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Informe N°3 Laboratorio de Tratamiento de Aguas

2019

Universidad Nacional del Callao

INDICE DE LANGELIER MEDIANTE EL DIAGRAMA DE HOOVER Agüero Pajuelo Adonis, Rosas Castillo Luis Yoel, Velarde Ramos Gerson Jesús, Ventura Rosales Lucia, Vite Carrera Ricardo Facultad de Ingeniería Química - Universidad Nacional Del Callao

Resumen En el presente trabajo se determinó los parámetros de dureza, alcalinidad y pH del agua alcalinizada y agua potable, con la finalidad de calcular el índice de saturación de Langelier para clasificar el agua como corrosiva o incrustante. Se determina el pH de las muestras, finalmente con los valores de dureza de 300ppm para el agua potable y 160ppm para el agua de la alcalinizada ; y alcalinidad del agua potable es de 360ppm y del agua de alcalinizada es de 800ppm, haciendo uso del Diagrama de Hoover-Langerlier, registramos los datos y los trazamos para hallar el PH de saturación. Finalmente, mediante la fórmula LSI = pH(sustancia) - pHsat determinamos que la muestra de agua de caldera tiene un índice de langerlier igual a 5. Palabras Clave: Agua potable, alcalinidad, dureza Abstract In the present work the parameters of hardness, alkalinity and pH of boiler water and drinking water were determined, in order to calculate the saturation index of Langelier to classify the water as corrosive or incrusting. The pH of the samples is determined, finally the duration values of 300 ppm for drinking water and 160 ppm for boiler water; and the alkalinity of the drinking water is 360ppm and the water in the boiler is 800ppm, use of Hoover-Langerlier diagram, data record and plot to find the saturation pH. Finally, by the formula LSI = pH (substance) - pHsat we determined that the boiler water sample has a langerlier index equal to 5. Keywords: Water Quality, Alkalinity, Hardness 1. Introducción Uno de los componentes de mayor aprecio en una industria y que puede representar una buena parte de la inversión es el boiler o caldera. Existen industrias o servicios, que quedarían colapsados por una falla en la caldera hasta el punto de llegar a parar su producción, y su reparación o sustitución podría representar un costo considerable en su presupuesto, por lo que es esencial que la caldera opere en óptimas condiciones. Los problemas más frecuentes en lo referente a la calidad del agua y que influyen en la operación de la caldera es la formación de depósitos (incrustaciones), es indeseable ya que al formar una capa en los tubos y demás componentes del equipo, evitan la transmisión efectiva del calor. Esto conduce a una baja eficiencia

en la producción de vapor, desgaste del tubo y accesorios por fatiga térmica ya que se requiere de mayor temperatura del metal en la parte expuesta a la flama, que cuando no existe incrustación y este desgaste térmico afecta también la vida útil del equipo. 2. Objetivo El objetivo de este trabajo es determinar el índice de Langelier mediante el diagrama de Hoover de la muestra de agua de cadera proveniente del Laboratorio de Operaciones y Procesos Unitarios de la Facultad de Ingeniería Química de la Universidad Nacional del Callao y deducir si la muestra proviene de un equipo en el cual se está produciendo incrustaciones, corrosión o está en un equilibrio haciendo la comparación de los pH de saturación y de la muestra.

3. Teoría

4. Metodología

En el tratamiento de agua para la obtención de agua de alta calidad, se toman en cuenta muchos sistemas para el control de aguas. La predicción del carácter incrustante (con tendencia a formar incrustaciones) o agresivo (con tendencia a disolver las incrustaciones) de un agua ha sido siempre un concepto importante en el tratamiento y en el suministro del agua; con este objetivo se han desarrollado diversos métodos. Uno de los sistemas más utilizados sobre la calidad del agua de consumo es el índice de Langelier.

Para el realizar el cálculo de Índice de Langelier se realizó la determinación de dureza y alcalinidad.

3.1.

Índice de Langelier

Es un índice para calcular el carácter incrustante o agresivo del agua y tiene que ver con los diversos equilibrios en el agua del anhídrido carbónico, bicarbonato-carbonatos, el pH, la temperatura, la concentración de calcio y la salinidad total. Es importante para poder controlar la incrustación o la corrosión en las redes de distribución del agua y para las instalaciones interiores domésticas. El Índice de Langelier se usa para determinar el equilibrio del agua: (a) Si el índice es 0: el agua está perfectamente equilibrada. (b) Si el índice es negativo: indica que el agua es corrosiva. (c) Si el índice es positivo: indica que el agua es incrustante. Según el RD 140/2003 de aguas de consumo humano, el Índice de Langelier debe de estar comprendido entre -0,5 y 0,5.En el caso de las piscinas el Índice de Langelier optimo debe estar entre -0,3 y 0,3. 3.2.

Cálculo del Índice de Langelier

Se basa en el cálculo del valor del pH de saturación o de equilibrio (pHs), el cual comparado con el pH real del agua (pH), permite determinar el carácter del agua. El gráfico de Hoover obtenido a partir de la fórmula de Langelier permite la determinación del índice de saturación. Para el cálculo de este índice, es necesario tener la siguiente información, pH obtenidos del agua a tratar, el factor de temperatura TF – al momento del muestreo, con el fin de obtener el valor adecuado TF, dureza de calcio CF – determinar la ppm de dureza de calcio (CH) en la muestra de agua. Es importante tomar una lectura de dureza de calcio apropiado (CH), con el fin de obtener el valor CF correcto y la alcalinidad total AF – determinar el PPM de la alcalinidad total (TA) en la muestra de agua.

4.1.

Materiales

Se hizo uso de dos buretas, dos soportes universales, vasos de precipitado, el reactivo ácido sulfúrico, indicador fenolftaleína, EDTA y 2ml de agua potable. Luego para el siguiente ensayo se usó a diferentes concentraciones y se añadió anaranjado de metilo. 4.2.

Determinación de Dureza

Colocar 2ml de agua de cada muestra en matraces diferentes, agregar 3 gotas de una solución buffer básico (pH=10) después añadimos 3 gotas de NET y agitamos posteriormente comenzamos con la titulación de la muestra con la sustancia EDTA Observar el cambio de coloración, de un color purpura a un color azul oscuro, anotar el volumen gastado para ambas muestras. 4.3.

Determinación de la Alcalinidad

Colocar 2ml de agua de muestra en matraces diferentes, agregar 2 o 3 gotas de indicador fenolftaleína, observar si hay algún cambio, si hay o no cambio de color, la alcalinidad a la fenolftaleína es igual a “0” y no hay CO 3 ni OH. Si el agua cambia a grosella se titula con H2SO4 (0.02N). Medimos los ml de ácido gastado (agua de alcalinizada y agua potable). Agregar el indicador anaranjado de metilo 2 o 3 gotas, observar si hay algún cambio. Si la muestra cambia a anaranjado o rojo, la alcalinidad del agua es igual a 0, si la muestra cambia un amarillo brillante titulamos con ácido sulfúrico H2SO4 (0.02N) hasta el punto final de titulación. Medimos el gasto de volumen de ácido. (Repetimos los pasos para las demás muestras de agua). 5. Resultados Es necesario establecer que los resultados de las diferencias de muestreo del agua potable en tiempos de lluvias a otras temporadas son relativos, y haber determinado la dureza del agua, presentando una dureza de 800ppm y una alcalinidad de 360ppm.

Tras medir el pH del agua potable con ayuda de un pHmetro se observa una medida de 7.7, lo cual nos permite medir el índice de Langelier , el pH de saturación calculado mediante Monograma de Hoover-Langelier es de 7.8 , obteniendo un LSI=5 indicando que el agua es incrustante.

Figura 1. Representa el monograma de HooverLangelier, realizando los trazos según los datos obtenidos. Tabla1. Datos obtenidos de la figura 1. Nro

Factor

Cantidad

1 2

Temperatura Línea pivot

20°C

3

Dureza(Ca)

4

Alcalinidad

5

pH de saturación

6. Discusión y conclusiones

7. Referencias Aná