D.O.E. 201510Coagulacin en el tratamiento de aguas
residualesGRUPO 8IQUI-2200Emisin: Mes 04 Ao 15Elaborado por: Mara
Camila Rivera Serna y Alejandro Valenzuela.Revisado por: Angela
Zuiga, Catalina Hernandez y Andrea Sandoval.
1. Integrantes del grupo.Tabla 1. Integrantes del grupo con
cdigo, programa y usuario.201116964SANDOVAL GARCIAANDREA
[email protected]
201215468ZUIGA GONZALEZANGELA
[email protected]
201212451VALENZUELA
[email protected]
201210901HERNANDEZ MARTINEZCATALINA
[email protected]
201015883RIVERA SERNA MARIA
[email protected]
Tabla 2. Resultados por corrida.CondicionesTurbiedad final
(NTU)
pH(Al2(SO4)3) mg/l
1020
1020
1020
720
720
720
2. Objetivos de la prctica: Se quiere aplicar los diferentes
conceptos de diseo experimental para establecer la relacin entre el
pH y la cantidad de coagulante en la determinacin de la dosis ptima
de coagulante en el tratamiento de aguas residuales.
Desarrollar habilidades para la solucin de problemas prcticos de
una forma ordenada y eficiente.
Determinar la combinacin adecuada de las variables anteriormente
expuestas para poder optimizar el tratamiento de aguas
residuales.
3. Procedimiento experimental:
Tabla 3. Niveles de los Factores Asignados al Grupo
8.FactoresNivel 2 Nivel 3
Ph710
(Al2(SO4)3) mg/l2030
4. Clculos pertinentes:***Se deber tener en cuenta que para cada
uno de los experimentos en su respectivo nivel se realizarn 3
rplicas. En cuyo caso es imperativo preparar una solucin de agua pH
3 de 1 L as como una pH 7 de 1 L en este caso. Estas dos soluciones
debern ser necesarias para poder completar cada una de las rplicas
por factor.
Solucin de Agua pH 7:La solucin de agua pH 7 en un principio NO
tendra por qu requerir una preparacin previa pues se espera que su
pH sea aproximadamente igual a 7. Ahora bien, es necesario realizar
el protocolo de medicin con el pH metro, el cual se describir ms
adelante con el fin de determinar si es necesario realizar algn
ajuste.
Solucin de Agua pH 10:Para esta solucin, necesitamos llegar a
una preparacin que sea ms bsica. En cuyo caso, es necesario de algn
compuesto bsico fuerte como el hidrxido de Sodio (NaOH). El cual
ser suministrado a travs de soluciones con concentraciones
especificadas el da de la prctica.
De este modo, Partimos de que
En este sentido es necesario preparar una solucin de NaOH 0.0001
M para llegar a dicho pH.Como no es posible determinar la
concentracin de la solucin de NaOH ya que no se ha tenido
comunicacin previa con el laboratorio. Partiremos de una solucin
comercial genrica 10 M.Aplicando frmula de dilucin:
Con C1 = 10 M, V1 = X L, C2= 0.0001 M, V2= 1 L, despejando para
V1
Por lo tanto, ser necesario aadir 0.01 mL de solucin comercial
de NaOH para preparar 1 L de solucin de agua pH 10 completando con
agua hasta 1 L. Inmediatamente despus se recomienda comprobar con
el pH metro.
5. Protocolo de manejo de equipos:Turbidmetro:Es un equipo que
mide la cantidad de slidos suspendidos que existen en una muestra,
los cuales provocan que la luz se disperse y absorba en lugar de
transmitirse en la muestra. El Turbidmetro debe estar encendido con
una hora de anticipacin (preferiblemente), se coloca la celda con
la suspensin patrn apropiada en el compartimiento se programa el
equipo para Turbidez, en un tubo aparte se toma la muestra a
analizar (previamente homogenizada para dispersar slidos) y se deja
hasta que las burbujas de aire desaparezcan, se seca muy bien el
tubo y se vierte en el turbidmetro se tapa y el equipo lee
inmediatamente a la escala del equipo.CALIBRACIN PREVIA:1) Se
enchufa el equipo en un toma corriente monofsico a 110 V2) Prendo
el equipo con la tecla POWER3) Se cubre con el protector de luz y
con el tornillo de encendido, luego se indica el rango a calibrar
(10, 100, 1000 ppm).4) El tablero debe mostrar la Turbidez de la
suspensin del patrn usado5) Si esto no ocurre inmediatamente hago
girar el tornillo estandarizado6) Se recomienda calibrar el equipo
con el rango superior a 10.000 ppm y se procede a la lecturas, as
nos damos cuenta si es necesario diluir las muestras para poder
tener la Turbidez real.
PROCEDIMIENTO DE OPERACIN:1) Llene el vial hasta la marca con el
lquido a medir.2) Agito la muestra con el fin de dispersar los
slidos y se deja hasta que las burbujas de aire desaparezcan y se
seca el tubo con toalla papel, luego se vierte la muestra en el
compartimiento del equipo.3) Inserte el vial en el contenedor hasta
el fondo.4) Cierre la tapa correctamente.5) Pulse el botn TEST una
vez y la pantalla mostrara TEST, parpadeando en pantalla durante
unos 10 segundos. Despus aparecer el valor de Turbidez NTU en
pantalla.
Recomendaciones: Evitar usar el equipo en presencia de
sustancias o materiales combustibles o inflamables, o en ambientes
con vapores corrosivos. Supervisar si se requiere calentar
sustancias con bajo punto de ignicin. Utilizar elementos de
proteccin personal. Evitar colocar sobre la superficie del equipo:
lminas metlicas, materiales con propiedades aislantes, elementos de
vidrio con bajo punto de fusin.
Figura1. Turbidmetro.
http://www.equiposylaboratorio.com/wenv/file_image.php?id6389&download=&jpg=1&w=450&h=200&jpg=1
pH metro:Es un sensor utilizado en el mtodo electroqumico para
medir el pH de una disolucin.Un pH metro es un voltmetro que junto
con los electrodos, al ser sumergidos en una sustancia, generan una
corriente elctrica. Esta corriente elctrica depender de la
concentracin de iones de hidrgeno que presente la solucin.
Procedimiento de operacin:CALIBRACIN PREVIA:Como los electrodos
de vidrio de pH mesuran la concentracin de H+ relativa a sus
referencias, tienen que ser calibrados peridicamente para asegurar
la precisin. Por eso se utilizan buffers de calibrase (disoluciones
reguladoras de pH conocido).1) Echar en un vaso de precipitado una
cantidad de solucin tampn pH=7.2) Pulsar el botn ON/OFF del
aparato.3) Sumergir el electrodo slo 2 cm en el vaso.4) Pulsar el
botn CAL para proceder a la calibracin.5) Agitar suavemente y
esperar a que la lectura se estabilice: deber aparecer en pantalla
el nmero 7.6) Una vez estabilizada la lectura en el valor 7,
apretar el botn HOLD/CON para aceptar esta lectura.7) Lavar el
electrodo con el frasco lavador. Vertiendo el agua del lavado en un
cristalizador.8) Secar cuidadosamente el electrodo con un pauelo de
papel.9) Echar en un vaso de precipitacin una cantidad de solucin
tampn ph=4 pH=10.10) Repetir los pasos desde el 3 hasta el 8, con
uno de los dos vasos anteriores (no es necesario hacerlo con los
dos).11) El valor que tendr que aparecer en pantalla ser de 4 si
utilizamos el vaso con la solucin de pH=4 y de 10 si utilizamos el
vaso con la solucin de pH=10.
PROCEDIMIENTO DE OPERACIN:1) Llenar un vaso de precipitado con
la muestra de agua hasta la marca de 50 ml. (aproximadamente).2)
Pulsar el botn ON/OFF para encender el aparato.3) Sumergir el
electrodo unos 2 cm en el vaso y mover suavemente.4) Esperar a que
la lectura del pH se estabilice.5) Una vez estabilizada la lectura
que aparece en la pantalla del aparato, podemos mantener la lectura
en la pantalla apretando el botn HOLD/CON.6) Anotar el valor que
aparece en pantalla.7) Para volver a realizar otra medicin, pulsar
otra vez HOLD/CON.8) Lavar el electrodo con el frasco lavador,
vertiendo el agua del lavado en un cristalizador.9) Secar con un
pauelo de papel cuidadosamente.10) Volver a realizar una nueva
medida repitiendo los pasos desde el 4 al La medida del pH que
anotaremos en la Hoja de Trabajo de Datos ser la MEDIA ARITMTICA
entre las dos medidas realizadas (los dos valores del pH no deben
de diferir en ms de 0.2 para considerarlos como aceptables).
Recomendaciones: El electrodo debe mantenerse humedecido
siempre. Se recomienda que se guarde en una solucin de 4M KCl; o en
un buffer de solucin de pH 4 7 No se debe guardar el electrodo en
agua destilada, porque eso causara que los iones resbalaran por el
bulbo de vidrio y el electrodo se volvera intil. Se calibra
mediante soluciones estandarizadas.
Figura 2. pH
metro.http://1.bp.blogspot.com/-XRVn188trao/TtrCFHaFisI/AAAAAAAAADM/JkQwTmZcO5o/s1600/ph-metro-.jpg6.
Fichas de Seguridad MSDS:Sulfato de
AluminioGeneralidadesPropiedades fisicoqumicasNombre: Sulfato De
AluminioSinnimos: Alumbre, Torta de Alumbre, Salmuera de Alumbre,
Alumbre de perla Formula: Al2 (SO4)3.14H2O Familia Qumica: Sales
Inorgnicas Peso molecular: 342.1g/molDensidad: 2.71 g/cm3
Solubilidad en agua: Elevada.
Riesgos para la saludInhalacin: Puede alcanzar rpidamente una
concentracin nociva de partculas suspendidas en el aire cuando se
dispersa, especialmente si est en forma de polvo.Piel y ojos:
Irritacin ocular grave Concentracin sntomas de exposicin: Efectos
de exposicin de corta duracin La sustancia irrita los ojos, el
tracto gastrointestinal y ocasionalmente la piel. Efectos de
exposicin prolongada La sustancia puede afectar al sistema nervioso
central, dando lugar a alteraciones funcionales.
Riesgos ecolgicosLa sustancia es txica para los organismos
acuticos. Se aconseja firmemente impedir que el producto qumico se
incorpore al ambiente. Tiene un alto potencial de
bioacumulacin.
Primeros auxiliosEn caso de:Inhalacin: Trasladar al aire fresco,
si respira con dificultad suministrar oxgeno. Mantener la persona
abrigada y en reposo. Buscar atencin mdica. Contacto con los ojos:
Lavar con abundante agua durante varios minutos. Contacto con la
Piel: Lavar con a agua y jabn. Quitar y lavar la ropa contaminada
antes de usarla de nuevo. IngestinLlamar a un mdico inmediatamente.
NO inducir al vmito. Lavar la boca con agua. Beber leche.
Precauciones especialesProteccin personal: filtro para partculas
adaptado a la concentracin de la sustancia en aire. Almacenamiento:
Almacenar en recipientes resistentes a la corrosin
Eliminacin: No permitir que este producto qumico se incorpore al
ambiente.
Equipos de proteccin personalGuantes de proteccin: Utilizar
guantes de material impermeable que sean fciles de
remover.Proteccin ocular: Se recomienda usar gafas de seguridad y
adicionalmente protector facial. Equipo de proteccin: Usar zapatos.
Ventilacin: Artificial si el rea es cerrada
(Asideka)
cido ClorhdricoGeneralidadesPropiedades fisicoqumicasNombre:
cido Clorhdrico Sinnimos: cido muritico, Cloruro de hidrogeno
(gas)Formula: HCLPeso molecular: 36.46 g/molPresin de vapor ( A
17.8 C): 4 atm Densidad del vapor: 1.27Densidad del gas (a 0 C):
1.639 g/L
Riesgos para la saludEl cido clorhdrico y concentraciones altas
de gas, son altamente corrosivos para la piel y mucosasInhalacin:
En exposiciones agudas, los efectos se presentan en el tracto
respiratorio superior. El gas causa dificultad para respirar, tos e
inflamacin y ulceracin de nariz, trquea y laringe. Exposiciones
severas causan espasmo de la laringe y edema en los pulmones y
cuerdas vocales. Ojos: Es un irritante severo y al contacto puede
causar quemaduras, reducir la visin e incluso la prdida total de
sta.Piel: causa quemaduras serias, dermatitis y fotosensibilizacin.
Ingestin: Produce corrosin de las membranas mucosas de la boca,
esfago y estmago
Riesgos ecolgicosSi se diluye bien en Agua o se neutraliza se
puede depositar en el drenaje
Primeros auxiliosEn caso de:Inhalacin: Retirar la persona hacia
un sitio ventilad. Contacto con los ojos: Lavar con abundante agua
durante varios minutos. Contacto con la Piel: Lavar con a agua.
Quitar y lavar la ropa contaminada.IngestinLlamar a un mdico
inmediatamente. NO inducir al vmito.
Precauciones especialesProteccin personal: utilizar lentes de
seguridad, bata de laboratorio, zapatos cerrados, guantes de
nitrilo. No deben usarse lentes de contacto durante el uso de este
producto. Almacenamiento: Debe almacenarse en lugares secos,
ventilados, alejado de materiales oxidantes y protegido de daos
fsicos.Eliminacin: Diluir con agua cuidadosamente, neutralizar con
carbonato de calcio o cal. La disolucin resultante puede vertirse
al drenaje, con abundante agua.
Equipos de proteccin personalGuantes de proteccin: Utilizar
guantes de NitriloProteccin ocular: Se recomienda usar gafas de
seguridad y adicionalmente protector facial. Equipo de proteccin:
Usar zapatos. Ventilacin: Artificial si el rea es cerrada
(UNAM)
Hidrxido de SodioGeneralidadesPropiedades fisicoqumicasNombre:
Hidrxido de Sodio Sinnimos: Soda, Soda Caustica, LejiaFormula:
NaOHPeso molecular: 40.01 g/molDensidad: : 2.13 g/ml (25
C)Solubilidad: Soluble en agua, alcoholes y glicerol, insoluble en
acetona.Punto de ebullicin: 1388C (a 760 mm de Hg) Punto de fusin:
318.4 C
Riesgos para la saludEs irritante y corrosivo de los tejidos
Inhalacin: La inhalacin de polvo o neblina causa irritacin y dao
del tracto respiratorio, quemaduras en la nariz. Contacto con ojos:
Es extremadamente corrosivo a los ojos, puede provocar irritacin en
la crnea, ulceracin, nubosidades, y hasta prdida de la visin.
Contacto con la piel: Altamente corrosivo a la piel. Ingestin:
Causa quemaduras severas en la boca y esfago produciendo vmito y
colapso.
Primeros auxiliosEn caso de:Inhalacin: Retirar la persona hacia
un sitio ventilad. Contacto con los ojos: Lavar con abundante agua
durante varios minutos. Contacto con la Piel: Lavar con a agua.
Quitar y lavar la ropa contaminada.IngestinLlamar a un mdico
inmediatamente. NO inducir al vmito.
Precauciones especialesProteccin personal: utilizar lentes de
seguridad, bata de laboratorio, zapatos cerrados, guantes de
nitrilo. No deben usarse lentes de contacto durante el uso de este
producto. Almacenamiento: lugar seco, protegido de la humedad,
agua, dao fsico y alejado de cidos, metales, disolventes clorados,
explosivos, perxidos orgnicos y materiales inflamables. Eliminacin:
Para pequeas cantidades, agregar lentamente y con agitacin, agua y
hielo. Ajustar el pH a neutro con HCl diluido. La disolucin acuosa
resultante, puede tirarse al drenaje diluyndola con agua.
Equipos de proteccin personalGuantes de proteccin: Utilizar
guantes de NitriloProteccin ocular: Se recomienda usar gafas de
seguridad y adicionalmente protector facial. Equipo de proteccin:
Usar zapatos. Ventilacin: Artificial si el rea es cerrada
(UNAM)
7. Discusin.Para esta prctica de laboratorio, se debe tener
especial precaucin ya que se puede contaminar el rea utilizada y
otros experimentos realizados en el laboratorio, por otra parte es
importante tener muy en cuenta que se podra presentar alta
irritacin en contacto con los ojos y la piel por lo tanto es
necesario usar bata que cubra completamente el cuerpo y no usar
zapatos abiertos. De otro lado, es necesario que se controle de
cerca y con mucho cuidado la experimentacin manteniendo la cantidad
necesaria para evitar derrames o reacciones que atenten contra la
integridad del personal presente. Se sugiere que el experimento se
desarrolle en una zona especfica del laboratorio sin generar
desorden y eliminar los traslados innecesarios para evitar
accidentes como tropiezos o afectar al personal del laboratorio. Es
posible que alguno de los elementos utilizados se rompa, estos
hechos deben ser reportados a encargado del laboratorio, la
recoleccin de los pedazos debe hacerse con mucho cuidado y
procurando evitar cortes o contactos directos con los reactivos del
experimento. Se pueden producir cortes o contacto directo con los
reactivos en la limpieza de los elementos usados en la
experimentacin, se debe realizar el lavado solo una persona por vez
en el lavadero para evitar accidentes y hacer el lavado con cuidado
y desechando los restos de reactivo en los sitios indicados para
cada uno. Respecto del manejo de los equipos y adicional a lo
anteriormente mencionado en dicha seccin es muy importante tener en
cuenta que cada uno de estos equipos deber ser correctamente
manipulado a las condiciones de operacin solicitadas en aras de que
los resultados del experimento sean coherentes y que no haya algn
riesgo con los reactivos que se utilizarn. En este caso, es
importante mencionar que la el turbidmetro deber estar
correctamente calibrado con el fin de que las muestras analizadas
arrojen resultados coherentes y sin errores que afecten la calidad
del anlisis posterior. Por ningn motivo se debe ingresar una
muestra que tenga burbujas, es imperativo y necesario que se agite
correctamente la muestra, de lo contrario la medicin carecer de
sentido alguno. Adicionalmente, el equipo deber se programado a
temperatura ambiente y por ningn motivo deber aumentar o disminuir
su temperatura. Con respecto al pH metro, se deber tener en cuenta
que deber haber una calibracin previa del equipo, en este caso con
solucin estndar de agua pH 7. Por otra parte, los electrodos deben
siempre estar humedecidos y debern ser almacenados como lo indique
el proveedor o en soluciones buffer en pH preferiblemente de 7.
Nunca es recomendable almacenar o humedecer un electrodo en agua
destilada pues esto podra causar que los iones disociados resbalen
a travs del bulbo de vidrio. Por ningn motivo se debe desplazar el
pH metro del rea, una mala manipulacin o un incorrecto traslado
durante su funcionamiento podra causar que los bulbos se rompan y
causar cortaduras o heridas en piel.
8. Riesgos adicionales, control prevencin, primeros auxilios e
informacin adicional.Al hablar de los riesgos que se presentan en
esta prctica y una vez hecho hincapi en los riesgos de los equipos,
es importante entender la forma en que las sustancias reaccionantes
en este experimento podran afectar el desarrollo del mismo y la
integridad de los experimentadores.
Para el caso del hidrxido de sodio, es importante ratificar que
es una sustancia corrosiva, irritante y txica. De este modo, hay
que decir que en caso de contacto accidental con piel u ojos lavar
con abundante agua, en caso de ingestin no inducir el vmito y lavar
la boca, por ltimo en caso de inhalacin trasladarse al aire fresco.
Segn a situacin consultar al mdico. Para poder mitigar cualquier
riesgo de salud es importante que el personal cuente con la
indumentaria descrita en la ficha de seguridad de este compuesto.
De otra parte, este compuesto aunque es estable a condiciones
estndares de temperatura no deber ser mezclado sin previa
asistencia y autorizacin con xidos, cloro e incluso la luz y
temperaturas medianamente altas. En cuyo caso, cabe nuevamente
resaltar la precaucin que se deber tener con el uso de la plancha
con agitador. Adems, no sobra decir que deber ser almacenado y
desechado nicamente en los lugares que se han dispuesto para ello y
nunca deber ser vertido a desages no aptos para ello por sus
riesgos ecolgicos. Se deben utilizar las cantidades especificadas
en los clculos ms adelante conforme en la matriz asignada para
cumplir con el protocolo de manejo de dicha sustancia qumica
evitando as errores en el desarrollo del experimento y posibles
accidentes.
Con respecto al cido clorhdrico, se deber afirmar que por ser un
fuerte compuesto corrosivo y reaccionar violentamente con
combustibles y reductores con peligro de incendio o explosin debe
ser manejado con suma prudencia alejado de otras sustancias como
xidos, gases y altas temperaturas. En cuyo caso, aplican las mismas
recomendaciones dadas para el hidrxido de sodio. Por otro lado, si
hay contacto con piel u ojos se debe lavar con abundante agua, en
caso de ingestin no inducir el vmito y lavar la boca, por ltimo en
caso de inhalacin trasladarse al aire fresco. En altas cantidades
puede constituir en riesgo para la salud debido a que irrita y
causa daos completamente irreversibles en mucosas y piel. Se debe
tener mucha precaucin al manejarlo sobre todo manteniendo barreras
de proteccin primarias y evitando cualquier contacto directo en
especial si se manejan soluciones altamente concentradas.
El sulfato de amonio es sumamente peligroso cuando se inhalan
partculas de polvo, especialmente cuando se dispersan grandes
cantidades en el aire circundante en caso de emergencia se deber
abandonar el rea de trabajo. En todo caso, el recinto deber contar
con muy buenos sistemas de ventilacin y ms all de eso se deber
mantener tapabocas para evitar cualquier inhalacin pues aunque no
causa gran irritacin en mucosas y generalmente con atencin mdica
primaria se logra mitigar y contrarrestar cualquier incidente de
esta ndole, la exposicin prolongada con inhalacin podra causar daos
en sistema nervioso central, desmayos y/o alucinaciones y ello
podra repercutir en secuelas irreversibles.
Por ltimo, se quiere hablar concretamente de las variables que
se van a tener en cuenta en el experimento. Se desea plantear un
grupo control en nuestras corridas y esta ser el agua apta para
consumo humano contemplada en la Resolucin 2115 del 2007 de los
Ministerios de Ambiente y Vivienda. Segn las caractersticas
emanadas en dicha ley, el agua apta para consumo humano tendr una
turbiedad de 2 NTU y un pH que oscila entre los 6,5 y 9. Ya que se
desea trabajar con un litro de agua pH 7 la cual proviene del
suministro del acueducto, ser necesario corroborar que la
informacin sea verdica para obtener un punto de comparacin preciso.
Se presenta en la siguiente tabla tomada de internet las
principales caractersticas fisicoqumicas del agua segn lo contempla
la ley colombiana:
Tabla 3. Caractersticas fsicas del agua apta para consumo humano
segn la ley colombiana.
Tomado de
http://www.ins.gov.co/tramites-y-servicios/programas-de-calidad/Documents/resolucion%202115%20de%202007,MPS-MAVDT.pdf
Figura 3. Artculo 4. Sobre el Potencial Hidrgeno contemplado en
Ley colombianaTomado de
http://www.ins.gov.co/tramites-y-servicios/programas-de-calidad/Documents/resolucion%202115%20de%202007,MPS-MAVDT.pdf
Dicha informacin nos permite tener claro las dimensiones de los
valores que se esperaran con el fin de evitar que las apariencias
lleven a conclusiones errneas. Lo cual permite finalmente,
controlar las variables y atributos de los datos esperados como nos
sea posible, modificndolos como se vino exponiendo lo cual evita
confundirlos.
REFERENCIAS:Asideka. (s.f.). www.ecosmep.com. Obtenido de
www.ecosmep.com:
http://www.ecosmep.com/cabecera/upload/fichas/7109.pdfColombia,
Ministerio de Ambiente y Ministerio de Proteccin Social. (2007).
Resolucin 2115 de 2007. Obtenido de
http://www.ins.gov.co/tramites-y-servicios/programas-de-calidad/Documents/resolucion%202115%20de%202007,MPS-MAVDT.pdfManual
de operacin y cuidados de equipos de laboratorio. (s.f.). Obtenido
de
http://www.equiposylaboratorio.com/sitio/contenidos_mo.php?it=1344UNAM.
(s.f.). www.quimica.unam.mx. Obtenido de www.quimica.unam.mx:
http://www.quimica.unam.mx/IMG/pdf/2hsnaoh.pdfUNAM. (s.f.).
www.quimica.unam.mx. Obtenido de www.quimica.unam.mx:
http://www.quimica.unam.mx/IMG/pdf/3hshcl.pdf
