Laboratorio Quimica2

General

Cualificar y cuantificar la presencia de DQO, oxígeno disuelto en muestras de aguas.

Específicos

Identificar las variables involucradas en la determinación analítica de la DQO, oxígeno disuelto y test de jarras, en aguas de diferente origen.

Comparar, los resultados obtenidos en el laboratorio con a la normativa nacional e internacional vigente.

Establece diferencias y semejanzas en la aplicación de diferentes coagulantes como prueba piloto en procesos de potabilización de aguas.

→ Identificar las variables involucradas en la determinación analítica de la DQO, oxígeno disuelto y test de jarras en aguas de diferente origen.

→ Aplicar los criterios de tratabilidad de acuerdo a los resultados encontrados en las pruebas de los coagulantes y de los parámetros de calidad del agua medidos antes y después de la prueba de Jarras.

Introducción:

Para la presente práctica se realizará la determinación química de oxígeno (DQO) y el oxígeno disuelto en un cuerpo de agua tomado siendo ésta de tipo residual, debido a que la determinación química de oxígeno se basa en hallar la cantidad de sustancia orgánica presente en la muestra. Estas determinaciones se realizarán en esta práctica por tres métodos. El primero al armar un sistema de digestión a reflujo y una posterior titulación al cabo de un tiempo ya preestablecido (DQO), el segundo consiste en una titulación de la muestra con diferentes reactivos que permitirán establecer si el cuerpo de agua presenta o no una concentración considerable o normal de oxígeno disuelto o si por el contrario la muestra se encuentra muy contaminada y presenta poco o nulo oxígeno. El tercero será el test de jarras permitirá obtener remociones con la ayuda de distintos volúmenes de reactivos en los diferentes beakers, dado que esta prueba o este test es de tipo ensayo-error debido a que las muestras pueden contener distintos niveles de concentraciones, con este método se busca que la cantidad de remoción sea la más óptima y que el grado de turbiedad sea el más bajo posible, dando lugar a que la muestra después de tratarse cumpla con la normatividad vigente.

Cuestionario

Enunciar y explicar al menos cinco interferencias que se puedan presentar en la determinación de O2D y DQO en muestras de aguas residuales.

* El uso prolongado de electrodos de membrana en aguas altamente contaminadas tienden disminuir la sensibilidad de la celda.

* La contaminación (limpieza) de los instrumentos del laboratorio usados para llevar a cabo la práctica, pueden generar falsos positivos o falsos negativos.

* Las dificultades causadas por la presencia de los haluros pueden superarse en buena parte, aunque no completamente, por acomplejamiento antes del proceso de reflujo con sulfato de mercurio (HgSO4), que forma el haluro mercúrico correspondiente, muy poco soluble en medio acuoso

* La presencia de nitrito (NO2–) tiene una DQO de 1,1 mg de O2/mg

* Los compuestos alifáticos volátiles de cadena lineal no se oxidan en cantidad apreciable, en parte, debido a que están presentes en la fase de vapor y no entran en contacto con el líquido oxidante; tales compuestos se oxidan más efectivamente cuando se agrega Ag2SO4como catalizador. Sin embargo, éste reacciona con los iones cloruro, bromuro y yoduro produciendo precipitados que son oxidados parcialmente.

¿De qué manera se puede medir O2D en agua diferente al método desarrollado experimentalmente en ésta práctica?

MÉTODO ELECTROMÉTRICO: En el método electrométrico los electrodos de membrana sensible al oxígeno, ya sean galvánicos o polarizados están constituidos por dos electrodos de metal en contacto con un electrolito soporte, separado de la disolución demuestra por medio de una membrana selectiva. En el cátodo, que usualmente es oro o platino, ocurre la reducción del oxígeno mientras que en el ánodo ocurre la oxidación del metal (plata o plomo).

Explicar en qué consiste el método directo y el método indirecto para la evaluación de O2D en aguas.

El método directo de la medición de oxígeno disuelto es utilizando un electrodo que se asemeja a un PHmetro con una membrana permeable al oxigeno; y el método indirecto es el método de winkler que requiere de la toma de la muestra en una botella de winkler que consiste en una botella de vidrio con una tapa hermética diseñada para no dejar atrapadas burbujas de aire en el interior de la botella, aplicar reactivos que fijen el oxígeno y por ultimo realizar la titulación.

En un análisis de O2D Y DQO en tres muestras se obtuvieron los resultados que se indican en la tabla No. 2.

TABLA No. 2. Resultados de O2D Y DQO en muestras reales

Número de muestra DQO (ppm) O_2 D (ppm)

1 1236.02 0.52

2 35.07 7.50

3 2989.15 8.39

Analizar de acuerdo a la norma establecida, el tipo de agua a la que corresponder cada muestra estudiada.

Mencionar por lo menos cinco tipos de coagulantes de tipo inorgánico y cinco de tipo orgánico utilizados en los procesos de coagulación y floculación.

De tipo orgánico:

* Almidones

* Mandioca o yuca

* Derivados de celulosa

* Semilla de Durazno y Habas

* Extracto de almas

De tipo Inorgánico

Sales de aluminio

Sulfatos

Óxidos de calcio

Sales de zinc

Ácido sulfúrico

¿Cuáles son las variables fisicoquímicas que se deben tener en cuenta para un óptimo funcionamiento de los coagulantes en los procesos de potabilización?

Turbiedad inicial y final, pH inicial y de coagulación, temperatura, sólidos sedimentables - SS, sólidos suspendidos totales - SST y Demanda química de oxígeno –DQO

¿Qué otros parámetros de la calidad del agua sería conveniente medir en la prueba de jarras para evaluar el proceso?

Un ajuste del pH, filtración, la cloración, alcalinización secundaria, desalinización y (pZ) la magnitud del potencial Z.

Explicar en qué consiste coagulación, floculación y sedimentación en los sistemas de tratamiento de aguas.

COAGULACION: Consiste en desestabilizar los coloides por neutralización de sus cargas, dando lugar a la formación de un floculo o precipitado. La coagulación delas partículas coloidales se consigue añadiéndole al agua un producto químico (electrolito) llamado coagulante, como las sales de hierro y aluminio

FLOCULACION: Es un proceso químico mediante el cual, con la adición de sustancias denominadas floculantes, se aglutinan la sustancias coloidales presentes en el agua, facilitando de esta forma su decantación y posterior filtrado. Es un paso del proceso de potabilización de aguas de origen superficial y del tratamiento de aguas servidas domésticas, industriales y de la minería.

SEDIMENTACION: Es la etapa que tiene como finalidad del separar los agregados formados del cuerpo de agua.

Qué tipo de herramientas serían necesarias para aplicar los resultados del test de jarras a la aplicación real de un sistema de tratamiento de agua.

La floculación es estimulada por una agitación lenta de la mezcla puesto que así se favorece la unión entre los flóculos. Un mezclado demasiado intenso no interesa porque rompería los flóculos ya formados.

La influencia principal de la temperatura en la floculación es su efecto sobre el tiempo requerido para una buena formación de flóculos. Generalmente, temperaturas bajas dificultan la clarificación del agua, por lo que se requieren periodos de floculación más largos o mayores dosis de floculante.

Algunas de las características del agua: Un agua que contiene poca turbiedad coloidal es, frecuentemente, de floculación más difícil, ya que las partículas sólidas en suspensión actúan

EL pH es un factor crítico en el proceso de coagulación. Siempre hay un intervalo de pH en el que un coagulante específico trabaja mejor, que coincide con el mínimo de solubilidad de los iones metálicos del coagulante utilizado. Siempre que sea posible, la coagulación se debe efectuar dentro de esta zona óptima de pH, ya que de lo contrario se podría dar un desperdicio de productos químicos y un descenso del rendimiento de la planta. Si el pH del agua no fuera el adecuado, se puede modificar mediante el uso de coadyuvantes o ayudantes de la coagulación, entre los que se encuentran:

Cal viva, Cal apagada, Carbonato sódico, Soda Cáustica, Ácidos minerales .Para que la coagulación sea óptima, es necesario que la neutralización delos coloides sea total antes de que comience a formarse el flóculo o precipitado. Por lo tanto, al ser la neutralización de los coloides el principal objetivo que se pretende en el momento de la introducción del coagulante, es necesario que el reactivo empleado se difunda con la mayor rapidez posible, ya que el tiempo de coagulación es muy corto (aproximadamente 1seg). Así mismo el tipo y la cantidad del coagulantes, los principalmente utilizados son las sales de aluminio y de hierro.

Conclusiones:

Con la ayuda de los distintos métodos usados en esta práctica, se cuantifico y cualifico la presencia de DQO y Oxígeno disuelto presente en el cuerpo de agua tomada del pozo, ubicado en el bienestar universitario.

Retomando los conocimientos previos de turbidez, conductividad y color se establecieron las diferencias de estos antes y después del tratamiento efectuado con la muestra de agua.

Se realizó la comparación más exacta de los resultados obtenidos en el laboratorio con las normatividades nacionales e internacionales vigentes, arrojando estos resultados que ayudan al estudio y a la aplicación de distintos métodos para hallarlo.

Se encontraron las concentraciones y cantidades óptimas de los reactivos utilizados en el test de jarras, ayudando esto a encontrar la menor turbiedad posible, el pH más idóneo en distintas pruebas de éste.

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