PRÁCTICA Nº1 pH, ALCALINIDAD Y DUREZA

TECNOLOGIA MEDIOAMBIENTAL 2021

EJERCICIOS DEL ALUMNO CURSO 2021

PRÁCTICA Nº1 pH, ALCALINIDAD Y DUREZA

a.-Cuestiones parámetro pH.

1a.-Si me dicen que tengo que realizar en el laboratorio una ensayo en medio ácido ¿Cuál de los métodos de determinación del pH escogerías para dicho análisis? Cuál sería el criterio más adecuado usado en este caso la precisión o la economía.

El mejor método que podríamos escoger desde un punto de vista que sea lo más preciso posible sería el pH-metro, ya que el electrodo que se utiliza depende de la cantidad de H+ de la muestra, proporcionándonos una señal determinada por el grado de acidez de la solución. Desde un punto de vista económico podríamos escoger también el papel de tornasol o tiras reactivas

2a.- ¿Qué diferencia existe entre el electrodo de medida y el de referencia de un pHmetro?¿De que materiales están formados estos electrodos?

El electrodo de medida es aquel que nos proporciona una señal eléctrica en función de la cantidad de protones a través de un sensor de protones que lleva incorporado. Esta señal se compara con el electrodo de referencia, cuya señal es constante, y la diferencia entre las dos señales nos dará el resultado del pH de la mezcla.

3a.-¿En qué rango de valores de pH se pueden encontrar en las aguas superficiales, subterráneas y marinas? Internet

El valor del ph para las aguas superficiales se encuentra en un intervalo de 6 a 8,5. El de las aguas subterráneas suele oscilar normalmente entre 6,5 y 8 (salvo aguas subterráneas muy ácidas o muy alcalinas). El pH de las aguas marinas (mar) suele oscilar generalmente entre 7,5 y 8,4.

Superficiales

Fuentes:    http://www4.ujaen.es/~mjayora/docencia_archivos/Quimica%20analitica%20ambiental/tema%2010.pdf

https://portal.uah.es/portal/page/portal/GP_EPD/PG-MA-ASIG/PG-ASIG-67044/TAB42351/T7-Caracter%EDsticas%20f-q%20de%20las%20aguas%20subterr%E1neas.pdf

https://www.waterboards.ca.gov/water_issues/programs/swamp/docs/cwt/guidance/3140sp.pdf

4a.-¿Porqué decimos que el agua pura es anfótera? Razona la respuesta.

En el agua pura, el H2O reacciona consigo misma y puede producir la misma cantidad de hidronios que de hidroxilos, estando en equilibrio los dos subproductos con los dos iones de H2O. Por eso decimos que es anfótera o neutra, es decir que puede comportarse como un ácido o como una base.

5a.-¿Qué rango de valores indica el RD-140/03 de aguas potables para el pH de las aguas de consumo humano. ¿Cuáles son los valores máximo y mínimo de pH permitidos de las aguas residuales que vierten a los alcantarillados municipales?

El valor paramétrico mínimo para aguas de consumo humano es de 6.5, y el máximo es de 9.5 unidades de pH.

Si las aguas residuales urbanas no contienen vertidos industriales, su pH oscila entre 6,5 y 8,5, valores que no plantean problemas a los procesos de depuración. Fuera de este rango se producen problemas en los procesos biológicos; por ello, en áreas en las que se acometan al saneamiento vertidos industriales, debe disponerse un pHmetro de control en la entrada a la planta, por si fuera necesario llevar a cabo una corrección del pH.

Fuentes:

https://www.boe.es/buscar/pdf/2003/BOE-A-2003-3596-consolidado.pdf   

https://publicaciones.ua.es/files/detalles/978-84-9717-729-08FA2FB63-3.pdf 

6a¿Sabes qué métodos numéricos existen para calcular si un  pH favorece que un agua sea agresiva o incrustante?

El método numérico se denomina índice de Langelier. Este podría definirse como la indicación del grado de saturación del carbonato de calcio en el agua, el cual se basa en el pH, la alcalinidad y la dureza de la misma. Los valores para el agua equilibrada es 0 y el rango ideal para el índice de Langelier está entre -0.5 y 0.5. Si es menor de -0.5 se trata de un agua corrosiva y si es mayor de 0.5 se trata de un agua incrustante.

Fuentes:

https://www.labotec.es/aguas-corrosivas-o-incrustantes-indice-de-langelier

7a¿Cómo se denomina el fenómeno asociado a los gases atmosféricos de origen antrópico por el que se altera el pH de las aguas naturales? ¿Qué impacto tiene sobre el ecosistema acuático?

Se denomina lluvia ácida. Esto ocasiona una alteración de las características químicas del suelo y de las aguas, pudiendo ser peligroso para el ecosistema. En particular el ecosistema acuático:

• Los océanos pueden perder biodiversidad y productividad. La bajada del pH de las aguas marinas perjudica al fitoplancton, fuente de alimento de distintos organismos y animales, lo que puede modificar la cadena trófica y conllevar la extinción de diferentes especies marinas.
• Las aguas continentales también se están acidificando a un ritmo muy rápido, un hecho especialmente preocupante si tenemos en cuenta que, a pesar de que solo el 1% del agua del planeta es dulce, el 40% de los peces viven en ella. Dicha acidificación incrementa la concentración de iones metálicos —principalmente ión aluminio—, lo que podría ocasionar la muerte de gran parte de los peces, anfibios y plantas acuáticas de los lagos acidificados. Además, los metales pesados son desplazados hacia las aguas subterráneas, que dejan de ser aptas para el consumo.

Fuentes:

 https://www.iberdrola.com/medio-ambiente/lluvia-acida 

Nota:  si tu respuesta está basada en la  información de una web determinada debes poner la referencia bibliográfica

b) Cuestiones parámetro alcalinidad

1b.- Realizado el análisis de alcalinidad, los resultados obtenidos son V1=4ml y V2:13ml. Calcula los mg/l de carbonatos y bicarbonatos sódicos que hay de agua ensayada.

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2b.- Si los resultados obtenidos en un ensayo de alcalinidad son V1=4ml y V2=8ml. Qué especie alcalina tiene esa agua y si el valor de la alcalinidad total fuera de  V2=6 ¿Qué especie alcalina tiene esta otra agua?

Si V1=4 ml y V2=8 ml, tenemos que el valor de V2 es el doble que el de V1. Cuando V2=2*V1 sólo hay carbonatos. En cambio, si V2<2*V1, como en el caso que se nos plantea en la segunda pregunta, la especie alcalina que tiene mayor importancia es la de los hidróxidos.

3b.-¿Qué función tienen los indicadores en la técnica analítica de las volumetrías? Cuales son los usados en esta práctica.

Normalmente, la sustancia que conforme el analito suele ser incolora, y muchas veces el valorante también lo es, entonces para saber cuando se produce el equilibrio haremos uso de los indicadores, el cual hace que llegado a este punto la muestra cambie de color. Utilizamos indicadores ácido básicos ya que en la práctica realizaremos una volumetría ácido base.

4b.-¿Cuáles son las razones de dejar las buretas siempre llenas de agua destilada cuando están se finaliza el análisis volumétrico?

Para mantener siempre limpias las buretas, ya que después de realizar el ensayo con una muestra de agua, debemos intentar eliminar todos los restos que este nos deje para que no nos influya en posteriores estudios de diferentes aguas.

5b-¿A qué denominamos valorante y analito?¿Cómo interaccionan entre ellos?

El valorante o titulador, es la sustancia que introducimos la cual conocemos su concentración, y esta debe de reaccionar completamente con la sustancia a analizar en la muestra, conocida como analito. Cada molécula de ácido clorhídrico se unirá a un carbonato o un bicarbonato y se irán uniendo hasta que el valorante reaccione con todas las moléculas del analito, y en este momento se produce el equilibrio de la volumetría.

6b.-Busca información sobre los efectos que los diferentes  tipos de aguas desde el punto de vista  acido/base pueden  tener sobre los equipos en su uso industrial.

La escala de pH es logarítmica, por lo tanto, pequeños cambios en el valor de pH pueden expresar variaciones mucho mayores en la práctica. Por ejemplo, una solución con un valor ph4 es diez veces más ácida que una solución con un valor ph5, y 100 veces más ácida que un ph6. Por eso es tan importante vigilar los valores de pH en tantos procesos industriales, ya que una pequeña desviación puede afectar seriamente a la calidad del producto, la eficiencia de los procesos y la seguridad tanto de empleados como de clientes finales.

• En aplicaciones del sector de alimentación y bebidas, los niveles de pH resultan esenciales para crear las reacciones físicas y químicas correctas, y asegurarse de que el sabor de los productos sea agradable y uniforme. El control de ingredientes como levaduras y mohos, que reaccionan de forma diferente según el nivel de pH, es básico para garantizar la calidad del producto final, además de impedir el desarrollo de patógenos perjudiciales. También hay que controlar los niveles de pH en el suministro de agua empleada en tareas de lavado para garantizar que es segura.
• En el sector textil y en el de pasta y papel, los valores específicos de pH afectan al color y las propiedades de decoloración de los tintes, mientras que las aguas residuales generadas por los procesos de elaboración de papel pueden contener partículas que estropearán la maquinaria si llegan a acumularse con el paso del tiempo.
• La agricultura es otro sector que precisa una buena gestión del pH ya que es un factor importante cuando se trata de confirmar que el suelo presenta las condiciones adecuadas para el cultivo de plantas. Si el pH se encuentra fuera del rango óptimo, se debe modificar añadiendo material ácido (como azufre nativo) o alcalino (como cal). Las condiciones óptimas dependerán del tipo de cultivo que se esté trabajando.
• En la industria de petróleo y gas, las mediciones de pH se emplean en una serie de aplicaciones, por ejemplo, para optimizar el proceso de separación empleado en la desalinización y, al mismo tiempo, reducir la probabilidad de que las aguas residuales presenten oxidación.

Fuentes:

https://www.iagua.es/noticias/abb/importancia-medir-ph-industria

7b.-Una actividad industrial que causa acidez en los cuerpos de agua es la minería. Indica los diferentes  impactos ambientales que produce dicho drenaje ácido de mina en los ecosistema acuático receptores. Conoces algún ecosistema acuático que sufra o haya sufrido dicho impacto en nuestra Región.

Los drenajes de minas en operación o abandono generan problemas de contaminación y degradación de los ecosistemas, pudiendo llegar a extinguir la vida acuática. También imposibilita el uso de estas aguas para consumo humano, debido a su acidez y elevada concentración de metales disueltos como hierro, manganeso, aluminio, arsénico, selenio, cinc, níquel, y otros. Por otro lado, genera daños a las estructuras metálicas y de hormigón, así como la destrucción o desaparición de la vegetación y la fauna de los causes naturales.

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