CARACTERISTICAS FISISCAS Y QUIMICAS DEL AGUA

CARACTERISTICAS FISICAS Y QUIMICAS FUNDAMENTALES DEL AGUA

Alejandra Vargas1, Sandra M. Ramirez1, María C Reyes1.

RESUMEN

La práctica se realizó con el fin de identificar los parámetros físicos y químicos fundamentales del agua. Partiendo de una muestra de agua que cada grupo debió llevar. La práctica consistió en 6 partes; dando inicio con la determinación de sólidos por el método gravimétrico, empezando por los sólidos totales, volátiles y fijos en los cuales se procedió a preparar una capsula de porcelana previamente y allí se suministró un volumen de la muestra hasta que esta se evaporara y se secara el residuo resultante, todo esto para hallar el peso de estos sólidos. Se continuó con la determinación de solidos suspendidos totales y disueltos totales, donde se realizó una filtración de la muestra; realizando una previa preparación del papel filtro, al final se realizó el respectivo secado y desecado del papel filtro el cual ya contiene los sólidos a los cuales se les obtiene su peso. Esta primera parte se finalizó con la determinación de solidos sedimentables donde se vertió un volumen de la muestra en el cono Imhoff, agitándola vigorosamente y así dejando sedimentar las partículas que esta contenía, midiendo el volumen acumulado de ellas.

La segunda parte consistió en la identificación del color y olor por el método sensorial, observando la intensidad del color sobre un fondo blanco , el olor se determinó calentando la muestra a tan solo 40oC para que así fuera más fácil abanicar los vapores e identificar el olor generado.

La tercera parte consistió en la determinación de la turbidez por el método nefelometrico, donde se realizó la respectiva calibración del turbidimetro, se llenó la celda con la muestra, se colocó en el equipo y este nos arrojó el valor correcto.

La cuarta parte consistió en la determinación de la conductividad eléctrica por el método conductimetrico, al igual se realizó el respectivo lavado y calibración de la celda de conductividad, se ubicó dentro de la muestra y se leyó el valor que esta nos mostró.

La quinta parte consistió en la medición del pH por el método electrometrico, se realizó el lavado del electrodo y su calibración con disoluciones buffer, leyendo el pH con cada una de ellas. Se toma la muestra y se lee su medida de pH agitándola moderadamente.

Como sexta y última parte se realizó la determinación de la dureza total por el método Titulometrico, donde se tomó un volumen de la muestra y se le agrego disolución buffer y negro de eriocromo donde la muestra obtuvo un color rojo vino, se realizó la titulación con disolución Na2EDTA hasta que llegara al punto final donde se obtuvo ahora una coloración azul, donde se opta por anotar el volumen de titulante gastado. Para finalizar se tomó una muestra de agua destilada a la cual se le agrego la disolución buffer y el negro de eriocromo donde inmediatamente se obtuvo la coloración azulada.

Palabras Claves: Gravimetría, Volumetría, Sólidos totales, Sólidos suspendidos, Sólidos disueltos, Turbidez, Conductividad, pH, Dureza total, Titulación.

INTRODUCCION

El agua es una sustancia formada por dos átomos de hidrógeno y un átomo de oxígeno, esencial para todas las formas de vida, sin embargo su gran capacidad de disolverse es un problema ya que se mezcla con sustancias químicas de propiedades muy particulares, debido a esto se requiere un análisis fisicoquímico de las características de una muestra de agua, así como su composición y la cantidad de sustancias disueltas o suspendidas en ella. Basándose en esto se menciona la obtención de cada parámetro sea físico o químico y lo necesario para clasificar el tipo de agua que se requiere.

Las propiedades físicas del agua son las que nos permiten medir y observar sin cambiar su identidad y su composición, por ejemplo, se puede determinar el punto de fusión del hielo cuando se calienta y pasa al estado líquido. El agua se diferencia del hielo en apariencia más no en su composición (1). Podemos encontrar el agua en sus tres estados: sólido, líquido y gaseoso; es incolora, pero cuando el agua tiene un color determinado se identifican la presencia de iones metálicos como los restos vegetales o residuos industriales, en los casos de aguas residuales su color se debe a los materiales coloidales o en suspensión. Su color se puede examinar por tres métodos: - Observación visual – Utilizando instrumentos ópticos – Comparación visual con soluciones patrón; es inodora aunque se pueden presentar olores por la presencia de compuestos químicos, materias orgánicas en descomposición u organismos vivos. Se puede determinar en forma sensorial; el agua puede tener 4 tipos de sabores: ácida, amarga, dulce o salada; su temperatura es de gran importancia, si se presenta un aumento de temperatura modifica la solubilidad de las sustancias aumentando la de los sólidos disueltos y disminuyendo la de los gases. La elevación implica la aceleración de la putrefacción y aumenta la demanda de oxígeno. A nivel industrial su temperatura depende del tipo de proceso utilizado y de su volumen; la turbidez es la dispersión y la absorción de la luz con disminución de la transmisión en línea recta; la conductividad eléctrica es la capacidad que tiene una disolución acuosa de transportar corriente eléctrica; su punto de ebullición es de 100ºC a 760 mmHg y su punto de congelación es de 0ºC. El agua líquida tiene la característica de no solidificarse a algunos grados por debajo de la temperatura de cristalización y se puede conservar líquida a 20ºC en tubos capilares. Cuando se solidifica el agua se desprenden 79.4 calorías por cada gramo de agua que se solidifica. Se cristaliza adaptando formas diferentes según las condiciones de cristalización. Su calor específico es elevado, por esta razón el agua se considera como buen regulador de temperatura en la superficie de la tierra. Los enlaces por puente de hidrógeno atribuyen a las propiedades físicas, estos enlaces se encuentran en el estado sólido del agua, la red cristalina de cada átomo de la molécula está rodeada por 4 átomos de hidrógeno en forma tetraédrica conformando su estructura. Cuando el agua sólida se funde, su estructura tetraédrica se destruye y su densidad es mayor por la cercanía de cada molécula.

Las propiedades químicas efectúan cambios químicos, por ejemplo, la combustión del hidrógeno y del oxígeno, sus cambios no sólo son físicos sino también cambia su composición. El agua reacciona con óxidos ácidos formando ácidos oxácidos; también reacciona con los no metales, especialmente con los halógenos; se forman hidróxidos a partir del agua y óxidos de los metales (óxidos básicos); algunos metales descomponen al agua a temperaturas bajas y otras a temperaturas muy altas; el pH es la actividad del ion hidronio, a cierta temperatura, indica la intensidad de las características ácidas o básicas del agua; la acidez es la capacidad con la que el agua reacciona con bases fuertes a cierto pH, las sustancias que contribuyen en la acidez del agua son los ácidos fuertes, débiles y sales hidroxiladas; la alcalinidad es la capacidad con la que el agua neutraliza ácidos a un determinado pH; la dureza total del agua es la suma de las concentraciones de los iones de calcio y magnesio (2).

Para determinar estas propiedades físicas y químicas se emplearon diversos procedimientos como el método gravimétrico (método de análisis en el que la señal analítica es una medida de la masa o un cambio en esta. La masa es la más fundamental de todas las mediciones analíticas y la gravimetría es la técnica analítica cuantitativa mayor) (3), el método sensorial (análisis realizado con los sentidos), el método nefelométrico (se utiliza una celda fotoeléctrica que mide la luz a 90º de la trayectoria del rayo en la muestra, se utiliza por su precisión), el método conductimétrico (conducción de corriente eléctrica a través de un electrolito), el método electrométrico y título métrico (4). Estos métodos fueron utilizados en el laboratorio para determinar y diferenciar el análisis químico, físico, cualitativo y cuantitativo de la muestra tomada de diferentes orígenes. Además se debe tener en cuenta el comportamiento disolvente del agua, su capacidad para que se desarrolle vida, lo que la convierte en un sistema complejo sobre el que habrá que realizar análisis tanto cualitativos como cuantitativos con objeto de conocer el tipo y grado de alteración que ha sufrido, y consecuentemente como se encuentran modificadas sus propiedades para usos posteriores. Puesto que la alteración de la calidad del agua puede venir provocada tanto por efectos naturales como por la actuación humana derivada de la actividad industrial, agropecuaria, doméstica o de cualquier otra índole, no es de extrañar que el análisis de los parámetros de calidad del agua se deba realizar a todo tipo de aguas, independientemente de su origen.

MATERIALES Y MÉTODOS

Reactivos

Se utilizó negro de eriocromo T grado analítico (Merck), carbonato de amonio 5% grado analítico (Merck, pureza del 99%), hidróxido de sodio 0.02N grado reactivo (Merck, pureza del 98,4%) y Na2 EDTA (Merck).

Equipos

Para llevar a cabo el proceso de calcinación se empleó una mufla Furnace 48000 (Thermolyne), el volumen de la cámara es de (Lt) 1.3, su rango de temperatura 100°C a 1100°C, se controla la temperatura por ajuste digital, display LED muestra temperatura real y deseada, Estabilidad (Uniformidad) de la cámara a 1000°C ± 0.3°C (±7.8°C), Dimensiones de la cámara. 10.3 x 9.8 x 13 (cm), Dimensiones Exteriores 23 x 36 x 21.6 (cm), Especificaciones

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