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• Luis Antony Lorenzo Gonzales

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FIQT - U.N.I

INDICE

Página № 2 --------------------------------------------------------------- Objetivos Página № 3 --------------------------------------------------------------- Fundamento teórico Página № 3 --------------------------------------------------------------cálculos y resultados Exp.1 Página № 4 -------------------------------------------------------------- cálculos y resultados Exp.2 Página № 6 ------------------------------------------------------------- cálculos y resultados Exp. 3 Página № 8 ------------------------------------------------------------- pictogramas Página № 12 ------------------------------------------------------------- Cuestionario. Página № 13 ---------------------------------------------------------------Bibliografía

DETERMINACION CUANTITATIVA DE IONES EN EL AGUA

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FIQT - U.N.I DETERMINACION CUANTITATIVA DE IONES EN EL AGUA 1. OBJETIVOS Interpretar el proceso de des ionización del agua, para su aprovechamiento domestico e industrial, especialmente respecto al tratamiento de la dureza de la misma, mediante los métodos o procedimientos siguientes:  

Método de Clark Método de solución valorada EDTA



Tratamiento con solución de



Tratamiento con resinas de intercambio iónico

Ca(OH )2 / Na2 CO 3

2. FUNDAMENTO TEÓRICO El agua es el principal e imprescindible componente del cuerpo humano. El ser humano no puede estar sin beberla más de cinco o seis días sin poner en peligro su vida. El cuerpo humano tiene un 75 % de agua al nacer y cerca del 60 % en la edad adulta. Aproximadamente el 60 % de este agua se encuentra en el interior de las células (agua intracelular). El resto (agua extracelular) es la que circula en la sangre y baña los tejidos.

Agua dura En química, el agua calcárea o agua dura —por contraposición al agua blanda — es aquella que contiene un alto nivel de minerales, en particular sales de magnesio y calcio. A veces se da como límite para denominar a un agua como dura una dureza superior a 120 mg CaCO3/L. Agua pesada Se denomina agua pesada a una molécula de composición química equivalente al agua, en la que los átomos de hidrógeno son sustituidos por deuterio; un isótopo pesado del hidrógeno.

Agua blanda

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FIQT - U.N.I El agua blanda es el agua en la que se encuentran disueltas mínimas cantidades de sales. Si no se encuentra ninguna sal diluida entonces se denomina agua destilada. 3. PARTE EXPERIMENTAL EXPERIENCIA № 1 DETERMINACION DE LA DUREZA DEL AGUA POR EL METODO DE CLARK a) Observaciones:  Para lograr que la espuma sea permanente en el agua se debe mover continuamente al echar las gotas, moviendo despacio debido a que se forma una falsa espuma que con el tiempo desaparece, aproximadamente se observa que en la gota 17 la espuma permanece con el tiempo. b) Cálculos y resultados: 1ml Xml X=0.85 ml

20 gotas 17 gotas

Se sabe que 1ml de solución jabonosa = 1mg de

CaCO3

entonces

CaCO3

será 1.85

se tiene 1ml

1mg de

0.85 ml

Xmg

X=0.85 mg de

CaCO3

CaCO3

Se tiene 0.85 ml de jabón por lo que la masa de mg, luego con la siguiente expresión

mg de CaCO 3

ppm = L agua analizada ppm = 85 ppm El agua es considerada medianamente dura c) Conclusiones :  Llegamos a la conclusión que el agua de laboratorio es dura lo cual verifica que contiene iones de calcio y magnesio en cantidades notables.  El grado de dureza del gua aumenta cuanto más calcio y magnesio hay disuelto.

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EXPERIENCIA № 2 DETERMINACION DE LA DUREZA DEL AGUA POR EL METODO EDTA  DETERMINACION DE LA DUREZA TOTAL a) Observaciones:  La solución al inicio presenta una coloración rojiza, luego cambiara a azul a medida que se va echando gotas de EDTA.  Al titular la solución se vuelve una solución azul claro.  El sulfuro de sodio actúa como agente reductor. b) Cálculos y resultados: Volumen EDTA = 4,6ml 4.6ml =4.6mg

CaCO3

VOLUMEN TOTAL= 10ml +2ml +2ml +2gotas (0.1ml de indicador) VOLUMEN TOTAL=0.0141 L

mg de CaCO 3 ppm = L agua analizada

4.6 mg ppm = 0.0141

=326.24 ppm

c) Conclusiones

CaCO3



El agua dura tiene 326.24 ppm de



utilizado que viene a ser mas exacto que el método anterior. Por lo tanto la dureza total es 326.24

según el método

 DETERMINACION DE LA DUREZA PERMANENTE a) Observaciones:  Para calcular la dureza permanente tenemos que calentar el agua.  Si se hierve el agua los bicarbonatos que contiene ella se descomponen, formando precipitados de sales neutras y la dureza se elimina. b) Ecuaciones químicas:

−¿ ¿ +2 Ca(ac ) + 2 HCO 3

CaCO3

(ac )

+

CO2

(ac)

+

H2O

c) Cálculos y resultados: Volumen EDTA = 3ml

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FIQT - U.N.I 1ml EDTA =1mg

CaCO3

Se tiene 3mg de

CaCO3 en el agua

mg de CaCO 3

ppm = L agua analizada

3 mg ppm = 0.0141 L =212,77 ppm

DUREZA TEMPORAL = DUREZA TOTAL –

DUREZA PERMANENTE

D TOT = 326.24 ppm D PER = 212, 77 ppm D TEM = 113, 57 ppm d) Conclusiones:  Al momento de calentar el agua la dureza temporal , los bicarbonatos se desintegran escapando el dióxido de carbono de ello , logrando que solo quede la dureza permanente.  DETERMINACION DE LA DUREZA CALCICA a) Observaciones:  al titular la solución con EDTA la solución cambia a incoloro.  Al inicio la solución es de color rojiza. b) Cálculos y resultados: Volumen EDTA = 3ml 1ml EDTA =1mg

CaCO3 Ca +2

Luego se tiene 3 mg de

mg de CaCO 3 ppm = L agua analizada 3 mg ppm = 0.025 L =

ppm

c) Conclusiones:  Los iones calcio están presentes en el agua  La solución EDTA es útil para hallar las durezas del agua.

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EXPERIENCIA № 3 ABLANDAMIENTO DEL AGUA CON SOLUCION DE

Ca(OH )2

Y

Na 2 CO 3

a) Observaciones:

Ca (OH )2 es incoloro turbio.



Se observa que



Se nota claramente que

  

Al agitar la solución preparada aparecen gránulos blancos. Se agregan 6 gotas de jabón. Al agregar 2.3ml de EDTA la solución cambia de violeta a plomizo.

Na 2 CO 3 es incoloro.

b) Ecuaciones químicas:

Ca(OH )2

( ac)

+

CaCO3

Na 2 CO 3

( ac)

(s )

+

Na(OH )(ac)

c) Cálculos y resultados: Volumen EDTA = 2.3ml 1ml EDTA =1mg

CaCO3

Luego se tiene 2.3 mg de

CaCO3

(s )

mg de CaCO 3

ppm = L agua analizada

2.3 mg ppm = 0.0141 L =

ppm

d) Conclusiones: 

La reacción inicial forma un precipitado de

CaCO3

(s )

ablandando de cierta manera la dureza que tenia el agua inicialmente. DETERMINACION CUANTITATIVA DE IONES EN EL AGUA

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

Al

calentar

el

agua

de

caño

quedan

precipitados

equivalentes de calcio y magnesio.

1) PICTOGRAMAS 1) CaCO3 Riesgos:  Inhalación (irritación de las membranas)  Contacto con la piel puede causar quemaduras  Contacto con los ojos puede causar quemaduras

Precauciones:  Mantener los recipientes bien cerrados  Mantener el lugar seco , bien ventilado y fuera de la luz Usos:  Es el mineral más importante de la industria de los plásticos  Utilizado extensamente en hules y plásticos 2) HCl 3 M Riesgos:  Ingestión accidental ( es muy peligroso puede ser mortal si son grandes cantidades)  Contacto con los ojos (irritación y ardor en los ojos puede causar conjuntivitis)

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FIQT - U.N.I  Contacto con la piel (irritación y enrojecimiento de la piel debido a su pH es muy acido)

Precauciones:  Se debe almacenar y transportar con sumo cuidado  Debe de estar debidamente etiquetado Usos:  El ácido clorhídrico se utiliza sobre todo como ácido barato fuerte y volátil.  El uso más conocido es el de desincrustante para eliminar residuos de caliza (carbonato cálcico: CaCO3).  En la industria alimentaria se utiliza por ejemplo en la producción de la gelatina disolviendo con ella la parte mineral de los huesos. 3) NaOH Riesgos:  Provoca quemaduras graves  Contacto con los ojos genera irritación  Contacto con la piel genera irritación

Precauciones:  Se debe transportar con sumo cuidado  Debe de estar debidamente etiquetado  Mantener fuera del alcance de los niños Usos:  Las principales aplicaciones del hidróxido de sodio NaOH (soda cáustica) son: La industria del papel, La industria textil, La fabricación de jabón. 4) CuSO4 Riesgos:  Es irritante y corrosivo DETERMINACION CUANTITATIVA DE IONES EN EL AGUA

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FIQT - U.N.I  Provoca quemaduras en contacto con la piel

Precauciones:  Evitar respirar su polvo  Manipular el reactivo con mucho cuidado Usos:  El tratamiento de aguas es usado como alguicida  tiene numerosas aplicaciones: fabricación de concentrados alimenticios para animales, abonos, pesticidas, mordientes textiles, industria del cuero, pigmentos, baterías eléctricas, recubrimiento galvanizados 5) Na2CO3 Riesgos:  En contacto con la piel puede provocar alergias  Es irritante

Precauciones:  Usar en áreas ventiladas  Trabajar con mascarilla y protector Usos:  es usado para tostar (calentar bajo una ráfaga de aire) el cromo y otros extractos  En la fabricación de detergentes DETERMINACION CUANTITATIVA DE IONES EN EL AGUA

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6) Fe(s) Riesgos:  Evitar su consumo , en exceso es letal  El hierro en exceso se acumula en el hígado y provoca daños en este órgano.

Precauciones:  Trabajar con atuendo adecuado  Obedecer las indicaciones del encargado del laboratorio Usos:  El hierro es el metal más usado, con el 95% en peso de la producción mundial de metal.  El hierro tiene su gran aplicación para formar los productos siderúrgicos 7) Mg(s) Riesgos:  Evitar su consumo , en exceso es toxico  el magnesio es extremadamente inflamable

Precauciones:  Trabajar con atuendo adecuado , debió a que el magnesio es inflamable  Trabajar con la ropa adecuada y usar mascarilla

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FIQT - U.N.I Usos:  se usan como material refractario en hornos para la producción de hierro y acero.  El uso principal del metal es como elemento de aleación del aluminio 8) Ca(OH)2 Riesgos:  Evitar su consumo , en exceso es toxico Precauciones:  Trabajar con atuendo adecuado .  Trabajar con la ropa adecuada y usar mascarilla

Usos:  En el proceso para la neutralización de ácido sobrante  En la remineralización de agua desalada

CUESTIONARIO: 1) Que le puede pasar a los organismos si la DBO de los contaminantes de un arroyo excede a la solubilidad del O 2 a la temperatura del arroyo ¿Se aliviaría o empeoraría el problema si la corriente de agua es lenta? La Demanda Biológica de Oxígeno (DBO) es una medida de oxígenos que usan los microorganismos para decomponer esta agua. Si hay una gran cantidad de desechos orgánicos en el suministro de agua, también habrá muchas bacterias presentes trabajando para descomponer este desecho. En este caso, la demanda de oxígeno será alta (debido a todas las bacterias) así que el nivel de la DBO será alta pero si la solubilidad del oxigeno es baja a comparación de la DBO esto significara que el oxigeno presente en el agua DETERMINACION CUANTITATIVA DE IONES EN EL AGUA

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FIQT - U.N.I llegara a niveles muy bajos, los peces y otros organismos acuáticos tienen la posibilidad de no sobrevivir. Un flujo lento significara que la cantidad de agua libre que ingresa a la zona contaminada proporcionara una concentración de oxigeno baja , en cambio un flujo rápido proporcionara una mayor concentración de oxigeno por lo cual facilitaría la vida de peces y otros seres vivos. 2) Los neurólogos recomiendan 6 vasos de 225.8g de agua al dia si el agua potable contiene 0.015 ppm que es el nivel máximo de contaminante por plomo permitido. ¿Cuánto plomo consumirá en una semana si sigue la recomendación?

masa de agua

V.del agua= densidad del agua 226.8 g V. de agua= 1 g /ml

masa de plomo

0.015 ppm= volumen de agua en litros Masa de plomo=3.402 mg

Por vaso de agua se consume 3.402 mg como por vaso . Hallando el consumo de plomo por semana: =3.402 226.8 mlx7 =0.1428 g de plomo mg x6 3) a) ¿Qué es DBO y DQO? Explique b) Suponga que en un litro de agua a temperatura ambiente contiene 2.75 ppm de un contaminante con formula C8H4Cl2, hallar la DBO en (g de O 2/litro) y explique las consecuencias de este valor? Dato: La solubilidad del O2 en agua a T° ambiente =0.0095 g/l

DBO: La demanda biológica de oxígeno (DBO), es un parámetro que mide la cantidad de materia susceptible de ser consumida u oxidada por medios biológicos que contiene una muestra líquida, disuelta o en suspensión. Se utiliza para medir el grado de contaminación, normalmente se mide transcurridos cinco días de reacción (DBO5), y se expresa en miligramos de oxígeno diatómico por litro (mgO2/l). El método de ensayo se basa en medir el oxígeno consumido por una población microbiana en condiciones en las que se ha inhibido los procesos fotosintéticos de producción de oxígeno en condiciones que favorecen el desarrollo de los microorganismos. La curva de consumo de oxígeno suele ser al principio débil y después se eleva rápidamente hasta un máximo sostenido, bajo la acción de la fase logarítmica de crecimiento de los microorganismos. DQO: La demanda química de oxígeno (DQO) es un parámetro que mide la cantidad de sustancias susceptibles de ser oxidadas por medios químicos que hay DETERMINACION CUANTITATIVA DE IONES EN EL AGUA

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FIQT - U.N.I disueltas o en suspensión en una muestra líquida. Se utiliza para medir el grado de contaminación y se expresa en miligramos de oxígeno diatómico por litro (mgO2/l). Aunque este método pretende medir principalmente la concentración de materia orgánica, sufre interferencias por la presencia de sustancias inorgánicas susceptibles de ser oxidadas (sulfuros, sulfitos, yoduros...), que también se reflejan en la medida.

BIBLIOGRAFIA  RAYMOND CHANG Química General, Novena edición, Editorial Mc Graw –



Hill, iberoamericana editorial S.A de C.V Pág. 818 - 849 HARRIS, DANIEL C. Química Analítica Cuantitativa tercera Edicion, Editorial Reverté, S.A.Pág. 620 - 695

PAGINAS WEB DE REFERENCIA

 http://ar.answers.yahoo.com/question/index?qid=20071027070559AAjue0n  http://mx.answers.yahoo.com/question/index?qid=20090525090550AAbxg7s  http://www.youtube.com/watch?v=ZDqYJSGg-4M  http://www.quiminet.com/

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