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UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN ANDRES FACULTAD DE INGENIERIA CURSO BÁSICO

INFORMACIÓN: NOMBRE: TEMA: GRUPO:

Luis Angel Quispe Mercado Calidad del agua potable de la ciudad de La Paz “L”

CARRERA: Ingeniería Mecatrónica DOCENTE: Ing. Gabriel Mejía FECHA DE ENTREGA DEL INFORME: 16 de Noviembre del 2018

UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN ANDRES FACULTAD DE INGENIERÍA INFORME # 6 CURSO BÁSICO TEMA: CALIDAD DEL AGUA POTABLE DE LA CIUDAD DE LA PAZ UNIV.: LUIS ANGEL QUISPE MERCADO DOCENTE: ING. GABRIEL MEJIA

GRUPO: L

FECHA DE ENTREGA: 16 / 11 / 2018

Q

1. OBJETIVOS GENERALES El objetivo de esta práctica es la determinación de la Dureza Total (mg CaCO3 / litro de agua) y del pH, de muestras de agua que correspondan a los tres Sistemas de distribución de agua, con que cuenta la ciudad de La Paz; parámetros importantes a nivel Industrial. OBJETIVOS ESPECIFICOS  

Realizar mediciones de pH para las muestras traídas por los propios integrantes de grupo. Realizar mediciones de dureza total mediante valoración con EDTA.

2. FUNDAMENTO TEÓRICO 2.1. LA DUREZA TOTAL DEL AGUA El término dureza se refiere al contenido total de iones alcalinotérreos (Grupo 2) que hay en el agua. Como la concentración de Ca2+ y Mg2+ es, normalmente, mucho mayor que la del resto de iones alcalinotérreos, la dureza es prácticamente igual a la suma de las concentraciones de estos dos iones. La dureza, por lo general, se expresa como el número equivalente de miligramos de carbonato de calcio (CaCO3) por litro. Es decir, si la concentración total de Ca2+ y Mg2+ es 1 mM, se dice que la dureza es 100 mg L-1 de CaCO3 (= 1 mM de CaCO3). Un agua de dureza inferior a 60 mg L-1 de CaCO3 se considera blanda. Si la dureza es superior a 270 mg L-1 de CaCO3, el agua se considera dura. La dureza específica indica la concentración individual de cada ión alcalinotérreo. Conocer la dureza total del agua es importante tanto en el sector privado como en el industrial: 1. El agua dura reacciona con el jabón formando grumos insolubles: Ca2 + + 2RCO2 - ® Ca(RCO2)2(s) Jabón Precipitado R: hidrocarburo de cadena larga, como C17H35−

El Ca2+ y el Mg2+ pueden consumir una cantidad importante del jabón que se utiliza en limpieza. 2. El agua dura deja depósitos sólidos o costras en las tuberías cuando se evapora. El calor convierte los bicarbonatos solubles en carbonatos (por pérdida de CO2) y se forma un precipitado de CaCO3 que puede llegar a obstruir las tuberías de una caldera: Ca(HCO3)2(aq) _ CaCO3(s) + CO2(g) + H2O La fracción de dureza a causa del Ca(HCO3)2(aq) se denomina dureza temporal porque este calcio se pierde al calentar por precipitación de CaCO3. La dureza debida a otras sales, sobre todo CaSO4 disuelto, se denomina dureza permanente porque no se elimina por calefacción. 3. El agua dura es beneficiosa en agua de riego porque los iones alcalinotérreos tienden a flocular (formar agregados) con las partículas coloidales del suelo y, como consecuencia, aumenta la permeabilidad del suelo al agua. 4. El agua blanda ataca al hormigón y a otros derivados del cemento. 2.2. AGUA PARA USO DOMÉSTICO El agua “potable” debe ser o estar: a) libre de material en suspensión. b) incolora. c) inodora. d) libre de microorganismos patógenos. e) de sabor aceptable es decir dulce, no salada o amarga. f) Blanda. 2.3. AGUA PARA USO INDUSTRIAL En algunas industrias las aguas naturales, aún el agua de mar, se usan sin tratamiento alguno.En otros casos, el agua debe cumplir especificaciones aún mucho más estrictas que las que corresponden al agua

para alimentación. Las aguas empleadas en calderas no deben formar depósitos o incrustaciones (sarro) es decir no deben ser aguas duras. 2.4. LIMITES ACEPTABLES DE DUREZA Tipo de agua Contenido en dureza total (ppm CaCO3) Blandas

Menos de 50

Medianas

Entre 50 y 150

Duras

Entre 150 y 300

Muy duras

Más de 300

2.5. FUNDAMENTO CIENTÍFICO Para medir la dureza total, en primer lugar, se trata la muestra con ácido ascórbico o con hidroxilamina para reducir el Fe3+ a Fe2+, y con cianuro para enmascarar el Fe2+, el Cu2+ y otros iones metálicos minoritarios. A continuación, se lleva a cabo una valoración complexométrica con ácido etilendiaminotetraacético (EDTA), en medio amoniacal tamponado a pH 10, en presencia de una mezcla de indicadores (negro de eriocromo T y rojo de metilo): 1. Al adicionar el negro de eriocromo T (NET) a la muestra de agua se forman complejos de color rojo, de los cuales el más estable es el de Mg: Mg2+ + HIn2- _ MgIn- + H+ Rojo Ca2+ + HIn2- _ CaIn- + H+ Rojo 2. Al valorar con EDTA (H2Y-), el agente complejante destruye en primer lugar el complejo de Ca: CaIn- + H2Y- _ CaY2- + HIn2- + H+ 3. Una vez destruido el complejo de Ca, la adición de más EDTA destruye el complejo de Mg: MgIn- + H2Y- _ MgY2- + HIn2- + H+ Rojo

Azul

Cuando el indicador queda libre, la disolución adquiere su color característico al pH de trabajo, azul.

El cambio de color rojo-azul del indicador utilizado no es tan brusco como sería de desear. Por ello, se añade a la disolución un colorante inerte, cuyo color cambia su apariencia antes y después del punto de equivalencia. Añadiendo rojo de metilo (viraje de rojo en medio ácido a amarillo en medio básico) se produce un color rojo antes del punto final y un color verde después del mismo. 3. FUNDAMENTO PRÁCTICO 3.1. PROCEDIMIENTO 3.1.1. Preparación de la solución de E.D.T.A. 0.01 M 

A criterio del docente solo un grupo preparara esta disolución, para compartir con el resto de los grupos.



En un vaso de 250 cc. Llenar aproximadamente hasta la mitad con agua destilada y agregar 4 gr. De E.D.T.A.



A esta disolución agregar una (o más) gota de amoniaco, hasta que se disuelva completamente el E.D.T.A.



Completar hasta un litro en el matraz aforado.

3.1.2. Determinación de Dureza Total (se realizaran las determinaciones mínimo en duplicado) 

Llenar la bureta con la solución preparada de E.D.T.A.



Medir 50 cc de cada muestra y transferirlos a los matraces Erlenmeyer.



Agregar una gota de amoniaco, a las muestras a determinar la dureza.



Colocar una gota del indicador NET en cada matraz erlenmeyer y agitar, la presencia de color rojo indica la presencia de Dureza en la muestra.



Agregar lentamente desde la bureta, la solución de E.D.T.A. hasta que la solución vire a color azul, anotar el volumen consumido.



Multiplicar el volumen de E.D.T.A. consumido por 20, obteniéndose como resultado la Dureza total de la muestra expresada en mg de CaCO3 por litro de muestra.



Medir 50 cc de agua destilada, transferirlo al matraz erlenmeyer, colocar una gota de indicador NET y si es necesario proceder como lo descrito anteriormente.

3.1.3. Determinación de pH (se realizaran las determinaciones mínimo en duplicado) 

Medir 50 cc de muestra aproximadamente y transferir al vaso de precipitado de 100 cc



Determinar el pH



Realizar el mismo ensayo con agua destilada

3.2. MATERIALES ITEM

MATERIAL

CARACTERÍSTICAS

CANTIDAD

1

pH metro

2

Bureta

50 cm3

1

3

probeta

100 cm3

1

4

Pipeta graduada

10 cm3

1

5

Matraz Erlenmeyer

250 cm3

4

6

Soporte universal

1

7

Pinza porta bureta

1

8

Matraz Aforado

9

Piseta

10

Vaso de precipitado

400 cm3

2

11

Vaso de precipitado

250 cm3

2

12

Vaso de precipitado

100 cm3

8

13

Varilla de vidrio

1

14

Espatula

1

15

Balanza

1

1

250 cm3

1 1

3.3. REACTIVOS ITEM

REACTIVO

CARACTERISTICA

1

Disolución E.D.T.A.

0.01 M

2

Amoniaco

p.a

3

Indicador NET

p.a

4. CALCULOS 4.1. TIPO DE DUREZA TOTAL INTEGRANTES

LUGAR DE ORIGEN

V. (E.D.T.A.) AÑADIDO

DUREZA TOTAL

CARACTERISTICA

Adrián

Alto Mariscal

5 ml.

100

Blanda

Alex

Sopocachi

16.45 ml.

329

Muy dura

Mauricio

Santa Rosa

5.5 ml.

110

Poco dura

Angel

Viacha

4.7 ml.

94

Blanda

0.5 ml.

10

Muy blanda

Agua destilada

Dureza total = volumen de EDTA añadido x el factor 20. COMENTARIO TECNICO: Los diferentes valores que arrojan las durezas dependiendo del lugar de donde se hayan sido seleccionadas las muestras nos da entender la razón porque en algunos lugares la dureza es más alta que en otros, lo que demuestra el tipo de tratamiento que hacen al agua dependiendo de la Zona. Por otro lado la muestra de agua destilada arroja un valor de dureza tan pequeño comparado con los resultados obtenidos con las muestras que los estudiantes trajeron, este valor tan pequeño se debe a que teóricamente el agua destilada está libre de impurezas y sedimentos en general, lo cual se comprueba en la práctica.

4.2. CALIDAD DEL AGUA EN FUNCION DEL pH

INTEGRANTES

LUGAR DE ORIGEN

pH

CARACTERISTICA

Adrián

Alto Mariscal

6.6

Ligeramente acido

Alex

Sopocachi

6.9

Ligeramente acido, casi neutro

Mauricio

Santa Rosa

6.8

Ligeramente acido

Angel

Viacha

7.2

Ligeramente alcalino

7.0

Neutro

Agua destilada

COMENTARIO TECNICO: La calidad del agua que es permisible dar uso diario tiene un pH que puede ir de: 6.5 a 8.5 Este intervalo define la calidad del agua según su pH, mientras más cerca del valor neutro el agua está más en neutralidad y se considera libre de impurezas. La siguiente escala da a entender mejor el pH y sus valores:

Por otro lado el pH que resulto del agua destilada tiene un valor completamente neutro, esto nos sirve como referencia teórica de que la neutralidad es símbolo de pureza y calidad dela gua, lo cual se demostró prácticamente en el laboratorio.

5. GRÁFICAS

Muestras de agua pHmetro

Muestras de agua con EDTA añadido

N.E.T.

E.D.T.A.

6. CONCLUSIONES Los datos teóricos y experimentales que se lograron obtener en LABORATORIO, son idénticos, lo cual demuestra que la teoría es acertada con respecto a este tema de calidad del agua, ya que según el parámetro dado del agua destilada tanto como para hallar la DUREZA TOTAL o el pH, los valores obtenidos en referencia al agua destilada son los admisibles según las normas políticas vigentes en nuestro país, así mismo es el caso de los valores obtenidos de pH que son los correctos respecto al valor neutro que presenta el agua destilada. 7. BIBLIOGRAFIA GUIA DE LABORATORIO QMC-100 (CURSO BASICO) PRINCIPIOS BASICOS DE LA QUIMICA III (E. WILLIAM ESPINOZA) QUÍMICA DEL AGUA (JANKINS DAVID) ELACUARISTA.COM (SECCION SOBRE CALIDAD DEL AGUA)