DETERMINACION DE ALCALINIDAD, ACIDEZ, DUREZA JUAN DAVID HERNANDEZ 1036043 BRAYAN FELIPE MUÑOZ 1126152 ESAU SANCHEZ BASTO B ASTO 11 CLAUDIA CLAUDI A PATRICIA PATRICIA AMEZUITA FEBRERO 21 DEL 2013 LABORATORIO LABORATORIO 2 DETERMINACION DE ALCALINIDAD, ALCALINIDAD, ACIDEZ, ACIDEZ, DUREZA UNIVERSIDAD DEL VALLE ! FACULTAD DE IN"ENIERIA ESCUELA DE IN"ENIERIA DE RECURSOS NATURALES Y DEL AMBIENTE PRO"RAMA DE IN"ENIERIA SANITARIA Y AMBIENTAL SANTIA"O DE CALI RESUMEN . Se determino las características fisicoquímicas de una muestra de agua potable del acueducto municipal como la alcalinidad, la acidez y la dureza, para ellos se realizo unas pruebas de estandarización en las que determinamos el volumen del titilante en cada uno de los procesos, como alcalinidad total, alcalinidad a la fenolftaleína, acidez al CO 2, acidez mineral, dureza cálcica y dureza magnsica. !ealizado este procedimiento se determino que la alcalinidad, acidez y dureza cumplen con los parámetros establecidos por las normas tcnicas de calidad de agua potable en Colombia.
ABSTRACT 1# INTR INTROD ODUC UCCI CION ON "a disponibilidad de un suministro de agua adecuado en trminos de cantidad y cali calida dad d es esen esenci cial al para para la e#is e#iste tenc ncia ia $uma $umana na.. "os "os prim primer eros os $abi $abita tant ntes es reconocieron la importancia del agua desde el punto de vista de la cantidad. "as civi civililiza zaci cion ones es se desa desarro rrollllaro aron n alre alrede dedor dor de cuer cuerpos pos de agua agua que que pudi pudier eron on soportar la agricultura y el transporte, tanto el suministro de agua para consumo. %l reconocimiento de la importancia de la calidad del agua se desarrolló más lentamente. "os primitivos pudieron &uzgar la calidad del agua a travs de los sentidos de la vista, el tacto y el olor. 'o fue $asta que las ciencias biológicas, químicas y mdicas se desarrollaron que los parámetros de calidad del agua y sus efectos sobre la salud $umana se determinaron. (arba y Ortiz )*++-. "a práctica se realizó con el fin de determinar las características de una muestra de agua potable de la ciudad, se traba&ó con una serie de materiales y reactivos
del laboratorio necesarios en el proceso, para la estandarización de soluciones. ara determinar si un agua es acida o alcalina se utiliza la escala del p/, la cual va de 0 $asta *1 unidades, estando entre 0 y las aguas acidas, entre y *1 las aguas alcalinas y en es el punto de neutralidad entre ácidos y bases.
2# OBJETIVOS 2#1 O$%&'()* "&+&-. 3eterminar parámetros fundamentales en muestras de agua potable como lo son acidez, alcalinidad y dureza mediante el mtodo de titulación.
2#2 O$%&'()*/ E/&(*/ 2.2.* 4dentificar una muestra de agua potable como alcalina acida o dura mediante una escala indicadora de p/. 2.2.2 5plicar lo comprendido en la estandarización para la titulación de soluciones presentes en esta práctica. 2.2.6 Observar el fenómeno de las reacciones que se dan al momento de la titulación de la muestra con %375 y el porqu se da el cambio en la tonalidad de esta.
3# MARCO TEORICO 3#1 A.-.(+(-# "a alcalinidad está definida como la cantidad de iones en el agua que reaccionaron para neutralizar a los iones $idrogeno. "a alcalinidad es entonces una medida de la capacidad del agua para neutralizar ácidos. 8uentes9 los contribuyentes de la alcalinidad en los sistemas de aguas naturales incluyen CO6:2, /CO6: y O/: en mayor cantidad y / 2(O6:, /O1:2, /2O1:, /S: y '/6 en menor cantidad. %stos compuestos resultan de la disolución de sustancias minerales en el suelo y la atmosfera. "os fosfatos pueden ser provenientes de detergentes en descargas de aguas residuales y de fertilizantes e insecticidas del uso agrícola. %l sulfato de $idrogeno y el amoniaco pueden ser productos de la descomposición microbiana de material orgánico. "os bicarbonatos )/CO6:-, carbonatos )CO6:2- e $idró#idos )O/:-. 5demás de su origen natural, estas sustancias pueden originarse del dió#ido de carbono, un
constituyente de la atmosfera y un producto de la descomposición microbiana de material orgánico. 4mpacto9 en gran cantidad, la alcalinidad imparte un sabor agrio al agua. "a principal ob&eción al agua alcalina es sin embargo las reacciones que pueden ocurrir entre la alcalinidad y ciertos cationes en el agua. %l precipitado resultante puede obstruir las tuberías y otros accesorios de sistemas de distribución de agua. ;sos la medición de la alcalinidad es a menudo incluida en el análisis de aguas naturales para determinar su capacidad buffer. %s tambin usada frecuentemente como variable de control de procesos en el tratamiento de aguas y aguas residuales.
3#2 A(& "a acidez en las aguas naturales es debida principalmente al dió#ido de carbono o por ácidos minerales fuertes. %l dió#ido de carbono es un componente normal de todas las aguas naturales y entra a las aguas superficiales por absorcion de la atmosfera, pero solamente cuando la presión parcial del CO 2 en el agua es menos a la presión al CO 2 en la atmosfera. %l dió#ido de carbono puede tambin ser producido en las aguas a travs de la o#idación biológica de la materia orgánica, particularmente aguas contaminadas.
3#3 A(& M(+&-. "a acidez mineral está presente en muc$os desec$os industriales, particularmente los de la industria metal
3#4 D7&"a dureza se define como la concentración de cationes metálicos multivalentes en solución. 5 condiciones de sobresaturación, dic$os cationes reaccionan con los aniones en el agua para formar un precipitado sólido. "a dureza se clasifica como dureza carbonatada y como dureza no carbonatada, dependiendo del anión con el cual se asocia. "a dureza equivalente a la alcalinidad se llama dureza carbonatada y cualquier otra dureza remanente es llamada no carbonatada. "as fuentes de iones multivalentes más abundantes en las aguas naturales son el calcio )Ca=2- y el magnesio )>g =2-. Otros pueden incluir $ierro y manganeso en sus estados reducido )8%=2, >n=2-, estroncio )Sr =2- ? aluminio )5l =6-. %stos
de calcio y magnesio, y por lo general para propósitos prácticos la dureza puede ser representada por la suma de los iones calcio y magnesio. 4mpactos9 %l consumo de &abon de las aguas duraz representa un perdida economica para el usuario del agua. "os &abones de sodio reaccionan con los cationes metalicos multivalentes oparta formar un precipitado perdiendo de este modo sus propiedades surfactantes. ;so9 el análisis de dureza se realiza comoderadamente dura B0:*00mg CaCO6" 3ura *B0:600mg CaCO6" • • •
•
>uy dura
D 600mg CaCO6"
4# MATERIALES Y REACTIVOS
inza para bureta Easo de 2B0ml %rlenmeyer de 2B0ml (ureta de 2B o B0ml robeta de B0ml ipeta 5gua potable /idró#ido de Sodio )'aO/ Fcido clor$ídrico 7iosulfato 4ndicador mi#to 8enolftaleína %375
5# DESCRIPCION DEL METODO %n la práctica se realizó G procedimientos de titulación, para la determinación de alcalinidad total, la alcalinidad a la fenolftaleína, la acidez al CO 2, la acidez
mineral, la dureza total y la dureza cálcicaH utilizando como muestra agua potable del acueducto.
5#1 A.-.(+(- T*'-. ara la alcalinidad total se tomó una muestra de agua potable de B0ml adicionados al erlenmeyer de 2B0ml &unto con 2B gotas de tiosulfato de sodio )'a6S2O6- el cual tiene la característica de soltar la capacidad que tiene el cloro de interferir en la muestra, y se adiciono 6 gotas de indicador mi#to. %#isten unos rangos de / seg
5#2 A.-.(+(- - L- F&+*.'-.&+- Se adiciono B0 ml de agua potable en el erlenmeyer &unto con 2B gotas de tiosulfato de sodio )'a6S2O6-, y 6 gotas de fenolftaleína. 7eniendo en cuenta la coloracion que tomo esta solución, que fue transparente, índico que la alcalinidad a la fenolftaleína era nula, ya que su p/ es menor a ,6 un.
5#3 A(& -. CO2#
%n la realización de esta prueba, se utilizó la misma preparación empleada en la alcalinidad a la fenolftaleína, ya que su alcalinidad era 0, pues el color era transparente, lo que indicaba que tenía un p/A,6 por lo tanto no $ubo necesidad de alcalinizar, y esta preparación de B0 m" de agua potable y 2B gotas de tiosulfato nos servía para esta prueba. Como la muestra era incolora, fue necesario realizar la valoración de la muestra con 'aO/ adicionándolo cuidadosamente desde una bureta $asta obtener una tonalidad rosa, se cerró la bureta y se midió el volumen de esta base empleada que fue 0,2 m".
5#4 A(& M(+&-.# ara la determinación de la acidez mineral se dedu&o que era nula en nuestra muestra ya que por ser una muestra de agua potable, su p/ es mayor a 1,B un. or lo tanto no $ay acidez mineral.
5#5 D7&- T*'-.# Se midió 2Bm" de agua potable en la probeta y se adiciono al erlenmeyer &unto con 2B m" de agua destilada, posteriormente se adiciono * m" de buffer amonio y una pizca de negro eriocromo, mezclando y obteniendo una muestra de color violeta que se tituló con %75 desde la bureta, $asta obtener un cambio a color azul midindose el volumen de %75 utilizado que en este caso fue *,1 m"
5#6 D7&- 8.(-# %n esta etapa del proceso, el mtodo que se utilizo fue similar al anterior agregando 2B de agua potable y 2B m" de agua destilzada pero en este se adiciono *m" de 'aO/ *' y una pizca de mure#ida. "a solucion tomo un color rosa por lo que se tituló con %375 $asta obtener un cambio a color violeta. %l volumen de %375 fue *,*m".
6# AN9LISIS Y RESULTADOS Obtenidos los vol
( )
mg CaCO L
)*-
Vol muestra
0.6 mL x 0.028
Alcalinidad total =
Alcalinidad total =16.8
eq L
( ) x 50000 50 mL
(
mgCaCO ₃ L
)
(
mgCaCO ₃ eq
)
VolumenNaOH x N NaOH x 50000 Acidez ( CO ₂ )=
( )
mg CaCO ₃ L
)2-
Volumen muestra
0.2 mL x 0.013
Acidez ( CO ₂ )=
eq x L
(
50000
mgCaCO ₃ eq
)
)6-
50 mL
Acidez ( CO ₂ )=2.6
(
mgCaCO ₃ L
)
5cidez total I 5cidez mineral = 2 acidez CO ₂ = alcalinidad /CO ₃ 5cidez total I 0 = )2-
22
A(& '*'-. :
(
2.6
(
mg CaCO ₃ L
mgCaCO ₃ L
) =
(
mgCaCO ₃ L
)
)
Vol EDTA x N EDTA x 50000 Durezatotal =
16.8
(4)
(
mgCaCO ₃ eq
)
(
mg CaCO ₃ eq
)
)B-
Vol muestra
1.4 mL x 0.0125
Durezatotal =
Durezatotal =35
eq L
( ) x 50000 25 mL
(
mg CaCO ₃ L
)
Vol EDTA x N EDTA x 50000 Durezacálcica =
Vol muestra
(
mgCaCO ₃ eq
)
)G-
1.1 mL x 0.0125
eq L
( ) x 50000
Durezacálcica =
Durezacálcica =27.5
(
mgCaCO ₃ eq
)
25 mL
(
mg CaCO ₃ L
)
3ureza magnsica I 3ureza total J 3ureza cálcica 3ureza magnsicaI
35
Durezamagnésica=7.5
(
(
mgCaCO ₃ L
mg CaCO ₃ L
) :
27.5
(
16.8
( )
)-
mgCaCO ₃ L
)
)
Si Dureza total > Alcalinidad
Dureza carbonacea = Alcalinidad total =
mg CaCO ₃ L
)-
Dureza No Carbonacea = Dureza total – Alcalinidad
(
mgCaCO ₃ L
I
35
I
18.2
(
) ;
mgCaCO ₃ L
16.8
(
mgCaCO ₃ L
)
)
Como la muestra era agua potable, se espera que los resultados para estos parámetros fueran coincidenciales o permisibles por la norma que los rige y como sabemos, esta agua ya $a tenido un previo tratamiento en la planta potabilizadora. %n la alcalinidad a la fenolftaleína no $ubo necesidad de titulación ya que su p/ era menor a ,6 y no era necesario alcalinizar pues su color fue transparente a adicionar el indicador. %n la determinación de la acidez mineral, se dedu&o que no era necesario ning
%l decreto 1B de *++ por el cual se e#piden normas tcnicas de calidad del agua potable en Colombia, en el literal b del capítulo , dice9 Criterios de calidad química para características con implicaciones de tipo económico o acción directa para la salud9 )!%8%!%'C45 3% %S7% 357OEalor admisible para alcalinidad total *00 )mg CaCO6"Ealor admisible para dureza total *G0 )mg CaCO6"Ealor admisible para acidez total B0 )mg CaCO6""os valores obtenidos en el laboratorio para estos parámetros fueron9 Ealor admisible para alcalinidad total Ealor admisible para dureza total Ealor admisible para acidez total
*G. )mg"- CaCO 6 6B )mg"- CaCO6 22 )mg"- CaCO6
<# CONCLUSIONES >ediante el proceso de titulación se logró determinar los paramentaros fisicoquímicos de la muestra de agua potable en la que los resultados representan un agua segura porque cumple con las condiciones mínimas establecidas por la norma. 5l ser una muestra de agua potable, se concluyo en la práctica que no fue necesario realizar alg
=# RESPUESTAS A LAS PRE"UNTAS 5'%K5! "5S !%S;%S75S 5 "5S !%L;'75S M;% 'O /5? 4'7%!'%7 %' %S75 S5"5 5!5 S5C5!"5S 3%" CO!!%O *. Nor qu es necesario conocer la alcalinidad de un agua que va a ser sometida a un tratamiento de potabilización O a un tratamiento de ablandamiento 2. NMu efectos puede tener un agua de altas características ácidas sobre una tubería 6. %#plique el comportamiento de un indicador.
1. NCómo se determinan las características incrustantes o corrosivas de un agua natural B. NCuándo se encuentra acidez mineral en un agua G. NMu relación e#iste entre la alcalinidad y el p/ de un agua . NMu errores se pueden generar en el cálculo dureza la alta presencia de 8e =2, >n=2 y Sr =2 . NCuáles son las diferencias entre la 3ureza Cálcica y >agnsica y entre la 3ureza Carbonática y no Carbonática +. %#plique la relación entre la alcalinidad y la dureza. *0. NCuáles son las consecuencias del uso de un agua con altas alcalinidad y dureza, en sistemas de conducción
># BIBLIO"RAFIA# (arba ", Ortiz C., *++. M;4>4C5 3%" 5L;5, ;niversidad 3el Ealle: 3epartamento 3e rocesos Muímicos y (iológicos., Santiago de Cali:Colombia. .