Análisis de aguas

INTRODUCCIÓN

En este experimento se tomaron dos muestras problema, una de ellas fue tomada directamente de la tubería, la segunda fue tomada de un sistema de almacenamiento (tinaco), estas se analizaron, haciéndoles pruebas analíticas de su concentración de sulfatos, cloruros, dureza y alcalinidad. Los resultados que el análisis arrojó se compararon con la NOM-127-SSA1-1994, obteniendo así, que el agua tomada del tinaco se encuentra dentro los parámetros, de la norma, a excepción de la dureza, esto es atribuido a la limpieza del filtro del tinaco, en cambio la muestra tomada de la tubería solo se encuentra dentro de los parámetros, en alcalinidad.

MARCO TEÓRICO 

En este experimento se consideró como contaminación a la concentración de sulfatos, cloruros y dureza de la muestra, así como la alcalinidad de esta. Y agua limpia a aquella que se encuentre dentro de los estándares de la norma.

El agua es una molécula formada por tres átomos uno de oxígeno y dos de hidrógeno con enlaces polares que permiten establecer puentes de hidrógeno entre moléculas adyacentes

• Físicos: Características organolépticas Color, olor, sabor, elementos flotantes, temperatura, sólidos, conductividad y radioactividad
• Químicos: pH, materia orgánica (Carbono orgánico total, COT), DBO, DQO, nitrógeno y compuestos derivados (amoniaco, nitratos, nitritos, etc.), fósforo y compuestos derivados (fosfatos), aceites y grasas, hidrocarburos detergentes, cloro y cloruros, fluoruros, sulfatos y sulfuros, fenoles, cianuros, haloformos, metales, pesticidas
• Gases disueltos: Oxígeno, nitrógeno, dióxido de carbono, metano, ácido sulfhídrico
• Biológicos: Coliformes totales y fecales, estreptococos fecales, salmonellas, enterovirus (3)

Algunas de las propiedades físicas de agua son; que ni tiene color, sabor ni olor, su punto de congelación es de 100 grados Celsius mientras que el de ebullición es a 100 grados Celsius a nivel del mar. El agua posee una tensión superficial muy alta lo que significa que es pegajosa y elástica, se unen en gotas en vez de separarse esta cualidad le proporciona al agua la acción capilar. (1)(2)

También tiene propiedades químicas, una de ellas es que es reconocida como el solvente universal pues disuelve más sustancias que cualquier otro líquido y contiene valiosos minerales y nutrientes el potencial de hidrógeno pH es una medida de acidez o alcalinidad de una disolución el agua pura tiene un pH de 7 neutro. (1)(2)

Hay varios tipos de agua como los siguientes:

• Agua potable: agua que puede ser consumida por personas y animales en riesgo de contraer enfermedades
• Agua salada: agua en la que la concentración de sales es relativamente alta 10000 mg/L
• Agua salobre: agua que contiene sal en una proporción significativamente menor que el agua marina la concentración total de las sales disueltas está generalmente comprendida entre 1000 a 10000 mg/L este tipo de agua no está contenida entre las categorías de agua salada o dulce
• Agua dulce: agua natural con una baja concentración de sales o generalmente considerada adecuada, previo tratamiento para producir agua potable
• Agua dura: agua que contiene un gran número de iones positivos la dureza está determinada por el número de átomos de calcio y magnesio presentes. En el jabón generalmente se disuelve malamente en las aguas duras
• Agua blanda: agua sin dureza significativa
• Aguas negras: agua de abastecimiento de una comunidad después de haber sido contaminada por diversos usos puede ser una combinación de residuos líquidos o en suspensión de tipo doméstico municipal e industrial
• Aguas grises: aguas domésticas residuales compuestas por agua de lavar procedente de la cocina baño fregaderos y lavaderos
• Aguas residuales: fluidos residuales en un sistema de alcantarillado el gasto o agua usada por una casa comunidad o industria que contiene materia orgánica disuelta o suspendida
• Agua bruta: agua que no ha recibido tratamiento de ningún tipo
• Aguas muertas: aguas el estado de escaso o nula coloración generalmente con déficit de oxígeno
• Agua alcalina: cuyo pH de 7 (2)

En este experimento se calculó la concentración de sulfatos y cloruros al igual que características del agua como alcalinidad y dureza, la referencia en concentraciones que se tiene de los aspectos anteriores se tomaron de 1.3.1 NOM-127-SSA1-1994 01-18-96 NORMA Oficial Mexicana NOM-127-SSA1-1994, Salud ambiental, agua para uso y consumo humano-Límites permisibles de calidad y tratamientos a que debe someterse el agua para su potabilización.

Los sulfatos son muy solubles en agua. Sin embargo, los sulfatos de plomo, bario y estroncio son insolubles. El sulfato disuelto puede ser reducido a sulfito y volatilizado a la atmósfera como H2S, precipitado como sales insolubles o incorporado a organismos vivos. Los sulfatos sirven como fuente de oxígeno a las bacterias, en condiciones anaeróbicas, convirtiéndose en sulfuro de hidrógeno. Pueden ser producidos por oxidación bacteriana de los compuestos azufrados reducidos, incluyendo sulfuros metálicos y compuestos orgánicos. La norma marca que la concertación máxima de sulfatos es de 400mg/L (2)(4)

En el agua se pueden encontrar cloruros solubles cómo NaCl con una sal soluble de plata de un precipitado de cloruro de plata que puede ser filtrado lavado desecado y pesado la reacción química que tiene lugar puede presentarse por la ecuación molecular. El cloro puede producir efectos adversos como el de intensificar el sabor y olor característicos de fenoles y otros compuestos orgánicos, la formación de compuestos organoclorados que son potencialmente carcinógenos. La concentración máxima que permite la norma es de 250 mg/L. (4)

Para la determinación de las concentraciones en la muestra de agua de sulfatos y de cloruros se utiliza AgNO3

Al uso de la plata para análisis químicos se le denomina Argentométria el cual es un método de análisis por precipitado que se basa en las reacciones de precipitación de las sales de plata poco solubles se emplean para realizar determinación de cloruros.

Analito + Titulante = Sal Insoluble

Sal = Cl-, Br--, I- (2)(3) (4)

La alcalinidad del agua es también conocida como capacidad buffer del agua. En general, la alcalinidad del agua se debe a los contenidos de carbonatos y bicarbonatos en solución, los cuales son muy comunes en las aguas subterráneas. Cuando se riegan cultivos con aguas de estas características se tienen los mismos efectos, por ello es importante saber que significa la alcalinidad del agua y saber decidir cuándo es necesario un tratamiento. (4)

La dureza del agua y la alcalinidad no están estrechamente relacionadas, pero debido a que la alcalinidad del agua es causada típicamente por una alta presencia de carbonatos de Ca y Mg, la dureza es usualmente una buena aproximación de la alcalinidad. Esto se debe a que dichos elementos son usualmente correlacionados con altos niveles de: Carbonatos (CO3) – comúnmente carbonato de calcio (CaCO3) Bicarbonatos (HCO3-) – comúnmente bicarbonatos de calcio, Ca(HCO3)2; bicarbonato de sodio, (NaHCO3); o bicarbonato de magnesio, Mg(HCO3)2. (4)

En el caso de la dureza total del agua esta se puede entender como la suma de las durezas individuales debidas a los iones de calcio, magnesio, estroncio y bario en forma de carbonato o bicarbonato. Para la dureza total (como CaCO3) la norma establece que deben ser 500mg/L. (4)

Para la determinación de la dureza se utiliza un complejo llamado EDTA. En medio acuoso los cationes de los metales de transición se encuentran solvatados formando acuocomplejos y las reacciones de formación de complejos en medio acuoso pueden considerarse reducidas la mayoría de las veces a un simple desplazamiento de los ligandos por otros ligandos por los que el átomo central presenta más afinidad. Se denomina número de coordinación de un átomo central al número de pares de electrones que acepta de los ligando situados en la esfera de coordinación. Los cationes pueden ejercer intensas acciones atractivas sobre los grupos negativos o sobre los extremos de las moléculas neutras polares, dando lugar a la formación de combinaciones de orden superior que se denominan complejos. (3)

Para poder utilizar el EDTA se tiene que estandarizar, los complejos tienen volumetría la cual se basa en la formación de un complejo soluble mediante la reacción de la especie que se valora y la disolución valorante que constituye algún complejo. (3)

Los complejos son cuerpos coordinados que se distorsionan y producen reacciones sucesivas de los ligantes con los iones centrales un caso simple la constituye la reacción del ion plata con NH3. la fase en que se forma a Ag(NH3)2 son

                           Ag+ + NH3 = Ag(NH3)[pic 1]

...