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UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE TECÁMAC
DIVISIÓN DE BIOTECNOLÓGIA
PRACTICA DE ANÁLISIS FISICOQUÍMICOS Y MICROBIOLÓGICOS
“DETERMINACIÓN DE ALCALINIDAD, DUREZA Y CLORUROS EN AGUA DE SERVICIO”
PROFESOR: M. en C. NORMA ANGELICA AGUIRRE SANDOVAL
INTEGRANTES:
CERVANTES PINEDA AIDE GABRIELA
GARCIA CENICEROS DAVID MANUEL
INTRODUCCION:
En nuestro planeta, el agua (H2O) es la única sustancia que coexiste abundantemente en los tres estados físicos posibles. Es nuestro único líquido común y el sólido puro más ampliamente distribuido, estando siempre presente en todas partes de la atmósfera suspendido en forma de partículas de hielo o sobre la superficie terrestre en diversos tipos de nieve y hielo. Es esencial para la vida; como importante reguladora de la temperatura corporal, como disolvente y vehículo portador de nutrientes y productos catabólicos, como reactante y medio de reacción, como lubricante y plastificador, como estabilizante de la conformación de biopolímeros, como probable inductora del comportamiento dinámico de macromoléculas, incluyendo sus propiedades (Enzimáticas) catalíticas y de otras formas ignoradas.
Pero el agua como principal componente de muchos alimentos; realiza una serie de tratamientos tanto industriales como domésticos; para determinar los siguientes componentes:
Alcalinidad /Fenolftaleína /Total Dureza Total Cloruros
ALCALINIDAD:
Es una medida de la cantidad total de sustancias alcalinas (OH-) presentes en el agua y se expresan como partes por millón de CaCO3 equivalente. También se hace así porque puede desconocerse cuáles son los álcalis presentes, pero éstos son, al menos, equivalentes al CaCO3 que se reporte.
"La actividad de un ácido o un álcali se mide mediante el valor de pH. En consecuencia, cuanto más activo sea un ácido, menor será el pH y cuanto más activo sea un álcali, mayor será el pH.
PRINCIPIO DEL MÉTODO:
La alcalinidad se determina mediante valoración ácido-base con H2SO4 diluido utilizando indicadores colorimétricos o potenciométricos. Se suele determinar la alcalinidad a la fenolftaleína (TA) con un punto de viraje pH=8.3, y la alcalinidad al naranja de metilo (TAC) cuyo viraje se da a pH=4.3. De las relaciones entre estas dos valoraciones se obtiene aproximadamente la cantidad de HCO3-, CO3 - e hidróxidos de una muestra de agua, mediante ciertas relaciones matemáticas.
DUREZA:
Es una característica química del agua que está determinada por el contenido de carbonatos, bicarbonatos, cloruros, sulfatos y ocasionalmente nitratos de calcio y magnesio. La dureza es indeseable en algunos procesos, tales como el lavado doméstico e industrial, provocando que se consuma más jabón, al producirse sales insolubles.En calderas y sistemas enfriados por agua, se producen incrustaciones en las tuberías y una pérdida en la eficiencia de la transferencia de calor. Además le da un sabor indeseable al agua potable. Grandes cantidades de dureza son indeseables por razones antes expuestas y debe ser removida antes de que el agua tenga uso apropiado para las industrias de bebidas, lavanderías, acabados metálicos, teñido y textiles.
La mayoría de los suministros de agua potable tienen un promedio de 250 mg/l de dureza.Niveles superiores a 500 mg/l son indeseables para uso doméstico.
La dureza es caracterizada comúnmente por el contenido de calcio y magnesio y expresada como carbonato de calcio equivalente.
Existen dos tipos de DUREZA:
Dureza Temporal: Esta determinada por el contenido de carbonatos y bicarbonatos de calcio y magnesio. Puede ser eliminada por ebullición del agua y posterior eliminación de precipitados formados por filtración, también se le conoce como "Dureza de Carbonatos".
Dureza Permanente: está determinada por todas las sales de calcio y magnesio excepto carbonatos y bicarbonatos. No puede ser eliminada por ebullición del agua y también se le conoce como "Dureza de No carbonatos".
Interpretación de la Dureza:
Dureza como CaCO3 Interpretación 0-75 agua suave 75-150 agua poco dura 150-300 agua dura > 300 agua muy dura ______________________________________
Tabla 1. Interpretación de la dureza de acuerdo a la concentración presente en el agua.
PRINCIPIO DEL MÉTODO:
Este método está basado en la cuantificación de los iones calcio y magnesio por titulación con el EDTA y su posterior conversión a Dureza Total expresada como CaCO3. La muestra de agua que contiene los iones calcio y magnesio se le añade el buffer de PH 10, posteriormente, se le agrega el indicador eriocromo negro T( ENT ), que hace que se forme un complejo de color púrpura, enseguida se procede a titular con EDTA (sal disódica) hasta la aparición de un color azúl.
CLORUROS:
El ión cloruro es uno de los iones inorgánicos que se encuentran en mayor cantidad en aguas naturales, residuales y residuales tratadas, su presencia es necesaria en aguas potables. En agua potable, el sabor salado producido por la concentración de cloruros es variable. En algunas aguas conteniendo 25 mg Cl-/L se puede detectar el sabor salado si el catión es sodio. Por otra parte, éste puede estar ausente en aguas conteniendo hasta 1g Cl-/L cuando los cationes que predominan son calcio y magnesio.Un alto contenido de cloruros puede dañar estructuras metálicas y evitar el crecimiento de plantas. Las altas concentraciones de cloruro en aguas residuales, cuando éstas son utilizadas para el riego en campos agrícolas deteriora, en forma importante la calidad del suelo.Es entonces importante el poder determinar la concentración de cloruros en aguasnaturales, residuales y residuales tratadas en un amplio intervalo de concentraciones.
PRINCIPIO DEL MÉTODO:
La determinación de cloruros por este método se basa en una valoración con nitrato de plata utilizando como indicador cromato de potasio. La plata reacciona con los cloruros para formar un precipitado de cloruro de plata de color blanco. En las inmediaciones del punto de equivalencia al agotarse el ión cloruro, empieza la precipitación del cromato. La formación de cromato de plata puede identificarse por el cambio de color de la disolución a anaranjado-rojizo así como en la forma del precipitado. En este momento se da por terminada la valoración.
NORMATIVIDAD:
Los análisis realizados al agua están determinados por una normatividad vigente que especifica los límites máximos permisibles para cada determinación, a continuación se mencionan dichas normas.
NORMAS QUE APLICAN PARA LA DETERMINACIÓN DE ALCALINIDAD, DUREZA Y CLORUROS:
NORMA OFICIAL MEXICANA NOM-042-SSA1-1993,BIENES Y SERVICIOS. HIELO POTABLE Y HIELO PURIFICADO. ESPECIFICACIONES SANITARIAS.
NMX-AA-073-SCFI-2001. ANÁLISIS DE AGUA - DETERMINACIÓN DE CLORUROS TOTALES EN AGUAS NATURALES, RESIDUALES Y RESIDUALES TRATADAS - MÉTODO DE PRUEBA (CANCELA ALA NMX-AA-073-1981.
NOM-AA-73-1981 Análisis de agua - Determinación de cloruros - Método argentométrico.
NORMA OFICIAL MEXICANA NOM-127-SSA1-1994, "SALUD AMBIENTAL, AGUA PARA USO Y CONSUMO HUMANO-LIMITES PERMISIBLES DE CALIDAD Y TRATAMIENTOS A QUE DEBE SOMETERSE EL AGUA PARA SU POTABILIZACION".
Los límites máximos permisibles se enlistan a continuación: expresado en mg/l
Alcalinidad total 300 como CaCO3 en agua potable
Dureza total como CaCO3 500en agua potable
Cloruros como Cl- 250 en agua potable
OBJETIVO:
Realizar análisis Físico- Químicos al agua, evaluando los resultados de las diferentes muestras frente a los estándares de calidad para agua potable.
OBJETIVOS ESPECIFICOS:
Determinar la alcalinidad fenoftaleinica del agua debido a la presencia de iones bicarbonatos, midiéndose con fenolftaleína como indicador, además de determinar la alcalinidad total, utilizando naranja de metilo como indicador colorimétrico.
Determinar el contenido de sales carbonaticas y no carbonaticas asociadas con los iones calcio y magnesio (dureza total).
Determinar si el agua contiene cloruros
METODOLOGIA: ALCALINIDAD
AÑADIR 50 ML DE LA MUESTRA (AGUA) A UN MATRAZ DE 250 ML
AÑADIR 5 GOTAS DE FENOFTALEINA
TITULAR CON H2SO4 .02 N PARA DETERMINAR EL GASTO (EL VIRE
SE DA AL CAMBIAR DE ROSA PALIDO A TRANSPARENTE)
AÑADIR 5 GOTAS DE NARANJA DE METILO
TITULAR CON H2SO4 .02 N PARA DETERMINAR EL GASTO (EL VIRE
SE DA AL CAMBIAR DE NARANJA ATE DE CANELA)
REALIZAR LOS CALCULOS PARA DETERMINAR LA ALCALINIDAD TOTAL
METODOLOGIA: DUREZA
AÑADIR 50 ML DE LA MUESTRA (AGUA) A UN MATRAZ DE 250 ML
AÑADIR 10 GOTAS DE BUFFER DE AMONIACO Ph=10 y UNA PIZCA DE NEGRO DE ERIOCROMO.
TITULAR CON EDTA.02 N PARA DETERMINAR EL GASTO (EL VIRE SE
DA AL CAMBIAR DE MORADO A AZUL MARINO)
REALIZAR LOS CALCULOS PARA DETERMINAR LA DUREZA TOTAL
METODOLOGIA: CLORUROS
AÑADIR 50 ML DE LA MUESTRA (AGUA) A UN MATRAZ DE 250 ML
AÑADIR 5 GOTAS DE DICROMATO DE POTASIO
TITULAR CON AgNO3 .01 N PARA DETERMINAR EL GASTO (EL VIRE
SE DA AL CAMBIAR DE AMARILLO A ROJO LADRILLO)
REALIZAR LOS CALCULOS PARA DETERMINAR CLORUROS
CALCULOS:
Alcalinidad a la fenolftaleína:
En este análisis no se obtuvieron resultados, ya que la muestra evaluada, no
Presento alcalinidad a este compuesto, es decir no presento coloración.
Alcalinidad Total:
Se obtuvo del gasto de la muestra de agua con el indicador de naranja de metilo y titulada con H 2SO 4 y se sustituyo en la siguiente fórmula:
alcalinidad total=(4.2ml H 2SO4 ) ( .02N ) (50 )(1000)
50ml
alcalinidad total=84mgdeCaCO3 /L
Dureza Total:
Se obtuvo del gasto de la muestra de agua con el indicador de buffer de amoniaco y negro de eriocromo y titulada con EDTA y se sustituyo en la siguiente fórmula:
Durezatotal=(2ml EDTA ) ( .02N ) (50 )(1000)
50ml
Durezatotal=40mgdeCaCO3/L
Cloruros:
Se obtuvo del gasto de la muestra de agua con el indicador dicromato de potasio y titulada con AgNO3 y se sustituyo en la siguiente fórmula:
Cloruros=(7.4ml AgNO3 ) (.01N ) (50 )(1000)
50ml
Cloruros=52.54mgdeCl /L
RESULTADOS COMPARATIVOS:
PARAMETRO AGUA TECÁMAC
AGUAXALOSTOC
AGUA ZACUALUCA
AGUA DF STO.
TOMAS
PURIFICADORA TECAMAC
PIRATAS XALOSTOC
ALCALINIDAD 84 mg de CaCO3 / L
270 mg de CaCO3 / L
130 mg de CaCO3 / L
130mg de CaCO3 / L
10 mg de CaCO3 / L
270 mg de CaCO3 / L
DUREZA 40 mg de CaCO3 / L
70 mg de CaCO3 / L
104 mg de CaCO3 / L
250 mg de CaCO3 / L
24 mg de CaCO3 / L
70 mg de CaCO3 / L
CLORUROS 52.24 mg Cl / L
39.8 mg de Cl /L
56.8 84 mg de CL / L
37.61mg de CL / L
25.56 mg de CaCO3 / L
39.8 mg de Cl /L
CONCLUSIONES:
De acuerdo a los resultados obtenidos la muestra que presenta mayor alcalinidad es la muestra del XALOSTOC, posiblemente se debe a la mezcla de distintos afluentes que alimentan el suministro de la zona industrial, habría que dar seguimiento a este parámetro, ya que se acerca al limite máximo permisible de alcalinidad.
La muestra que presenta mayor dureza es el agua de ZACUALUCA, esto debido a la cantidad de sales que posee, debido a la extracción de pozos en la zona.
La que presenta mayor cantidad de cloruros es la de ZACUALUCA, posiblemente al tratamiento de potabilización que se le aplica.
Todas las muestras analizadas están dentro de los parámetros establecidos, según la normatividad mexicana para agua potable y de uso industrial, por tal motivo se considera que todas son aptas para consumo humano, según estos parámetros, faltaría analizarlas microbiológicamente, metales pesados y otros compuestos tóxicos para determinar si es potable o no.
La muestra que analizamos es de la UTTEC, la cual no presenta alcalinidad a la fenolftaleína, pero si al naranja de metilo.
CUESTIONARIO:
¿Qué es la alcalinidad a la fenoftaleina?
Medida por titulación al punto de viraje de la fenolftaleína (pH 8,3) de la parte de alcalinidad arbitrariamente atribuida a la totalidad de los hidróxidos y a la mitad del contenido de bicarbonato de un agua; a menudo se utiliza conjuntamente con la alcalinidad en el punto de viraje del naranja de metilo.
Tanto en la dureza como en la alcalinidad se determina la cantidad de CaCO3 presente. ¿Cuál es la diferencia en los productos obtenidos?
La alcalinidad es una medida de la cantidad total de sustancias alcalinas (OH-) presentes en el agua y se expresan como partes por millón de CaCO3 equivalente. También se hace así porque puede desconocerse cuáles son los álcalis presentes, pero éstos son, al menos, equivalentes al CaCO3 que se reporte, y la dureza es caracterizada comúnmente por el contenido de calcio y magnesio y expresada como carbonato de calcio equivalente
¿Cuál es la diferencia entre cloro residual y cloruros?
El cloro residual es la cantidad de cloro presente en el agua, en forma libre o combinada, después de efectuada la cloración, mientras que los cloruros son Ión Cl- y sus sales (cloruros de sodio, potasio, etc.) o sales del ácido clorhídrico HCl, que en forma anhidra gaseosa se considera un cloruro, el cloruro de hidrógeno.
¿Cuáles son los parámetros que monitorea la norma para agua potable y la norma para agua residual?
Agua potable:
Contaminacion biológica, compuestos de cloro, características físicas y organoilepticas, color, sabor, olor, turbiedad, constituyentes químicos, As, Al, Ba, Ca, Cu, Cr, Pb, cloruros, dureza, fenoles, fluoruros, materia orgánica, nitratos, nitritos, nitrógeno amoniacal, etc.
Agua residual:
Demanda biológica de O2, DQO, Nitrógeno de amonio, N2, P, compuestos organicos totales, Pb, Hg, Zn, etc.
BIBLIOGRAFIA:
Ingeniería Sanitaria y de Aguas Residuales. Purificación de Aguas y Tratamiento y Remoción de Aguas Residuales. Gordon M. Fair, John C. Geyer, Daniel A. Okun. Limusa Wiley. 1971.
NORMA OFICIAL MEXICANA NOM-042-SSA1-1993, Bienes Y Servicios. Hielo Potable y Hielo Purificado. Especificaciones Sanitarias.
NMX-AA-073-SCFI-2001. ANÁLISIS DE AGUA - Determinación De Cloruros Totales En Aguas Naturales, Residuales y Residuales Tratadas - Método De PRUEBA (CANCELA ALA NMX-AA-073-1981.
NOM-AA-73-1981 Análisis de agua - Determinación de cloruros - Método argentométrico.
NORMA OFICIAL MEXICANA NOM-127-SSA1-1994, "Salud Ambiental, Agua Para Uso y Consumo Humano-limites Permisibles de Calidad y Tratamientos a que debe someterse El Agua Para Su Potabilización".
Desinfección del Agua". Oscar Cáceres López. Lima, Perú. Ministerio de Salud. Organización Panamericana de la Salud. Organización Mundial de la Salud. 1990.
"Guías para la Calidad del Agua Potable". Volumen 1. Recomendaciones. Organización Panamericana de la Salud. Organización Mundial de la Salud. 1985.
