,

reducida capacidad para reaccionar, reducida coordinación de movimientos,

aumento en el tiempo de sanar heridas.

Poco Hierro es malo, pero un exceso de Hierro tampoco es bueno. El exceso de

Hierro en el organismo, llamado HEMOCHROMATOSIS, es causado por un

defecto en un gen, que aumenta la absorción de Hierro de los alimentos.

Una sobrecarga de Hierro también se produce por repetidas transfusiones de sangre,

o por tomar mucho Hierro en la forma de suplementos dietarios.

A éste exceso de Hierro se le asocian enfermedades bacteriales comunes, como así

también letárgica, pigmentación de la piel, el hígado se agranda, enfermedades en

las coyunturas, pérdida de pelos en el cuerpo, amenorrea, e impotencia en los

hombres. En los niños puede causar la muerte por envenenamiento

Para la determinación de Hierro en el siguiente trabajo utilizamos una técnica

espectrofotométrica, en la cual la ortofenantrolina reacciona con el Fe+2 ,

originando un complejo de color rojo característico que absorbe notablemente en las

regiones del espectro visible de alrededor de 505 nm.

Como el Fe+3 no presenta absorción a esa longitud de onda, éste debe ser reducido

a Fe+2 mediante un agente reductor apropiado, como el clorhidrato de

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hidroxilamina. La reacción es cuantitativa y reproducible en un amplio intervalo de

pH, siendo el óptimo entre 6 y 9.

SULFATOS

Los sulfatos se encuentran en las aguas naturales en un amplio intervalo de

concentraciones.

Las aguas de minas y los efluentes industriales contienen grandes cantidades de

sulfatos provenientes de la oxidación de la pirita y del uso del ácido sulfúrico.

Los estándares para agua potable del servicio de salud pública tienen un límite máximo

de 250 ppm de sulfatos, ya que a valores superiores tiene una acción "purgante”.

Los límites de concentración, arriba de los cuales se precibe un sabor amargo en el

agua son:

Para el sulfato de magnesio 400 a 600 ppm y para el sulfato de calcio son de

250 a 400 ppm.

La presencia de sulfatos es ventajosa en la industria cervecera, ya que le

confiere un sabor deseable al producto.

En los sistemas de agua para uso doméstico, los sulfatos no producen un

incremento en la corrosión de los accesorios metálicos, pero cuando las

concentraciones son superiores a 200 ppm, se incrementa la cantidad de plomo

disuelto proveniente de las tuberías de plomo.

¿Existen riesgos para la salud de los humanos que beben agua que contiene

sulfatos?

Las personas que no están acostumbradas a beber agua con niveles elevados

de sulfato pueden experimentar diarrea y deshidratación. Los niños son a

menudo más sensibles al sulfato que los adultos. Como precaución, aguas con

un nivel de sulfatos superior a 400 mg/l no deben ser usadas en la preparación

de alimentos para niños. Niños mayores y adultos se acostumbran a los niveles

altos de sulfato después de unos días.

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¿Puede el sulfato perjudicar a los animales?

Los animales también son sensibles a altos niveles de sulfato. En animales

jóvenes, altos niveles pueden estar asociados con diarrea crónica y grave, y en

algunos casos, la muerte. Como ocurre en los humanos, los animales tienden a

acostumbrarse al sulfato con el tiempo. Diluir agua de alta concentración de

sulfatos con agua de baja concentración de sulfatos puede ayudar a evitar

problemas de diarrea y deshidratación en animales jóvenes y animales no

acostumbrados a beber agua con muchos sulfatos. La proporción de agua de

elevada concentración de sulfatos/agua de baja concentración de sulfatos

puede incrementarse gradualmente hasta que los animales puedan tolerar el

agua de elevada concentración de sulfato. Póngase en contacto con un

veterinario para más información.

¿Puede el sulfato causar otros problemas?

Si el sulfato en el agua supera los 250 mg/l, un sabor amargo o medicinal

puede hacer que sea desagradable beber esa agua.

Los altos niveles de sulfato pueden también corroer tuberías, particularmente

las de cobre. En áreas con altos niveles de sulfato, normalmente se utilizan

materiales más resistentes a la corrosión para las tuberías, tales como tubos de

plástico

IV. MATERIALES Y REACTIVOS4.1. MATERIALES

- 2 matraces de 125 o 250 ml

- una pipeta volumétrica de 5 ml

- Una bureta de 25 o 50 ml

- Un vaso de precipitado

- Una probeta de 100 ml

4.2. REACTIVOS

- Ácido sulfúrico 0.015 N

- Indicador Fenoftaleina

- Indicador de anaranjado de metilo

V. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTALV.1. Alcalinidad - Tomar 100 ml o 50 ml. De muestra de agua de rio y de agua de caño en un matraz

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- Agregar 2-3 gotas del indicador de Fenolftaleína. Si da una coloración rosa violeta

existe alcalinidad a la Fenolftaleína pero si no cambia de color

V.2. alcalinidad total- Entonces agregamos 2 gotas de anaranjado de metilo. Si da una coloración da un vire

color naranja que corresponde a un PH=4.5 existe alcalinidad al anaranjado de metilo

- Titular con ácido sulfúrico hasta su decoloración

- Tome la lectura de ml de ácidos consumido o Gasto

- Calcule la alcalinidad del anaranjado de metilo por medio de la siguiente formula:

Alcalinidad enmgl

CaCO3=A × N ×50000ml demuestra

Dónde: A = ml de ácido estándar consumido

N = Normalidad del ácido estándar

V.3. Hierro Tomar 5 ml de muestra

Tomar 5 ml de agua destilada ( el cual servirá como blanco)

Agregar 5 gotas de Fe – AN a cada frasco

Dejar reaccionar 5 minutos

Para realizar la lectura de la concentración de hierro usaremos el método 32 y con

el método 33.

Llevar al espectrofotómetro el blanco y colocar para que lo lea ( la lectura debe de

ser 0 mg/L)

Luego de haber calibrado con el blanco colocar la muestra para que realice la

lectura correspondiente.

V.4. Sulfatos Tomar 5 ml de muestra

Tomar 5 ml de agua destilada ( el cual servirá como blanco)

Agregar 5 gotas de SO4-1 a cada frasco

Homogenizar y dejar reaccionar 5 minutos

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Para realizar la lectura de la concentración de hierro usaremos el método 133 y con

el método 97

Llevar al espectrofotómetro el blanco y colocar para que lo lea ( la lectura debe de

ser 0 mg/L)

Luego de haber calibrado con el blanco colocar la muestra para que realice la

lectura correspondiente.

VI. CALCULOS Y RESULTADOS

VI.1. ALCALINIDAD

- Para la muestra de agua de rio

. No hubo cambio de color al agregar la fenolftaleína

. Pero si se notó un cambio al momento de agregar el anaranjado de metilo

. Obteniendo los siguientes resultados

V = 5mlNH2SO4=0.015Gasto = 1.5ml

Alcalinidad enmgl

CaCO3=1.5 ×0.015 × 50000

5ml

Alcalinidad enmgl

CaCO3=225 ppm

- Para la muestra de agua de caño

. No hubo cambio de color al agregar la fenolftaleína

. Pero si se notó un cambio al momento de agregar el anaranjado de metilo

. Obteniendo los siguientes resultados

V = 5mlNH2SO4=0.015Gasto =0.9ml

Alcalinidad enmgl

CaCO3=0.9 × 0.015× 50000

5 ml

Alcalinidad enmgl

CaCO3=135 ppm

VI.2. HIERRO

. Aplicando el método 32 obtuvimos los siguientes resultados Muestra en blanco = 0.00mg/l Muestra del rio = 0.01mg/l

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Muestra del caño = 0.25mg/l

Metales Rango (mg/L) Blanco

(mg/L)

Muestra (mg/L)

Hierro Metd. 32: 0.01 – 1.00

Metd. 33: 0.20 - 2.5 0.00

Muestra de rio

Metd. 32 0.01

Muestra de caño

Metd.32 0.25

VI.3. SULFATOS

. Aplicando el método 97 obtuvimos los siguientes resultados Muestra en blanco = 0.00mg/l

Muestra del rio = 12mg/l Muestra del caño = 7mg/l

VII. CONCLUSIONES

En la alcalinidad del agua se determinó con la fenolftaleína eso nos da un

resultado 0 eso quiere decir que el agua no tiene carbonatos y la

alcalinidad total, en el primero dio como resultado el cabio de color lo que

nos da a conocer que el agua contiene bicarbonatos

El Hierro en las dos muestras nos dan como resultado

Muestra del rio = 0.01mg/l

Muestra del caño = 0.25mg/l

Están dentro de los limites permisible

El parámetro para el sulfato nos indica que como máximo debe contener

400mg/l de sulfato, según nuestros resultados

Muestra del rio = 12mg/l

Muestra del caño = 7mg/l

El contenido de sulfato en el rio Santa es elevado.

VIII. BIBLIOGRAFIA

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www.geocities.com/ResearchTriangle/System/8440/cuantitativo/volumetria.html - 22k

-

www.pucpr.edu/titulov/componente_quimica/cap%2sulfatos_ba.pdf

empleo.trovit.es/ofertas-empleo/sulfatos 62k –

IX. ANEXOS

ALCALINIDAD

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http://www.pucpr.edu/titulov/componente_quimica/cap%252sulfatos_ba.pdf

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