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Análisis de aguas y Aguas residuales

Demanda del cloro

UNASAM

UNIVERSIDAD NACIONAL “SANTIAGO ANTUNEZ DE MAYOLO” FACULTAD DE CIENCIAS DEL AMBIENTE (F.C.A.M)

ESCUELA PROFESIONAL INGENIERIA SANITARIA

CURSO

:

A. DE AGUAS Y AGUAS RESIDUALES

TEMA

:

DEMANDA DEL CLORO

DOCENTE

:

ING. POMA VILLAFUERTE CARLOS

ALUMNO

:

.

 

SOTELO TOLEDO ,CARLOS. COCHACHIN MORALES ,JUAN

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DEMANDA DE CLORO Y CLORO LIBRE

1. OBEJETIVO GENERAL:  Determinar la cantidad de cloro libre en una muestra de agua y la demanda de cloro en una muestra de agua – puquial. 2. OBJETIVOS ESPECIFICOS:  Comparar la cantidad de cloro libre de los diferentes frigos.  Observar la forma de determinar la demanda de cloro. 3. MARCO TEORICO El cloro, descubierto a fines del siglo XVIII, se utilizó en un principio en base a la idea de que las enfermedades de origen hídrico tenían relación con el mal olor del agua. Erradicar dicho olor. Este error, pero que efectivamente ayudada a prevenir enfermedades, apuntaló la creencia de que las enfermedades tenían origen en el olor séptico del agua, por lo que las primeras normas de potabilidad hacían referencia a sus características organolépticas: “el agua debe ser inodora, insípida, incolora y transparente”. Recién a partir de 1880, gracias a las investigaciones de Pasteur y Escherich, se descubrió el origen microbiológico de las enfermedades hídricas y pudo explicarse la acción bactericida del cloro. LA DEMANDA DE CLORO La cantidad de cloro que debe utilizarse para la desinfección del agua, se determina generalmente mediante el método de la demanda de cloro. Al incorporar el cloro al agua, reacciona con las sustancias que ésta contiene, quedando menos cloro en disposición de actuar como desinfectante. Entre estas sustancias destacan el manganeso, hierro, nitritos, sulfhídrico y diferentes materias orgánicas, las cuales, además de consumir cloro, producen compuestos orgánicos clorados que pueden ser la causa de olores y sabores desagradables. Otra sustancia presente, a veces, en el agua y que reacciona de una forma muy particular con el cloro es el amoníaco. En este caso se forman compuestos denominados cloraminas, las cuales poseen poder desinfectante, aunque en menor grado que el cloro. Si se continúa

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añadiendo cloro en exceso, de manera que reaccione con todas las sustancias presentes, llegará un momento en que el cloro sobrante aparecerá como cloro residual libre, que es el que realmente actúa ahora como agente desinfectante. La demanda de cloro es la diferencia entre la dosis de cloro añadida y el contenido de cloro residual al cabo de un tiempo de contacto suficiente para completar las reacciones antes expuestas. El control perfecto de la desinfección, se efectúa mediante los correspondientes exámenes bacteriológicos del agua, pero para un control más rápido del contenido en cloro libre y combinado de un agua tratada. El cloro presente en el agua tratada que se conoce como «cloro residual», puede presentarse como «cloro residual libre» o como «cloro residual combinado». El cloro residual libre está constituido esencialmente por el ácido hipocloroso y el ión hipoclorito; y el cloro residual combinado lo forman generalmente las cloraminas. Para que el cloro residual libre esté presente en un agua tratada con cloro después del suficiente tiempo de contacto, es necesario que la cloración se lleve a cabo mediante una dosis lo suficientemente elevada de cloro, hecho conocido como «dosificación con cloro sobrante», «cloración por el punto crítico», con lo cual el cloro oxidará todas las sustancias que estén en disposición de ser oxidadas, se combinará, destruirá y eliminará otras, como por ejemplo las cloraminas , y después de todo esto aún quedará un exceso de cloro libre residual. La dosis de cloro a la cual comienza a aparecer el cloro libre residual es la llamada dosis de breakpoint. Indicaremos ahora, y después ampliaremos, que algunas de las sustancias orgánicas cloradas formadas con el cloro libre son causa de preocupación desde el punto de vista sanitario.

FUENTE: Organización Panamericanade la Salud

Teóricamente, en un agua totalmente pura, al ir adicionando cloro, la concentración residual medida del mismo sería igual al cloro incorporado. Pero esto no ocurre así en aguas que no son completamente puras, que es el caso general. Entonces, al ir adicionando cloro y después de haberse oxidado las diversas sustancias que ya indicamos y formado las cloraminas, si había presente amoníaco y otros compuestos clorados de adición, si medimos ahora el cloro residual, se observará que éste no corresponde al añadido, sino que es menor, llegando

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incluso a un punto, en que en lugar de ir aumentando la concentración de cloro residual ésta disminuye. La explicación de este descenso se justifica por el hecho de que una vez formados los diversos derivados orgánicos del cloro y las cloraminas, llegan a destruirse mediante la adición de más cloro, formándose otros compuestos que no suministran cloro residual. Cuando se han destruido estos compuestos clorados, comienza a aparecer el cloro residual libre, ya medida que se añade cloro al agua aumenta la concentración de cloro residual libre, pudiendo subsistir a la vez una pequeña concentración de cloro residual combinado, debido a compuestos que no han sido destruidos totalmente. Se considera que cuando el 85 % ó más del cloro residual del agua está en forma libre, la desinfección.

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Cómo actúa El cloro en el agua a pesar de ser la garantía del agua segura, el contenido de cloro suele ser motivo de queja por parte de los usuarios de servicios. Aquí explicamos las distintas fases de acción

del cloro en el agua y algunos aspectos operativos sobre la base de un

documento de la organización panamericanade la salud. La desinfección del agua constituye la protección contra el riesgo de enfermedades de origen hídrico. La desinfección puede conseguirse por diversos medios físicos o químicos, como la ebullición (hervor); los rayos ultravioletas (ver Hydria Nº 8, pag.6) o a través de reactivos químicos, como el cloro o el ozono. El cloro es el desinfectante (o biocida (1)) más utilizado en los sistemas de agua de red en todo el mundo y el más antiguo. Es económico y de fácil aplicación, y tiene poder residual, es decir, que permanece en el agua en su tránsito por las redes. La desinfección constituye el tratamiento único para las aguas subterráneas de buena calidad, que es la fuente utilizada en la mayor cantidad de localidades pequeñas y medianas del país (2), mientras que las grandes ciudades, que toman agua de los ríos, deben realizar un tratamiento previo a la desinfección. FUENTE: Organización Panamericanade la Salud

COMPORTAMIENTO DEL CLORO Cuando se incorpora cloro en el agua se producenuna serie de reacciones químicas, quepueden escribirse en cuatro etapas (vergráfico).En la primera etapa (fase A-B) el cloro secombina mediatamente con la materia orgánica,por lo que si se realiza una medicióndará como resultado 0. Mientras no se destruyanesos compuestos no se realizará ladesinfección. A partir de punto B del gráfico (fase B-C) elcloro se combina con compuestos nitrogenados,por lo que ya es posible medir unacantidad de cloro residual, identificado porla curva ascendente. Sin embargo, estaconcentración no corresponde a cloro activo,sino a compuestos (clora minas) que reaccionan igual que el cloro en los aparatosde medición, presentan un fuerte olor, perotienen muy poco poder desinfectante.Si se sigue añadiendo cloro (fase CD), y medimos,veremos que la cantidad de clorodesciende, lo que puede observarse en elgráfico en la curva descendente. Lo que haocurrido es que este cloro se Juan y Carlos

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consumió enla destrucción de los compuestos generadosen la fase anterior. El agua no huelemal pero sigue sin estar desinfectada.A partir del punto D el cloro introducido estáfinalmente disponible para cumplir consu rol desinfectante. FACTORES QUE INFLUYEN EN LA CLORACION Entre los principales factores que influyen en el proceso de desinfección y tratamiento del agua con cloro, figuran los siguientes: 

Naturaleza, concentración y distribución de los organismos que se van a destruir, así como de la concentración y distribución de la sustancia desinfectante y de los productos de su reacción con el agua, así como de las

  

sustancias disueltas o en suspensión presentes en el agua. Naturaleza y temperatura del agua objeto del tratamiento. Tiempo de contacto entre el cloro y el agua. Ph del agua.

Respecto a los anteriores factores, podemos decir, en lo que respecta a los organismos presentes en el agua, que estos pueden ser muy diversos y con unos requerimientos de cloro para su eliminación muy diferentes. Para que la cloración resulte eficaz es necesaria una distribución homogénea del cloro en el agua y que la dosis sea adecuada, para obtener una agua tratada inocua. A partir de 0,1 a 0,2 ppm. de cloro libre residual en el agua, ya se percibe sabor, percibiéndose antes cuanto mayor sea la dureza y temperatura del agua. Puede procederse a la decloración o eliminación del cloro en el agua, mediante el empleo de sustancias reductoras, tales como el anhídrido sulfuroso, el hiposu1fito sódico, etc.,. Utilizando cantidades apropiadas de estos productos se puede eliminar la cantidad de cloro deseada. También se puede eliminar el cloro filtrando el agua a través de carbón activo. Entre las múltiples sustancias que pueden contener las aguas naturales, algunas influyen en gran medida en la eficacia de la cloración. Por ejemplo, en presencia de sustancias orgánicas, la acción desinfectante del cloro es menor. El amoníaco y otros compuestos orgánicos nitrogenados consumen cloro. El hierro y el manganeso reaccionan con el cloro Juan y Carlos

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aumentando la demanda de éste, y, una vez oxidados, contribuyen a aumentar la turbiedad del agua. Las bacterias y virus pueden quedar protegidos de la acción del cloro por los sólidos suspendidos en el agua; de aquí que la eficacia de la cloración se vea aumentada mediante la subsiguiente filtración y una posterior esterilización. Respecto a la temperatura, la eficacia de cloración aumenta al aumentar aquélla, naturalmente siempre que las demás condiciones permanezcan invariables. A pesar de esto, ocurre que como en el agua a baja temperatura el cloro permanece más tiempo, puede llegar a compensarse la mayor lentitud de la desinfección con la mayor duración del cloro en el agua. REACCIONES DEL CLORO EN EL AGUA Las reacciones que tienen lugar entre el cloro y el agua, aunque en principio parecen muy simples, no siempre lo son, ya que el agua objeto de la cloración no sólo es H2O, sino que en ella hay diversas sales y materias orgánicas en solución y suspensión. Pero trataremos en principio sólo de las reacciones de equilibrio que tienen lugar al reaccionar el cloro con el agua,que son reacciones de hidrólisis , se originan ácidos hipocloroso y clorhídrico : Cl2 + H2O ↔ ClOH + ClH (1) El ácido clorhídrico es neutralizado por la alcalinidad del agua y el ácido hipocloroso se ioniza, descomponiéndose en iones hidrógeno e iones hipoclorito: ClOH ↔ H+ + ClO- (2) Concentración máxima de cloro residual en agua potable En la Resolución del 23 de Abril de 1984 del Ministerio de Sanidad y Consumo del Estado Español, se fija la concentración máxima de cloro residual combinado que deben tener las aguas potables.

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Esta concentración es en función del pH. Para un pH entre 6.5 y 7.4 la concentración de cloro residual combinado no debe superar 1 mg/l. Para un pH entre 7 y 8, no debe superar 1.5 mg/l. Finalmente si el pH está entre 8 y 9, el cloro combinado no puede superar 1.8 mg/l. En general, un valor de referencia para la concentración de cloro residual en agua potable es de 1,5 mg/l. LA RELACION DE CLORO Y LA SALUD Si se respetan los valores recomendados para el correcto tratamiento del agua con cloro, no tiene porqué producirse ningún tipo de reacción perjudicial para la salud. EL CLORO RESIDUAL LIBRE Y EL CLORO LIBRE Cloro residual: fracción de cloro añadido que conserva sus propiedades desinfectantes. Cloro residual libre: cantidad de cloro presente en el agua en forma de ácido hipocloroso o hipoclorito. Cloro residual combinado: la cantidad de cloro presente en el agua en forma de clora minas u otros compuestos orgánicos de cloro. Demanda de cloro: diferencia entre el cloro añadido y el cloro disponible residual

4. MATERIALES Y EQUIPOS: o 2 vasos de precipitado o Disco comparador de cloro o Muestra o Muestrea de agua de caño o Agua destilada 5. PROCEDIMIENTO Matraces erlenmeyer con tapa de 1 litro, solución de cloro (500mg/l), vierta 500ml de muestra en cada uno de los 7 botellas de medio litro, agregue 8, 16, 24, 32, 40, 48, y 52 gotas de solución de cloro, déjese reposar a T ambiente y en la oscuridad por media hora, determine el

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cloro residual por el método indicado, se agrega 5 gotas de yodo mas 5 gotas de vinagre mas 5 gotas de almidón. Esperando 2 minutos.

6. CALCULOS Y RESULTADOS DETERMINACION DE CLORUROS

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MUESTRA DESCONOCIDA: Datos:  

Indicador: Cromato de plata Volumen es 50 mililitros para cada uno

La formula es la siguiente:

( A−B ) × N ×35450.00 mg de Cl= L ml de muesta

A: gasto de la muestra = 0.6ml B: gasto del agua destilada = 0.3ml

Reemplazando en la formula:

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( 0.6−0.3 ) × 0.01× 35450.00 mg de Cl= L 50 ml

mg de Cl=2.127 L mg de Cl=212.7 L

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MUESTRA AGUA DE CAÑO:

( A−B ) × N ×35450.00 mg de Cl= L ml de muesta

A: gasto del agua de caño = 0.4ml B: gasto del agua destilada = 0.3ml Reemplazando en la formula:

( 0.4−0.3 ) ×0.01 ×35450.00 mg de Cl= L 50 ml

mg de Cl=0.709 L

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mg de Cl=70.9 L

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Agregamos a cada frasco   

+ 5 gotas de yodo + 5 gotas de vinagre + 5 gotas de almidón

Formula: Cl libre=

A × 100 B ×C

Donde:   

A: mgr/H/ppm de cloro de solución medida campo B: Vml de la solución añadida al 2º frasco Peso en gramos de hipoclorito de calcio

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Reemplazando en la formula:

Cl libre =

0.5 × 100 25 × 0.22

Cl libre=9.09

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7. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES:

 La concentración final de demanda de cloro es muy baja, es decir requiere mayor concentración debido a que no hubo cambio de color.  El cloro residual no varió entre los grifos porque estos tienen la misma fuente y fueron tomadas casi al mismo tiempo (mañana).  La concentración verdadera del hipoclorito es de 9%, pero lo que nos vendieron fue de 33%, lo cual indica que la concentración del hipoclorito disminuye con el tiempo.  Antes de analizar cualquier parámetro hay que verificar que todos los reactivos estén en buen estado.  No se pudo determinar la demanda de cloro por falla de los reactivos utilizados.  En vista de que es ampliamente reconocido el efecto de la desinfección del agua con cloro en condiciones normales, su aplicación es aun más necesaria en situaciones de emergencia, a fin de evitar la propagación de enfermedades gastrointestinales.  Es necesario perfeccionar las técnicas de medición de cloro de una manera práctica y confiable que permita la caracterización de las fuentes de agua que se utilizaran para el abastecimiento.  Hasta la fecha, el cloro es el desinfectante de agua más económico, práctico y efectivo. Otros desinfectantes como el ozono, el dióxido de cloro y la monocloramina, son utilizados en algunas comunidades; si bien estos pueden evitar la formación de algunos subproductos de la cloración, no son capaces de mantener el efecto desinfectante posterior del cloro residual. .

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8. BIBLIOGRAFIA http://www.estrucplan.com.ar/Producciones/imprimir.asp?IdEntrega=2258...........Extraido 2/12/10

http://www.grupoinduquim.com/files/DeterminaciondeCloroResidualyClor oTotal.pdf ..... Extraído 2/12/10 http://www.fortunecity.es/felices/andorra/51/cloracion1.htm......Extraído 3/12/10

http://www.cepis.opsoms.org/eswww/proyecto/repidisc/publica/hdt/hdt049.html 6/12/10

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.....Extraído