TRABAJO DE DIAGNOSTICO DE AGUATEMATICA: DETERMINACIN DE DUREZA, ALCALINIDAD, Y SLIDOS TOTALES, VOLTILES Y FIJOS

Presentador por:LORENYS MELENDEZ MARTINEZLEIKY HERAZO ARRIETACARMEN ROMERO NAVARROBRIAN ESCANDON BERNAL

Presentado A:JORGELINA PASCUALINOIng. Qumica

FUNDACIN UNIVERSITARIA TECNOLOGICO COMFENALCOPROGRAMA DE INGENIERIA AMBIENTALDIAGNOSTICO DE AGUACARTAGENA DE INDIASVIII SEMESTRE2014CONTENIDO

1INTRODUCCIN42OBJETIVOS52.1General52.2Especficos53MARCO TEORICO63.1Determinacin de dureza.63.2Determinacin de alcalinidad.63.3Determinacin de solidos74EQUIPOS MATERIALES Y REACTIVOS95METODOLOGIA105.1Metodologa para determinacin de dureza.105.1.1Preparacin de la muestra105.1.2Dureza total105.1.3Dureza al calcio105.2Metodologa para determinacin de alcalinidad.115.2.1Preparacin de la muestra115.2.2Alcalinidad a la fenolftalena115.2.3Alcalinidad total125.2.4Clculos125.3Metodologa para determinacin de solidos135.3.1Slidos totales135.3.2Slidos voltiles totales y fijos totales145.3.3Slidos suspendidos y disueltos156DATOS Y RESULTADOS176.1Determinacin de dUREZA (punto 1)176.1.1Dureza total176.1.2Dureza al calcio176.2Determinacin de Alcalinidad186.2.1Alcalinidad (Punto 1)186.2.2Alcalinidad (Punto 2)196.3DETERMINACION DE SOLIDOS.216.3.1Solidos totales216.3.2Solidos suspendidos227RECOMENDACIONES237.1Determinacin de dureza.237.2Determinacin de Alcalinidad.237.3Determinacin de solidos238BIBLIOGRAFA24

INTRODUCCIN

Un ndice de calidad de agua, consiste bsicamente en una expresin simple de una combinacin ms o menos compleja de un nmero de parmetros, los cuales sirven como una medida de la calidad de agua. El ndice puede ser representado por un nmero, un rango, una descripcin verbal, un smbolo o un color. El propsito de los (ICA), es simplificar en una expresin numrica las caractersticas positivas o negativas de cualquier fuente de agua (National Sanitation Foundation INSF 1970). Este ndice indica el grado de contaminacin del agua a la fecha del muestreo.

Para la determinacin de la calidad de agua de la isla Tierra Bomba, fueron tomadas dos muestras en diferentes puntos, en el presente informe se desarrollar el anlisis en laboratorio y se realizaran los clculos de las muestras recolectadas para determinar los parmetros, Alcalinidad, Dureza y slidos.

OBJETIVOS

GeneralDeterminar la dureza, alcalinidad, y slidos de muestras de aguas tomadas en Tierra BombaEspecficos Determinar la alcalinidad total de una muestra de agua e identificar las causas de la misma

Determinar la dureza total de una muestra de agua e identificar la contribucin de la dureza carboncea y la dureza no-carboncea.

Realizar un anlisis de los slidos totales, disueltos y en suspensin en una muestra de agua.MARCO TEORICO

Determinacin de dureza.En la prctica se define la dureza total del agua como la suma de las concentraciones de iones calcio y magnesio expresada como carbonato de calcio en mg/L.

El mtodo titulomtrico se basa en la capacidad que tiene la sal sdica del cido etilendiaminotetraactico (EDTA) para formar complejos de quelato solubles al aadirse a soluciones de algunos cationes metlicos. Al determinar la Dureza Total, el pH de la solucin debe estar alrededor de 10, para lo cual se adiciona la solucin tampn de dureza y como indicador el Negro de Eriocromo T, que causa una coloracin rojo vino. La adicin de EDTA como titulante acompleja los iones calcio y magnesio y en el punto final de la titulacin, la solucin vira a color azul. Para asegurar un satisfactorio punto final, tiene que existir Mg, el cual se introduce en el tampn. Aunque la agudeza del punto final se incrementa con el pH, ste no puede incrementarse indefinidamente pues precipitara carbonato de calcio o hidrxido de magnesio. Para la Dureza de Calcio se utiliza como alcalinizante el hidrxido de sodio para llevar el pH a un alto nivel con el fin de precipitar el magnesio y poder determinar el calcio, utilizando Murexida como indicador, que forma con el EDTA un punto final de color violeta definido.

La Dureza de Magnesio se determina por diferencia entre la Dureza Total y la de Calcio. El Calcio y el Magnesio se determinan por clculos provenientes de las Durezas de Calcio y Magnesio, respectivamente. El mtodo es aplicable a todo tipo de aguas, siempre que no sean altamente coloreadas, salinas o con altos contenidos de metales. Las aguas residuales o contaminadas deben someterse previamente a una digestin cida.

Determinacin de alcalinidad.La alcalinidad de un agua es su capacidad para neutralizar cidos y es la suma de todas las bases titulables. Por lo general se debe fundamentalmente a su contenido de carbonatos, bicarbonatos e hidrxidos aunque otras sales o bases tambin contribuyen a la alcalinidad. Su valor puede variar significativamente con el pH del punto final.

La muestra se valora con una solucin de cido mineral fuerte (generalmente H2SO4) hasta pH 8,3 (utilizando fenolftalena como indicador) y 4,5 (utilizando naranja de metilo como indicador). Estos puntos finales determinados visualmente mediante indicadores adecuados, son los puntos de equivalencia seleccionados para la determinacin de los tres componentes fundamentales. Con el indicador de fenolftalena, el pH 8,3 est prximo al punto de equivalencia para las concentraciones de carbonato y dixido de carbono y representa la valoracin de todo el hidrxido y la mitad del carbonato, mientras que el pH inferior (4,5) est prximo al punto de equivalencia para el in hidrgeno y el bicarbonato y permite determinar la alcalinidad total. La relacin entre los valores de alcalinidad (o volumen de solucin titulante) a cada uno de los indicadores y la contribucin de cada elemento se presentan en la tabla 1.

Tabla 1. Valores de las causas de alcalinidad

Determinacin de solidosEntre los principales objetivos de las depuradoras, se encuentra la eliminacin de slidos contenidos en el agua residual. Estos slidos son de varios tipos: a. Slidos Totales (TS): si se toma una muestra de agua residual y evaporamos toda el agua, el residuo seco resultante constituye los slidos totales presentes en el agua de partida. b. Slidos Disueltos (TDS): aquella fraccin de los slidos totales que cuando se filtra una muestra de agua residual (tamao de poro 0,45 m) es capaz de atravesar el filtro. c. Slidos Suspendidos (TSS): fraccin de los slidos totales que quedan retenidos en el filtro. d. Slidos Sedimentables: fraccin de los slidos en suspensin capaz de separarse del agua por sedimentacin. Es de gran inters en el diseo de sedimentadores y de lagunas anaerobias. e. Slidos no Sedimentables: fraccin de los slidos en suspensin que no se separan por sedimentacin.

Adems de esta clasificacin, los slidos se pueden diferenciar entre slidos inorgnicos y orgnicos. Los slidos orgnicos pueden ser utilizados por los microorganismos, estabilizndolos durante el proceso de depuracin. Esta medida de los slidos orgnicos nos da una idea de la tratabilidad biolgica de la muestra. Los slidos inorgnicos son sustancias minerales y algunas de ellas tambin pueden ser utilizadas por los microorganismos. Luego de calcinar la muestra seca a 550C, la materia orgnica se elimina como materia voltil y la materia inorgnica queda como residuo o slidos fijos.EQUIPOS MATERIALES Y REACTIVOS

DETERMINACION DE DUREZADETERMINACION DE ALCALINIDADDETERMINACION DE SOLIDOS

Bureta 25 mL Soporte universal Pinza para soporte de buretas Matraz Erlenmeyer 250mL Probeta 100mL Pipeta 10-25 ml + pera Indicador Negro de Eriocromo T Indicador de Murexida Solucin EDTA 0.01M Solucin Tampn para Dureza Total (pH 10) Solucin de hidrxido de sodio 1 N Termmetro

Bureta 25 mL Soporte universal Pinza para soporte de buretas Matraz Erlenmeyer 250mL Probeta 100mL Pipeta 10-25 ml + pera Indicador de fenolftaleina Indicador de naranja de metilo H2 SO4 0,02N Tiosulfato de sodio 0,1N Termmetro

Balanza analtica de precisin. Pipeta 5-10 ml. Equipo de filtracin. Filtros de anlisis de slidos. Bomba de vaco. Crisoles de porcelana. Horno 105C Horno mufla. Probetas Vasos de precipitados. Desecador Pinzas para crisoles Pinzas para filtro

METODOLOGIAMetodologa para determinacin de dureza.Preparacin de la muestra a. Ajustar la temperatura de la muestra a la temperatura ambiente.

b. Pipetear un volumen V1 (generalmente 50 mL) de muestra en un erlenmeyer.

Dureza total a. Preparar la muestra de acuerdo con las instrucciones del punto 5.1.

b. Aadir 1 mL de solucin tampn y una cucharilla de Indicador Negro de Eriocromo T a la muestra. La solucin tomar color rojo vino.

c. Titular con la solucin EDTA hasta que el color se torne azul suave.

d. Anotar los mL de solucin titulante consumidos como V2 en ml.

Nota: todas las titulaciones deben completarse dentro de los 5 minutos de haber aadido la solucin tampn para minimizar la tendencia del CaCO3 a precipitar.

Dureza al calcio a. Preparar la muestra de acuerdo con las instrucciones del punto 5.1. 1

b. b. Aadir 1 mL de solucin NaOH 1N y una cucharilla de Indicador de Murexida (la solucin tomar color rosado).

c. Titular inmediatamente con solucin EDTA (ya que el indicador es inestable en medio bsico) hasta color violeta definido

d. d. Anotar el volumen de EDTA consumido como V3 y aadir 1-2 gotas en exceso para verificar que no ocurre cambio de color adicional.

e. Clculos

donde: V1 = Volumen de muestra (ml) V2 = Volumen de EDTA utilizado en la valoracin (ml) M = Molaridad de la solucin de EDTA

f. Dureza al calcio:

dnde: V1 = Volumen de muestra (ml) V3 = Volumen de EDTA utilizado en la valoracin (ml) M = Molaridad de la solucin de EDTA

Metodologa para determinacin de alcalinidad.Preparacin de la muestra a. Ajustar la temperatura de la muestra a la temperatura ambiente.

b. Pipetear un volumen V1 (generalmente 50 mL) de muestra en un erlenmeyer manteniendo la punta de la pipeta cerca del fondo del matraz.

c. Para muestras de agua tratada que contengan cloro residual, aadir una gota de solucin de tiosulfato de sodio 0.1 N.

Alcalinidad a la fenolftalena a. Adicionar 2 a 3 gotas de indicador de fenolftalena a la muestra.

b. Si la muestra permanece incolora, registrar la alcalinidad a la fenolftalena como AlcF=0 mg CaCO3/L, y el volumen de la valoracin como V2=0 ml

c. Si la muestra se torna rosada, titular con cido sulfrico 0.02 N hasta desaparicin de color.

d. Anotar los mL de solucin titulante consumidos como V2 en ml.

Alcalinidad total

a. Aadir 3 gotas de indicador de naranja de metilo a la muestra titulada en el paso anterior. b. Si la muestra se torna de color rojo, registrar la alcalinidad al naranja de metilo como AlcM= AlcF en mg CaCO3/L, y el volumen de la valoracin como V3=V2 en ml

c. Si la muestra se torna amarilla, titular con cido sulfrico 0.02 N hasta que la muestra se torne de color rojo.

d. Anotar los mL de solucin titulante consumidos como V3 en ml.

Clculos a. Alcalinidad a la fenolftalena: F=V2 Si F=0 entonces AlcF=0 mg CaCO3/L Si F>0, calcular AlcF segn:

Dnde: F=V2 (ml) N2: concentracin N de solucin de H2SO4 Peq: masa equivalente del CaCO3 = 50 g V1: volumen de muestra inicial (ml) AlcF: alcalinidad a la fenolftalena (mg CaCO3/L)

b. Alcalinidad al naranja de metilo: M=V3+V2 Si V3=0 entonces M=V2=F y AlcM=AlcF en mg CaCO3/L Si V3>0, calcular AlcM segn:

Dnde: M=V3+V2 (ml) N2: concentracin N de solucin de H2SO4 Peq: masa equivalente del CaCO3 = 50 g V1: volumen de muestra inicial (ml)AlcM: alcalinidad a la fenolftalena (mg CaCO3/L)

c. Causas de alcalinidad:

Metodologa para determinacin de solidosSlidos totales a. Pesar un crisol de porcelana (previamente secado a 105C y enfriado a T ambiente) y registrar su peso como mc1.

b. b. Tomar un volumen conocido (registrado como V1) de muestra, previamente homogeneizada por agitacin, y pesarla en el crisol, registrando el peso de la muestra + crisol como m1.

c. c. Introducir la muestra en el horno a 105C, hasta evaporar totalmente el agua.

d. Una vez evaporada toda el agua, sacar la muestra de la estufa e introducirla en el desecador hasta que alcance temperatura ambiente.

e. Pesar la muestra en el crisol y registrar su peso como m2.

f. Repetir los pasos c, d y e hasta obtener un peso constante (