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• Luz Camila Santana Yepez

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INTRODUCCION El agua es la sustancia líquida, transparente, inodora, incolora e insípida, fundamental para el desarrollo de la vida en la Tierra, cuya composición molecular está constituida por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno, manifiesta en su fórmula química H2O. Es la sustancia más abundante del planeta, al punto de que ocupa más de 70% de la superficie terrestre en sus tres estados: líquido, sólido y gaseoso. El agua es un compuesto esencial para la vida, hasta el punto de que ésta no sería posible sin ella. Se utiliza en la alimentación de los seres vivos, en la agricultura, en la industria, etc. El agua es el medio en el que se producen la mayoría de las reacciones físicas químicas y bioquímicas que son fundamentales para la vida.

CARACTERÍSTICAS FÍSICO-QUÍMICAS DE LAS AGUAS

Las aguas naturales, al estar en contacto con diferentes agentes (aire, suelo, vegetación, subsuelo, etc.), incorporan parte de los mismos por disolución o arrastre, o incluso, en el caso de ciertos gases, por intercambio. A esto es preciso unir la existencia de un gran número de seres vivos en el medio acuático que interrelacionan con el mismo mediante diferentes procesos biológicos en los que se consumen y desprenden distintas sustancias. Esto hace que las aguas dulces pueden presentar un elevado número de sustancias en su composición química natural, dependiendo de diversos factores tales como las características de los terrenos atravesados, las concentraciones de gases disueltos, etc. Entre los compuestos más comunes que se pueden encontrar en las aguas dulces están: como constituyentes mayoritarios los carbonatos, bicarbonatos, sulfatos, cloruros y nitratos. como constituyentes minoritarios los fosfatos y silicatos, metales como elementos traza y gases disueltos como oxígeno, nitrógeno y dióxido de carbono. El agua de lluvia presenta los cationes: Na+ , K+ , Ca2+, Mg2+ los aniones: HCO3 − , Cl− , Br− ,I, SO4 2− , NO3 − , PO4 3− y dióxido de carbono, oxígeno, ozono, nitrógeno, argón, etc. La composición química natural de las aguas puede verse alterada por actividades humanas: agrícolas, ganaderas e industriales, principalmente. La consecuencia es la incorporación de sustancias de diferente naturaleza a través de vertidos de aguas residuales o debido al paso de las aguas por terrenos tratados con productos agroquímicos o contaminados. Estas incorporaciones ocasionan la degradación de la calidad del agua provocando diferentes efectos negativos como la modificación de los ecosistemas acuáticos la destrucción de los recursos hidráulicos riesgos para la salud incremento del coste del tratamiento del agua para su uso daño en instalaciones (incrustaciones, corrosiones, etc.) destrucción de zonas de recreo. Las aguas contaminadas presentan compuestos diversos en función de su procedencia: pesticidas, tensoactivos, fenoles, aceites y grasas, metales pesados, etc. La composición específica de un agua determinada influye en propiedades físicas tales como densidad, tensión de vapor, viscosidad, conductividad, etc

ANALISIS FISICO DEL AGUA

TURBIDEZ es una expresión de la propiedad o efecto óptico causado por la dispersión e interferencia de los rayos luminosos que pasan a través de una muestra de agua; en otras palabras, es la propiedad óptica de una suspensión que hace que la luz sea remetida y no transmitida a través de la suspensión. La turbidez en un agua puede ser ocasionada por una gran variedad de materiales en suspensión que varían en tamaño desde dispersiones coloidales hasta partícula grasa, en otros arcillas, limo, materia orgánica e inorgánica finamente dividida, organismos planctónicos y microorganismo. La turbidez constituye un obstáculo para la eficacia de los tratamientos de desinfección, y las partículas en suspensión pueden ocasionar gustos y olores desagradables por lo que el agua de consumo debe estar exenta de las mismas existen en el mercado diferentes tipos de turbidimetros comerciales adecuados para determinar la turbidez especialmente para muestras de baja turbidez cada uno de estos es calibrado previamente con el turbidimetro de Jackson. Actualmente el método más usado para determinar la turbidez es el método nefelométrico, en el cual se mide la turbidez mediante un nefelómetro y se expresan los resultados en unidades de turbidez nefelometría (UTN). Con este método se compara la intensidad de luz dispersada por la muestra con la intensidad de luz dispersada por una suspensión estándar de referencia en las mismas condiciones de medida.

Turbidímetro / Nefelómetro portátil Hanna (HI 93703)

COLOR Es el resultado de la presencia de materiales de origen vegetal tales como ácidos húmicos, turba, plancton, y de ciertos metales como hierro, manganeso, cobre y cromo, disueltos o en suspensión. Constituye un aspecto importante en términos de consideraciones estéticas. Dos tipos de color se reconocen en el agua: color verdadero, o sea el color de muestra una vez que se ha removido su turbidez, y el color aparente que incluye no solamente el color de la sustancia en solución y coloidales sino también el color debido al material suspendido La determinación del color se hace por comparación visual de la muestra con soluciones de concentración de color conocida o con discos de vidrios de colore adecuadamente calibrados.

OLOR Y SABOR los olores y sabores en el agua con frecuencia ocurren juntos y en general son prácticamente indistinguibles. Muchas pueden ser las causas de olores y sabores en el agua; entre las más comunes se encuentran materia orgánica en solución, H2S, cloruro de sodio, sulfato de sodio y magnesio, hierro y manganeso, fenoles, aceites, productos de cloro, diferentes especies de algas, hongos, etc… la determinación del olor y el sabor en el agua es útil para evaluar la calidad de la misma y su aceptabilidad por parte del consumidor, para el control de los procesos de una planta y para determinar en muchos casos la fuente de una posible contaminación.

TEMPERATURA La temperatura del agua afecta a la solubilidad de sales y gases y en general a todas sus propiedades químicas y a su comportamiento microbiológico. En embalses y lagos profundos: ♦ período de "mezcla térmica" con temperatura similar en profundidad y superficie ♦ período de "estratificación térmica" con aguas más cálidas en superficie y más frías en el fondo. Imposibilidad de mezcla vertical de capas de agua. La temperatura de las aguas superficiales está ligada a la absorción de radiación solar. Medida de la temperatura de un agua: inmersión de un termómetro convencional o electrónico en el fluido hasta equilibrio térmico. Debe efectuarse en el momento de la toma de muestra.

SOLIDOS De forma genérica se puede denominar sólidos a todos aquellos elementos o compuestos presentes en el agua que no son agua ni gases. Atendiendo a esta definición se pueden clasificar en dos grupos: disueltos y en suspensión. En cada uno de ellos, a su vez, se pueden diferenciar los sólidos volátiles y los no volátiles. La medida de sólidos totales disueltos (TDS) es un índice de la cantidad de sustancias disueltas en el agua, y proporciona una indicación general de la calidad química. TDS es definido analíticamente como residuo filtrable total (en mg/L) Los principales aniones inorgánicos disueltos en el agua son carbonatos, bicarbonatos, cloruros, sulfatos, fosfatos y nitratos. Los principales cationes son calcio, magnesio, sodio, potasio, amonio, etc. Por otra parte, el término sólidos en suspensión, es descriptivo de la materia orgánica e inorgánica partículas existente en el agua (aceites, grasas, arcillas, arenas, fangos, etc.). La presencia de sólidos en suspensión participa en el desarrollo de la turbidez y el color del agua, mientras que la de sólidos disueltos determina la salinidad del medio, y en consecuencia la conductividad del mismo. Por último, la determinación de sólidos volátiles constituye una medida aproximada de la materia orgánica, ya que a la temperatura del método

analítico empleado el único compuesto inorgánico que se descompone es el carbonato magnésico. CONDUCTIVIDAD La conductividad del agua es una expresión numérica de su habilidad para transportar una corriente eléctrica, que depende de la concentración total de sustancias disueltas ionizadas en el agua y de la temperatura a la cual se haga determinación. Por tanto, cualquier cambio en la cantidad desustancias disueltas en la movilidad de los iones disueltos en su valencia implica un cambio en la conductividad por esta razón, el valor de la conductividad se usa mucho en análisis de aguas para obtener un estimativo rápido del contenido de solidos disueltos. La forma más usual de medir la conductividad en el agua es mediante instrumentos comerciales de lectura directa en μmho/cm a 25°C, con un error menor del 1%.

ANÁLISIS QUIMICO

El análisis químico de agua permite medir minerales y compuestos presentes disueltos o en suspensión ALCALINIDAD La alcalinidad en el agua se expresa como la concentración equivalente de iones hidroxilo en mg/l (miligramo sobre litro) o, como la cantidad equivalente de CaCo3 (carbonato de calcio). Es producida por la concentración de metales alcalino térreos presentes en la muestra de agua. ¿POR QUÉ ES IMPORTANTE SU DETERMINACIÓN? Tiene importancia en la determinación de la calidad del agua para riego y es además un factor importante en la interpretación y el control de los procesos de purificación de aguas residuales. ACIDEZ La acidez de una muestra de agua, es por definición su capacidad para reaccionar con una base fuerte hasta un determinado valor de PH. Es causada principalmente por el CO2 y en algunos casos por ácidos minerales del tipo H2S (ACIDO SULFURICO) o por la presencia en el agua de sales fuertes provenientes de sales débiles. ¿POR QUÉ ES IMPORTANTE SU DETERMINACIÓN? Este dato es importante ya que refleja el grado de corrosividad que contiene el agua, la cual interfiere en la capacidad de reacción de muchas sustancias y procesos dentro de los sistemas acuosos. La cuantificación de sustancias acidas también es útil y necesaria porque permite su posterior neutralización DUREZA La dureza es una propiedad que refleja la presencia de metales alcalinotérreos en el agua de estos metales el calcio y el magnesio constituyen los principales alcalinotérreos en aguas continentales mientras que el vario y el estroncio se presentan adicionalmente en cuerpos de agua con algún tipo de asociación marina. La dureza en el agua es el resultado de la disolución y lavado de los minerales que componen el suelo y las rocas. ¿POR QUÉ ES IMPORTANTE SU DETERMINACIÓN? Para muchos fines industriales, ejemplo: para el uso de agua en calderas, También para usos domésticos como el lavado de textiles

NITROGENO Los compuestos del nitrógeno son de gran interés para los ingenieros ambientales debido a su importancia en los procesos vitales de todas las plantas y animales ya que las reacciones biológicas sólo pueden efectuarse en presencia de suficiente nitrógeno, además las concentraciones de los compuestos de Nitrógeno nos proporcionan información relativa al grado de oxidación o reducción de los compuestos orgánicos.

La química del nitrógeno es compleja debido a los varios estados de valencia que puede asumir este elemento y al hecho de que los cambios en la valencia pueden ser efectuados por organismos vivos. Para añadir aún más interés, los cambios de valencia efectuados por las bacterias pueden ser positivos o negativos, según se tenga la condición aerobia o anaerobia. CLORUROS: Provocan sabor salobre en el agua, se encuentran en mayores concentraciones en el agua residual debido al contenido de cloruro de la orina. Laboratorio de Ingeniería Sanitaria y Ambiental El ion cloruro es una de las especies de cloro de importancia en aguas. Las principales formas del cloro en aguas y su correspondiente número de oxidación. SULFATOS El sulfato se define como uno de los principales constituyentes disueltos de la lluvia. Se encuentra en casi todas las aguas. La mayor parte de los compuestos de sulfato se originan a partir de la oxidación de las minas de sulfato, la presencia de esquistos y la existencia de residuos industriales. ¿POR QUÉ ES IMPORTANTE SU DETERMINACIÓN? Es importante su determinación ya que la combinación con elementos como el calcio y el magnesio puede causar un efecto laxante en el agua. DEMANDA BIOQUÍMICA DE OXÍGENO (DBO) El oxígeno disponible a organismos acuáticos se encuentra en la forma de oxígeno disuelto. El oxígeno gaseoso se disuelve en un cuerpo de agua mediante aeración, difusión de la atmósfera y fotosíntesis de plantas acuáticas y algas. Las plantas y los animales en el cuerpo de agua consumen oxígeno para producir energía mediante la respiración. En un sistema saludable, el oxígeno se repone más rápido que su utilización por organismos acuáticos. En algunos cuerpos de agua, bacterias aeróbicas descomponen un volumen tan grande de materia orgánica, que el oxígeno se consume más rápidamente que lo que logra reponerse. La disminución resultante en oxígeno disuelto se conoce como demanda bioquímica de oxígeno

(DBO). En esta actividad, determinarás este tan importante parámetro para determinar la calidad del agua. DEMANDA QUIMICA DE OXIGENO La DQO expresa la cantidad de oxígeno equivalente necesario para oxidar las sustancias presentes en las aguas residuales, mediante un agente químico fuertemente oxidante, como el permanganato potásico (KMnO4), utilizado en aguas limpias y el dicromato potásico (K2Cr2O7), utilizado en aguas residuales, ya que el uso de permanganato potásico en aguas residuales produce unos errores por defecto muy importantes. Por lo tanto, la DQO, medirá tanto la materia orgánica biodegradable por los microorganismos, como la materia orgánica no biodegradable y la materia inorgánica, oxidable por ese agente químico. Esta medida de la DQO, es una estimación de las materias oxidables presentes en el agua y es función de las características de los componentes presentes, de sus proporciones respectivas, de las posibilidades de oxidación y de la temperatura y otros. Se mide a temperatura ambiente y corresponde a una degradación de la materia orgánica entre el 70 y el 80% de la materia orgánica total en aguas residuales. Esta medida puede tardar unas 3 horas en realizarse. La determinación de la DQO, junto con la DBO5, permite establecer su relación y según el resultado, conocer la posibilidad o no de efectuar un tratamiento de las aguas residuales o físico-químico. Esta correlación también nos da una idea de si los vertidos que se están produciendo tienen origen industrial. Si la relación 0.2, entonces hablamos de unos vertidos de naturaleza industrial, poco biodegradables y son convenientes los tratamientos físico-químicos. Si la relación 0.5, entonces hablamos de unos vertidos de naturaleza urbana, o clasificables como urbanos y tanto más biodegradables, conforme esa relación sea mayor. Estas aguas residuales, puede ser tratada mediante tratamientos biológicos. Las concentraciones de DQO en las aguas residuales industriales pueden tener unos valores entre 50 y 2000 mgO2/l, aunque es frecuente, según el tipo de industria, valores de 5000, 1000 e incluso más altos. Su máxima concentración es de 1000 mgO2/l.

BIBLIOGRAFIA

 LIBRO CALIDAD DEL AGUA 3 EDICION  http://www4.ujaen.es/~mjayora/docencia_archivos/Quimica%20analitica%2 0ambiental/tema%2010.pdf  http://tfaguas.blogspot.com.co/2012/07/procedimiento-para-ladeterminacion-de_17.html  http://www.ingenieroambiental.com/4014/uno.pdf

ANALISIS FISICO-QUIMICO DEL GUA

PRESENTADO A: ING. DANIEL COTES

PRESENTADO POR: ORTEGA MONTAÑO KEVIN JOSE YANCE JIMENEZ CAROL

FUNDACION UNIVERSITARIA DEL AREA ANDINA SEDE VALLEDUPAR 2018