Análisis químico de aguas. Determinación de sulfatos

 Proyecto 1. Análisis químico de aguas. Determinación de sulfatos

Ciudad de México, a 11 de enero del 2021

Marco teórico

Una molécula de agua contiene únicamente dos elementos: un átomo de oxígeno y dos de hidrógeno (H2O) enlazados covalentemente. Las propiedades del agua son que es incolora, inodora e insípida; mantiene una buena conductividad eléctrica cuando tiene iones disueltos en ella; en estado puro es diamagnética, es decir, repele los campos magnéticos; Tiene una elevada tensión superficial (energía necesaria para aumentar su superficie) y, por tanto, tiene una alta resistencia a aumentar su superficie, también es sumamente adhesiva. Tiene una densidad muy estable pero al bajar la temperatura, a diferencia de otros líquidos, su densidad disminuye cuando pasa al estado sólido. Tiene un elevado punto de fusión y de ebullición (100 ⁰C). Por otra parte, el agua potable es aquella que es apta para el consumo humano, tanto para beber como para preparar alimentos o comidas. Existen valores máximos de pH, minerales, sales y microorganismos que distinguen el agua potable del agua no apta para su consumo.1, 2

Los sulfatos, sales solubles en agua a excepción de los de Pb, Ba y Sr, se hallan profusamente repartidos en todas las aguas. El ion sulfato procede fundamentalmente de los procesos de disolución de yesos (CaSO₄.2H₂O), sin olvidar las cantidades procedentes de la oxidación bacteriana de sulfuros. El sulfato (SO₄²⁻) se encuentra ampliamente distribuido en la naturaleza y puede estar presente en aguas naturales en concentraciones que van desde unos pocos miligramos por litro hasta algunos gramos por litro. Los sulfatos de sodio y de magnesio tienen un efecto purgante, especialmente entre los niños, se recomienda un límite superior en aguas potables de 250 mg/L de sulfatos. El contenido es también importante, porque las aguas con alto contenido de sulfatos tienden a formar incrustaciones en las calderas y en los intercambiadores de calor.3, 4

El método a emplear es la espectrofotometría, la cual es una técnica en la que se emplean mediciones cuantitativas y análisis de espectros de luz específicos. Desde simples técnicas de control de calidad hasta avanzados análisis químicos, la espectrofotometría es un proceso robusto y ampliamente utilizado en múltiples disciplinas e industrias. Debido a que existen diferentes tipos de luz y a que las herramientas y técnicas usadas para medir y cuantificarlos son diferentes, existen herramientas específicas que deben ser utilizadas según el tipo de espectro de luz que necesita ser medido. El espectro de absorción es una representación gráfica que indica la cantidad de luz absorbida (ε) a diferentes valores de λ. A partir de una solución diluida de un compuesto, cuya absorbancia máxima entra dentro del rango de medida del espectrofotómetro, se verá el valor de absorbancia a diferentes longitudes de onda frente a un blanco que contenga el disolvente de la solución de la muestra a caracterizar. A partir del espectro de absorción se obtendrá el valor de λ al que el compuesto presenta la mayor absorbancia (λmax). Dicho λ se utilizará a la hora de hacer determinaciones cualitativas y cuantitativas del compuesto. El espectro de absorción de un cromóforo depende, fundamentalmente, de la estructura química de la molécula.5

Problema

¿Cuál será la concentración de sulfatos de una muestra de agua potable?

Hipótesis

La muestra de agua potable a analizar, tendrá una concentración de sulfatos (como SO₄ ˉ²) máxima  de 400 mg/L.

Variables

Independientes: Volumen de la alícuota de la muestra de agua.

Dependientes: Volumen añadido de disolución de ácido sulfúrico.

Extrañas: Pureza de los reactivos y sólidos suspendidos en la muestra de agua.

Objetivo

Determinar cuantitativamente  la cantidad de sulfatos solubles presentes en una muestra de agua potable.

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