practica 4
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Determinación del pH y la Capacidad Buffer de un Cuerpo HídricoTRANSCRIPT
Laboratorio de Química AmbientalPráctica 4
Determinación del pH y la Capacidad Buffer de un Cuerpo Hídrico
Nombre:
Yajaira Elizalde Sigcho
Objetivos
Determinar la variación de pH de un cuerpo de agua al agregarle ácido.
Llevar hasta un pH de 2 a cada muestra problema, tomando registros de volumen de Ácido Sulfúrico consumido por cada unidad de pH observado.
Introducciòn
El conocimiento del sistema carbónico nos ayuda a entender cómo es que la mayor parte de las aguas naturales son capaces de resistir los cambios de pH cuando se agrega o se forma material acido o alcalino. En las aguas naturales esta capacidad amortiguadora se atribuye sobre todo a la presencia de especies del sistema carbónico. Las bases como HCO3−¿¿,CO3
−2y OH−¿¿ confieren al agua la capacidad para resistir cambios de pH cuando se agrega un ácido fuerte. Los ácidos como H 2CO3 (CO2 ), HCO3
−¿ ,¿ H 3O
+¿¿ proporcionan amortiguamiento contra la adición de bases fuertes. Un amortiguador o (buffer) es una solución que ofrece resistencia a los cambios de pH que se agrega a la solución o se forma en ella un material acido o alcalino, en el intervalo de pH de 6 a 9, que es característico de la mayor parte de las aguas naturales, solo los ácidos y las bases débiles, tienen esta capacidad. En agua natural con (pH alrededor de 7) que contiene CO2 libre y alcalinidad de bicarbonatos ¿, las reacciones del CO2 y el HCO3
−¿ ¿ y la disociación del agua misma ilustran como se produce el amortiguamiento. (J. Glynn Henry, 1999)Como se mencionó anteriormente la capacidad tampón o buffer, se enfoca en la habilidad de mantener un pH estable cuando se añade ácidos o bases, el pH y el tampón dependen uno del otro, si el agua posee una cierta capacidad tampón, esta capacidad puede interactuar con el ácido absorbiéndolo cada vez que se vaya agregando el ácido sin modificar el pH, sin embargo esta
capacidad está limitada, una vez que la capacidad tampón se ha agotado el pH cambiará más deprisa cada vez que se vaya añadiendo más acido.
3. Equipos materiales y reactivos
MATERIALES REACTIVOS
Bureta de 50ml 4 muestras de agua: rio, estero, potable y pozo
Matraz graduado de 100 ml H 2SO 4¿0.02N)
Vasos de precipitación de 100
ml
H 2O (destilada)
Soporte Universal Soluciones estándar de pH 4, pH 7, y pH 10
Papel toalla
EQUIPOS
Electrodo para la medición de pH en agua.
Agitador magnético
4. Procedimiento
Calibración del pH-metro
1. Llevar tampones de pH 7.0 y 4.0 a 25EC ± 5 ° C. Ajuste la perilla de control de temperatura a 25EC.
2. Coloque el electrodo dentro de la solución tampón de pH 7, si el pH-metro no lee ese pH, ajuste calibración.
3. Coloque el electrodo dentro de la solución tampón de pH 4, si el pH-metro no lee ese pH, ajuste calibración.
4. Repita los pasos 1, 2 hasta que no sea necesario un ajuste adicional.
Titulación de la muestra de agua con (0.02N)
1. Agregar 50 ml de H2SO4 (0.02N) en una bureta.
2. Colocar 50 ml de muestra problema en un matraz Erlenmeyer o en un vaso
de precipitación.
3. Medir el pH inicial de la muestra problema.
4. Colocar el agitador magnético dentro del matraz que contiene la muestra
problema.
5. Encender el agitador de la plancha de calentamiento a una velocidad media.
6. Agregar porciones constantes de H2SO4 (0.02N) (por ejemplo: 0.2-0.3 ml),
deje que se mezcle e introduzca el pH-metro y registre el valor de pH
correspondiente a la adición de H2SO4 (0.02N) y el volumen consumido a un
pH aproximado de 2.
7. Realizar una gráfica pH vs Volumen consumido de H2SO4.
8. Repetir el procedimiento para 3 muestras problemas más.
6. Datos
Muestra 1: Agua de Rio
(#
)
V consumido H 2SO4 (ml) pH
0 0 6.87
1 0.5 6.28
2 1.1 5.38
3 1.5 4.06
4 2 3.65
5 2.3 3.51
6 2.5 3.42
7 3 3.27
8 4 3.08
9 5 2.96
10 7 2.82
11 9 2.72
12 11 2.64
13 14 2.55
14 16 2.51
15 18 2.46
16 20 2.43
17 21 2.42
Muestra 2: Agua de Pozo
Muestra 3: Agua de Estero
(#
)
V consumido H 2SO4 (ml) pH
1 0 8.09
2 0.5 7.41
3 1 7.03
4 2 6.66
5 3 6.28
6 4 5.90
7 5 5.22
8 6 3.67
9 6.2 3.54
10 6.5 3.42
11 7 3.30
12 7.5 3.19
13 8 3.12
14 8.5 3.03
15 10.1 2.88
16 11.1 2.81
17 12.1 2.75
18 13 2.71
19 15 2.63
20 16 2.60
21 20.5 2.49
22 29 2.37
Muestra 4: Agua de Grifo
(#) VOLUMEN (mL)
pH
1 0 7,012 0,1 6,963 0,4 6,884 0,5 6,655 2 6,366 3 6,117 5 5,58 7 3,679 9,2 3,12
10 11 2,9311 12 2,8612 13 2,7913 16 2,6914 18 2,6215 19 2,5616 22 2,4917 25 2,4318 28 2,3919 30 2,36
(#) VOLUMEN (mL)
pH
1 0 7,252 0,9 7,153 2 6,864 2,9 6,225 3 6,046 3,4 3,777 3,8 3,568 4,2 3,439 4,4 3,32
10 4,8 3,2411 5,1 3,1812 5,4 3,1313 5,7 3,0514 6,8 3,0115 7 2,9916 7,6 2,917 7,7 2,8218 8,1 2,76
7. Gráficas:
Muestra 1: Agua de Rio
0 5 10 15 20 250
1
2
3
4
5
6
7
8
Volumen (ml) de H2SO4, 0.02N consumido
pH
Muestra 4: Agua de Pozo
0 5 10 15 20 25 30 350
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Volumen (ml) de H2SO4, 0.02N consumido
pH
Muestra 3: Agua de Estero
0 5 10 15 20 25 30 350
1
2
3
4
5
6
7
8
Volumen (ml) de H2SO4, 0.02M consumido
pH
Muestra 4: Agua de Grifo
0 1 2 3 4 5 6 7 8 90
1
2
3
4
5
6
7
8
Volumen (ml) de H2SO4, 0.02M consumido
pH
9. Análisis de Resultados
La capacidad tampón de las muestras de agua lograron estancar el pH a un
valor cercano a 2 como se supuso inicialmente, en todos los casos se
estabilizan entre 2.3 - 2.7, en todas las gráficas se identifica la caída de
presión y su posterior tendencia a la estabilización. En la muestra de Rio,
gran parte de la capacidad tampón es debido al contenido de carbonatos y
bicarbonatos, en la muestra de agua de pozo se pudo evidenciar con mayor
facilidad la capacidad tampón, ya que se adicionó en la etapa final un
volumen de hasta 9 ml cuyo cambio de pH fue una variante de 0.12 es decir,
difícilmente hubo cambio, teniendo esta muestra de agua una mayor
capacidad tampón, es decir mayor contenido de carbonatos y bicarbonatos.
10. Observaciones
En las etapas iniciales, los volúmenes agregados se mantenían de 2-3 ml
y se podía diferenciar un pH muy variable.
A medida que se agregaba el ácido, en las etapas finales, el pH
difícilmente variaba y se mantenía cercano a 2.
11. Recomendaciones
Revisar que el pH-metro este correctamente calibrado, antes de utilizarlo.
Limpiar el sensor correctamente previo a su uso.
Endulzar el vaso de precipitacion antes de agregar la muestra de análisis.
Hacer caer el ácido sulfúrico lejos del electrodo, tratar de que caiga
directamente en la solución; además se recomienda que tan solo deslice
gota a gota el ácido de la bureta, pues una gotita de ácido influye
considerablemente en el pH.
12. Conclusiones
Se logró determinar la capacidad tampón de 2 muestras provenientes de
distintos ambientes acuíferos, indudablemente el sistema bicarbonato y
carbonato es quien regula el pH, cuando se rompe el equilibrio debido a la
cantidad de ácido añadido, los parámetros físico-químicos que acompañan
a evaluaciones de calidad del agua se ven afectadas, un ejemplo de ello
son los efluentes industriales vertidos sobre los cauces naturales.
13. Biblioteca
J. Glynn Henry, G. W. (1999). Ingeniería Ambiental. En G. W. J. Glynn Henry, Ingeniería Ambiental (Primera Edición ed., Vol. 1, pág. 163). México, México: Prentice Hall.