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DETERMINACION DE LA ALCALINIDAD (PARCIAL Y

TOTAL) EN AGUAS NATURALES: METODO

VOLUMÉTRICO

I.-Objetivos:

Determinación de la alcalinidad en el agua de mar y agua potable

Determinación de las partes por millón que tiene cada una de las aguas

analizadas

Alcalinidad: La alcalinidad de una muestra de agua es su capacidad para reaccionar

o neutralizar iones hidronio, (H3O+), hasta un valor de pH igual a 4,5. La alcalinidad es

causada principalmente por los bicarbonatos, carbonatos e hidróxidos presentes en de

solución, y en menor grado por los boratos, fosfatos y silicatos, que puedan estar

presentes en la muestra. En un sentido estricto las principales especies causantes de

alcalinidad y su asociación con la fuente, es la siguiente: Hidróxidos, OH─(Aguas

naturales, residuales e industriales), Bicarbonatos, HCO3─ (Aguas naturales y

residuales) Carbonatos CO3= (Aguas Naturales y residuales).

Las aguas subterráneas relativamente antiguas que discurren por estratos arenosos,

constituyen una buena excepción, en donde la alcalinidad también se halla relacionada

a los silicatos disueltos.

La alcalinidad en la mayoría de los cuerpos de aguas naturales tiene su origen en el

sistema carbonato, debido a que el bióxido de carbono y los bicarbonatos forman parte

del metabolismo de los organismos vivos, aeróbicos o anaeróbicos, donde quiera que

halla agua, materia orgánica y unas condiciones mínimas de supervivencia.

La alcalinidad en el agua se expresa como la cantidad equivalente de CaCO3, en mg/l.

La alcalinidad, entendida como la concentración de metales alcalinotérreos, tiene

importancia en la determinación de la calidad del agua para riego y es además, un

factor importante en la interpretación y el control de los procesos de purificación de

aguas residuales.

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II.-PARTE EXPERIMENTAL

Tiosulfato de sodio 0.1 N

Indicador de Fenolftaleina al 1% en etanol o metanol

Ácido sulfurico0.02 N

Morado de metilo: solución conformada por Rojo de metilo 0.1N y Azul de

metilo

Preparación de la Fenolftaleina

Disolver 5.0 gr de fenolftaleina en un litro de alcohol al 50% neutralizar la

solución con NaOH 0.02 N (aparición de una ligera coloración rosa )

III.-PROCEDIMIENTO

Mida 100 ml de agua a analizar y coloque en un matraz de 250 ml de

capacidad agregue 2 gotas de Tiosulfato 0.1N Y 2 gotas de fenolftaleina, si la

muestra no cambia de color esto nos indica que la alcalinidad es cero, si

cambia a rojo grosella titular con H2SO4 0.02N hasta que la solución sea

incolora.

Anote el volumen gastado en ml (P). Luego agregar 3 gotas del indicador

morado de metilo, si hay presencia de bicarbonatos toma un color verde titule

con H2SO4 0.02N hasta q vire a morado A note el volumen gastado en ml. (M)

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OBS: Como en nuestro caso se trata de agua de mar, solo tomamos 0.5 ml y lo

diluimos a 100ml con agua desionizada y se procede con la parte experimental.

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IV.-CALCULOS

De las respectivas valoraciones

P=0 , M= 0.9ml

Para la determinación de la alcalinidad del agua de mar se utiliza la siguiente fórmula:

ppmCO3−2=

2 P×N H 2 SO4×30×103

VMUESTRA(mg L)

= 0

Por lo tanto no hay presencia de CO3-2 en el agua de mar

ppmHCO3−=

(M−2 P)×N H 2 SO 4×61×103

V MUESTRA(mg L)

El gasto de H2SO4 en la titulación del agua de mar fue de 0.9ml de H2SO4 (0.02N)

para una muestra de agua de mar de 100ml

ppmHCO3−=

(0 . 9−0 )×0. 01×61×103

100 (mgL)

ppmHCO3−=5 .49(mg L)

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Pero esto es para 0.5ml de agua de mar, por lo tanto para 100ml de agua de mar será

1098mg/l

V.-CONCLUSIONES:

Como pudimos observar no hay presencia de CO3-2 en el agua de mar

Con respecto al HCO3- se determino que hay una concentración de 1098mg/l

VI.-BIBLIOGRAFIA:

www.uprm.edu/biology/profs/massol/.../p3-oxigeno.pdf - Puerto Rico. atenea.udistrital.edu.co/grupos/fluoreciencia/.../calaguas_cap3.pdf

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COAGULACIÓN – FLOCULACION

I. OBJETIVOS

Conocer los diferentes tipos de floculantes utilizados para el tratamiento

de aguas.

Reconocer el floculante de mayor eficiencia en función de la velocidad,

el tiempo y el pH de trabajo.

II. FUNDAMENTO TEORICO

II.1. Coagulación

Desestabilización de un coloide producida por la eliminación de las dobles

capas eléctricas que rodean a todas las partículas coloidales, con la formación

de núcleos microscópicos.

II.2. Floculación

Aglomeración de partículas desestabilizadas primero en microflóculos, y más

tarde en aglomerados voluminosos llamados flóculos.

II.3. Explicación del proceso coagulación - floculación

En la Figura 1 se muestra como los coagulantes cancelan las cargas eléctricas

sobre la superficie del coloide permitiendo la aglomeración y la formación de

flóculos. Estos flóculos inicialmente son pequeños, pero se juntan y forman

aglomerados mayores capaces de sedimentar. Para favorecer la formación de

aglomerados de mayor tamaño se adicionan un grupo de productos

denominados floculantes. Cuando se aproximan dos partículas semejantes, sus

capas difusas interactúan y generan una fuerza de repulsión, cuyo potencial de

repulsión está en función de la distancia que los separa y cae rápidamente con

el incremento de iones de carga opuesta al de las partículas. Esto se consigue

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sólo con los iones del coagulante (Figura 2). Existe por otro lado, un potencial

de atracción “Ea” entre las partículas llamadas fuerzas de Van der Waals, que

dependen de los átomos que constituyen las partículas y de la densidad de

estos últimos. Si la distancia que separa a las partículas es superior a “L” las

partículas no se atraen. “E” es la energía que las mantiene separadas.

Reacciones química

Al2(SO¿¿4 )3 .14H 2O+3Ca (HCO3 )2→2 Al (OH )3+3CaSO 4+6CO2+14H 2O ¿

Al2(SO¿¿4 )3 .14H 2O+6NaHCO3→2 Al (OH )3 (floc)+3NaSO4+6CO2+14H 2O ¿

Al2(SO¿¿4 )3 .14H 2O+3Na2CO3→2 Al (OH )3 (floc)+3Na2SO 4+3CO2+14H 2O ¿

Al2(SO¿¿4 )3 .14H 2O+3NaOH→2 Al (OH )3 (floc)+3Na2SO 4+14H 2O ¿

Al2(SO¿¿4 )3 .14H 2O+3Ca(OH )2→2 Al (OH )3 (floc)+3CaSO 4+14H 2O ¿

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II.4. Factores que influyen en el proceso de coagulación

II.4.1. Valencia

Entre mayor sea la valencia del ion, más efectivo resulta como coagulante.

II.4.2. Capacidad de cambio

Es una medida de la tendencia a remplazar cationes de baja valencia por otros

de mayor valencia, provocando la desestabilización y aglomeración de

partículas en forma muy rápida.

II.4.3. Tamaño de las partículas

Las partículas deben poseer el diámetro inferior a una micra. Las partículas con

diámetro entre una y cinco micras, sirven como núcleos de floc, en cambio de

diámetro superior a cinco micras, son demasiado grandes para ser

incorporadas en el floc.

II.4.4. Temperatura

La temperatura cambia el tiempo de formación del floc, entre más fría el agua,

la reacción es más lenta y el tiempo de formación del floc es mayor.

II.4.5. Concentración de iones H+ o pH

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Para cada coagulante hay por lo menos una zona de pH óptima, en la cual una

buena floculación ocurre en el tiempo más corto y con la misma dosis de

coagulante.

II.4.6. Relación cantidad-tiempo

La cantidad de coagulante es inversamente proporcional al tiempo de

formación del floc.

II.4.7. Alcalinidad

La alcalinidad guarda la relación con el pH y por lo tanto el contenido de

alcalinidad del agua es uno de los factores por considerar en la coagulación.

II.5. Factores que influyen en el proceso de floculación

II.5.1. Concentración y naturaleza de las partículas

La velocidad de formación del floc es proporcional a la concentración de

partículas en el agua y del tamaño inicial de estas.

II.5.2. Tiempo de detención

La velocidad de aglomeración de las partículas es proporcional al tiempo de

detención. Debe estar lo más cerca posible al óptimo determinado por medio

de ensayos de jarras, esto se puede lograr dividiendo la unidad de floculación

en cámaras. Se puede decir que una eficiencia dada, se obtiene en tiempos

cada vez menores a medida que se aumenta el número de cámaras de

floculación en serie. Por razones de orden práctico el número de cámaras no

puede ser muy grande, estableciéndose un mínimo de tres (3) unidades.

II.5.3. Gradiente de velocidad

Este es un factor proporcional a la velocidad de aglomeración de las partículas.

Existe un límite máximo de gradiente que no puede ser sobrepasado, para

evitar el rompimiento del floc. El gradiente a través de las cámaras debe ser

decreciente y no se deben tener cámaras intermedias con gradientes elevados.

II.6. Reactivos coagulantes y floculantes más comunes

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II.6.1. Coagulantes metálicos

Históricamente, los coagulantes metálicos, sales de Hierro y Aluminio, han sido

los más utilizados en la clarificación de aguas y eliminación de DBO y fosfatos

de aguas residuales. Tienen la ventaja de actuar como coagulantes-floculantes

al mismo tiempo. Forman especies hidratadas complejas cargadas

positivamente:

Fe (H2O) 63+ , Al(H2O)6

3+

Sin embargo tienen el inconveniente de ser muy sensibles a un cambio de pH.

Si éste no está dentro del intervalo adecuado la clarificación es pobre y pueden

solubilizar Fe ó Al y generar problemas. A continuación vemos los más

utilizados:

Sulfato de Alúmina: Conocido como Alumbre, es un coagulante

efectivo en intervalos de pH 6 a 8. Produce un flóculo pequeño y

esponjoso por lo que no se usa en precipitación previa de aguas

residuales por la alta carga contaminante del agua. Sin embargo su uso

está generalizado en el tratamiento de agua potable y en la reducción de

coloides orgánicos y fósforo.

Sulfato Férrico: Funciona de forma estable en un intervalo de pH de 4 a

11, uno de los más amplios conocidos. Producen flóculos grandes y

densos que decantan rápidamente, por lo que está indicado tanto en la

precipitación previa como en la coprecipitación de aguas residuales

urbanas o industriales. Se emplea también en tratamiento de aguas

potables aunque en algún caso puede producir problemas de coloración.

Cloruro Férrico: Es similar al anterior aunque de aplicación muy

limitada por tener un intervalo de pH más corto. Es enérgico aunque

puede presentar problemas de coloración en las aguas.

Aluminato sódico: Se emplea poco. Su uso más habitual es eliminar

color a pH bajo. Además se puede usar en el ablandamiento de agua

con cal.

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II.6.2. Coadyuvantes de la floculación

Las dificultades que pueden presentar algunos coloides desestabilizados para

formar flóculos pesados que sedimentan bien han dado lugar a la búsqueda de

sustancias que ayudan a la formación de estos flóculos.

Entre las dificultades que se pueden presentar en un proceso de floculación

están:

Formación de flóculos pequeños de lenta sedimentación.

Formación lenta de flóculos.

Flóculos frágiles que fragmentan en los procesos de acondicionamiento

del lodo.

Formación de microflóculos que pasan por los filtros.

Para eliminar estas dificultades y lograr flóculos grandes y bien formados de

fácil sedimentación se han utilizado sustancias y procedimientos muy variados.

Los más usados son los siguientes:

Oxidantes: Como la percloración, que en parte oxida la materia

orgánica y rompe enlaces en los coloides naturales, ayudando a una

mejor floculación posterior.

Adsorbentes: Las aguas muy coloreadas y de baja mineralización en

que los flóculos de aluminio ó hierro tienen muy poca densidad,

coagulan muy bien al añadir arcilla que da lugar a que se adsorba y

origine flóculos pesados de fácil sedimentación. Otros adsorbentes son

la caliza pulverizada, sílice en polvo y carbón activo.

Sílice activa: Algunos compuestos inorgánicos pueden ser

polimerizados en agua para formar polímeros floculantes inorgánicos.

Este es el caso de la sílice activa que presenta una alta efectividad como

auxiliar del tratamiento con Alumbre.

II.6.3. Poli electrolitos o Polímeros

Son polímeros orgánicos con carga eléctrica. Inicialmente se utilizaron los de

origen natural, como almidón, celulosa, gomas de polisacáridos, etc. Hoy se

usan una gran variedad de poli electrolitos sintéticos. Pueden actuar solos o

como coadyuvantes para floculación.

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Los poli electrolitos pueden clasificarse en:

Catiónicos: Cargados positivamente.

Aniónicos: Cargados negativamente.

No iónicos: No son polielectrolitos en sentido estricto aunque exhiben

en disolución muchas de las propiedades floculantes de los anteriores.

Los polielectrolitos catiónicos son poliaminas que se hidrolizan en agua como

sigue:

R1 R2 NH + H2O R1 R2 NH2+ + OH-

Puesto que la hidrólisis da OH- , a pH alto se fuerza la reacción a la izquierda y

el polímero se vuelve no iónico.

De forma semejante, los polímeros aniónicos incorporan a su estructura un

grupo carboxilo que en agua se ioniza del siguiente modo:

RCOOH RCOO- + H+

Un pH bajo fuerza la reacción a la izquierda y transforma el polímero aniónico

en no iónico. Según esto, generalmente se usan los polímeros catiónicos a

bajos pHs y los aniónicos a altos pHs. Esto no significa que en caso contrario

dejen de funcionar, lo que ocurre es que se transforman en no iónicos, lo que

hará variar en cierto modo su efectividad en el tratamiento concreto a que se

aplican.

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III. MATERIALES Y REACTIVOS

Materiales

3 Matraz Erlenmeyer

Pipeta de 1 ml

Probeta de 1000 ml

Reactivos

Muestra de agua : Agua de mar

Sulfato de aluminio(Coagulante)

Superfloc

Floc ionico

Floc no ionico

Sulfato de cobre

IV. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

Agregamos 200 mL de nuestra muestra (agua de mar) en un matraz

erlenmeyer. Luego agregamos en la probeta lo mezclamos con aprox

10 g de partículas finas y dejamos sedimentar.

Tomar el tiempo de sedimentación y medir los mililitros de

sedimentación.

Luego le agregamos 3 gotas de coagulante (policloruro de aluminio,

sulfato de aluminio) y 1 gota de floculante (amónico 1%, solo cuando

trabajamos con policloruro de aluminio).

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Agitamos por 5 minutos y dejamos reposar.

V. CALCULOS Y RESULTADOS

OBSERVACION

Al agregarle el policloruro de aluminio se observo después de haberlo agitado

constantemente la formación de flocs que comenzaron a sedimentar, habiendo

también microflocs en suspensión que sedimentaran también en un tiempo mas

prolongado.

Resultados

Coagulante Floculante Observación TiempoClarificación

del agua

Policloruro de aluminio

Amónico 1%

Hay presencia de flocs y microflocs

(partículas blancas) y grasa (partículas

sobrenadantes)

Se forma rápido los

flocs y microflocs

Aspecto clarificado

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VI. CONCLUSIONES.

Conocimos y aprendimos que la importancia del proceso de

coagulacion-floculacion en el tratamiento de aguas consiste en disminuir

el tiempo de sedimentación de las partículas.

Aprendimos que cuanto más rápido es el proceso de coagulación-

floculación es mas eficiente, en nuestro análisis resulto utilizando como

coagulante el policloruro de aluminio ya que luego de una fuerte

agitación se observo rápidamente la formación de flocs, microflocs,

mientras que con el sulfato de aluminio solo se observo una solución

turbia por lo que tardará más en su formación.

Estimamos la dosis óptima para una muestra de agua de mar: 3 gotas

de policloruro de aluminio y 1 gota de floculante de amónico al 1 % el

cual nos dio un resultado satisfactorio un agua más cristalina y rápida

formación de flocs.

VII. RECOMENDACIONES

El tricloruro de aluminio es un coagulante muy eficiente sin embargo por

su alto costo no es muy empleado.

Tomar en cuentas los factores que afectan a la coagulación.-floculación

tales como la velocidad, pH, tiempo ya que esto nos ayudara a

seleccionar cual tipo de coagulante, floculante deba emplear según sea

el caso.

VIII. BIBLIOGRAFIA

http://gemini.udistrital.edu.co/comunidad/grupos/fluoreciencia/

capitulos_fluoreciencia/calaguas_cap21.pdf

http://www3.uclm.es/profesorado/giq/contenido/dis_procesos/tema5.pdf

www.bdigital.unal.edu.co/877/1/15372239_2009.pdf

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INTRODUCCION

Una mezcla es un sistema material formado por dos o más sustancias puras no

combinadas químicamente. En una mezcla no ocurre una reacción química y

cada uno de sus componentes mantiene su identidad y propiedades químicas.

No obstante, algunas mezclas pueden ser reactivas, es decir, que sus

componentes pueden reaccionar entre sí en determinadas condiciones

ambientales, como una mezcla aire-combustible en un motor de combustión

interna.

Los componentes de una mezcla pueden separarse por medios físicos como

destilación, disolución, separación magnética, flotación, filtración, decantación o

centrifugación. Si después de mezclar algunas sustancias, éstas reaccionan

químicamente, entonces no se pueden recuperar por medios físicos, pues se

han formado compuestos nuevos. Aunque no hay cambios químicos, en una

mezcla algunas propiedades físicas, como el punto de fusión, pueden diferir

respecto a la de sus componentes.

Las mezclas se clasifican en homogéneas y heterogéneas. Los componentes

de una mezcla pueden ser sólidos, líquidos o gaseosos.

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MEZCLACION

I. OBJETIVOS

Separar una muestra de liquido-liquido.

Determinar las partes por millón que se encuentra al final de la

separación.

II. FUNDAMENTO TEORICO

II.1. TIPOS DE MEZCLA

II.1.1. MEZCLA HOMOGENEA

Una mezcla homogénea es aquella donde la sustancia pierde sus propiedades

originales, se pueden separar por medios físicos. Su raíz «homo» indica

semejante. A simple vista no se pueden ver sus componentes, en comparación

de la heterogénea. Se conocen como disoluciones y están constituidas por un

soluto y un solvente, siendo el primero el que se encuentra en menor

proporción. Por ejemplo, el agua mezclada con sales minerales o con azúcar.

II.1.2. MEZCLA HETEROGENEA

Una mezcla heterogénea es aquella que posee una composición no uniforme

en la cual se pueden distinguir a simple vista sus componentes y está formada

por dos o más sustancias, físicamente distintas, distribuidas en forma desigual.

Las partes de una mezcla heterogénea pueden separarse mecánicamente. Por

ejemplo: la sal mezclada con arena.

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II.1.3. MEZCLA COLOIDAL

Los coloides son mezclas heterogéneas en que las partículas de uno o más

componentes tienen al menos dimensiones en el rango de 1 a 1000 nm, siendo

más grandes que las de una solución, pero más pequeñas que las de una

suspensión. A diferencia de las suspensiones, los coloides no dejan

sedimento[]. Los coloides producen el efecto Tyndall al ser atravesados por un

rayo de luz. Algunos ejemplos son la gelatina, leche, sangre, pintura, o el

shampoo.

III. MATERIALES Y EQUIPOS

Reactivos

Un litro de bencina, aceite

Agua destilada

Materiales y Equipos

Pera de decantación de 500 mL

Soporte universal

Embudo

Probeta de 100mL

Vaso precipitado de 100mL

Estufa

Desecador

Balanza electrónica

IV. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

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Colocamos y armamos el equipo, para ello previamente enjuagamos la

pera de decantación con la muestra (bencina, aceite).

Luego medimos 400 mL de agua y 100 mL de muestra (bencina, aceite)

y lo agregamos en un vaso de 500 mL y agitamos, hacemos estas

mediciones ya que utilizaremos una pera de decantación de 500mL.

Inmediatamente lo agregamos en la pera y lo agitamos por 5 minutos.

Luego esperamos hasta observar una total separación de fases.

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Lavamos el Erlenmeyer y secamos en cocina, luego lo colocamos en un

desecador, para posteriormente pesarlo.

Una vez observada la separación, abrimos la llave de la pera para recibir

toda el agua en un vaso. Luego colocamos nuestro erlenmeyer seco

para recibir la muestra (bencina, aceite) e inmediatamente la pesamos.

Luego calentamos el erlenmeyer con la muestra (bencina, aceite), este

paso se realiza para saber cuánto de muestra y agua hay y de esta

manera hacer los cálculos respectivos.

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V. CALCULOS Y RESULTADOS

Mediciones

Volumen de agua destilada= 400 mL

Volumen de Bencina =100 mL

Peso del erlenmeyer =124,4808g

Peso del erlenmeyer con la mezcla(antes de calentar) = 131,1991g

Peso del erlenmeyer con la mezcla (después de calentar) =127,0086g

Calculo del peso de la muestra luego de calentar

Peso muestra = 127,0086g - 124,4808g =2,528g = 2528 mg

Calculo de las ppm de la muestra

ppmmuestra=2528mg0 ,25 L

=10112 ppm

VI. CONCLUSIONES

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Aprendimos a separar una mezcla liquido-liquido utilizando como

método la evaporación, debido a que el compuesto a separar del agua

se dará ya que este presenta menor temperatura de ebullición y es más

volátil.

Aprendimos a reconocer cualitativa y cuantitativamente una mezcla de

agua con diferentes tipos de solventes orgánicos, esta prueba al igual

que las demás debemos tener presente frente a un análisis de muestra

de agua.

VII. RECOMENDACIONES

Tomar las debidas precauciones al trabajar con bencina ya que este es

un líquido altamente inflamable.

VIII. BIBLIOGRAFIA

www.wikipedia.com

www.monografias.com

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