Tratamiento de Aguas Residuales I
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA Y TEXTIL T EXTIL
TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES I PI -355/A 2011-2
“DETERMINACION DE DUREZA DEL AGUA”
PROFESORA: Ing. Olga Bullón. ALUMNA: Adanaqué Infante Carmen A.
FECHA DE PRESENTACION:
01/11/2011 01/11/2011
LIMA – LIMA – PERU PERU
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Tratamiento de Aguas Residuales I
INDICE
I.
FUNDAMENTO TEORICO
PÁG. 3
II.
MATERIALES
PÁG. 4
III.
PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
PÁG.5
IV.
OBSERVACIONES
PÁG.6
V.
CALCULOS Y RESULTADOS
PÁG.6
VI.
CONCLUSIONES
PÁG.7
VII.
ANEXO
PÁG.7
VIII.
BIBLIOGRAFIA
PÁG.7
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DETERMINACION DE LA DUREZA DEL AGUA
I.
FUNDAMENTO TEORICO DUREZA DEL AGUA
La dureza es una característica química del agua que está determinada por el contenido de carbonatos, bicarbonatos, cloruros, sulfatos y ocasionalmente nitratos de calcio y magnesio. Los principales cationes que causan dureza en el agua y los principales aniones asociados con ellos son los siguientes: 2+
2+
2+
2+
2+
-
-
-
-
=
Ca , Mg , Sr , Fe , Mn , HCO3 , SO4 , Cl , NO3 , SiO3 En términos de dureza, el agua puede clasificarse en: Dureza (mg/L)
Tipo
0 – 75 75 – 150 150 – 300 300 <
Blanda Moderadamente dura Dura Muy dura
La dureza es indeseable en algunos procesos industriales, provocando que se consuma más jabón, al producirse sales insolubles en precipitados. En calderas y sistemas enfriados por agua, se producen incrustaciones en las tuberías y una pérdida en la eficiencia de la transferencia de calor. Además le da un sabor indeseable al agua potable. La dureza es caracterizada comúnmente por el contenido de calcio y magnesio y expresada como carbonato de calcio equivalente. Dtotal = DCa + DMg Existen dos tipos de DUREZA: Dureza Temporal: Está determinada por el contenido de carbonatos y bicarbonatos de calcio y magnesio. Puede ser eliminada por ebullición del agua y posterior eliminación de precipitados formados por filtración, también se le conoce como "Dureza Carbonatada". 2+
-
Ca + 2HCO3 = CaCO3
+ CO2
+ H2O
Dureza Permanente: está determinada por todas las sales de calcio y magnesio excepto carbonatos y bicarbonatos. No puede ser eliminada por ebullición del agua y también se le conoce como "Dureza No Carbonatada". Dureza no carbonatada = D total – Dureza carbonatada
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INDICADOR EDTA
El ácido etilendiaminotetraacético EDTA contiene cuatro hidrógenos ácidos; por esa razón se representa también como H4Y. El EDTA forma complejos estables con la mayoría de los cationes y entra siempre en relación molar 1:1 en la fórmula del complejo, independiente de la carga del catión, como se muestra en las siguientes reacciones: Mg+2 + Y-4
MgY-2
Al+3 + Y-4
AlY-1
Ca+2 + Y-4
CaY- ²
Ag+ + Y-4
AgY-³
Los iones formados en las reacciones anteriores son incoloros, de tal manera que para determinar el punto final se emplean indicadores llamados metalcrómicos. Estos tienen la propiedad de formar complejos con cationes como el Ca+2y el Mg+2, de distinto color al que presenta el indicador libre. Estos indicadores son ácidos débiles que se representan como Hin. INDICADOR NEGRO DE ERICROM T. (N.E.T)
El negro de ericromo T, también conocido como NET, es un indicador de iones metálicos, muy utilizado para titular diversos cationes comunes, comportándose como un ácido débil. Los complejos metálicos del NET frecuentemente son rojos en un rango de PH entre 4 a 12, cuando está libre en solución en un rango de PH menor a 10 su color es rosado, a PH igual a 10 es de color azul.
II .
MATERIALES Test Kit de Análisis de Dureza HI-3812.
Especificaciones: Referencia:
HI 3812
Parámetro: Método: Rango: Incremento Químico: Método Químico: Número de Tests: Peso:
Dureza Total (como CaCO3) Titración 0 - 30mg/L; 0 - 300mg/L 0.3mg/L; 3mg/L EDTA 100 460g
Reactivo 1: Solución Buffer Reactivo 2: Indicador NET
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Reactivo 3: Indicador EDTA Agua de pozo. Agua de ablandador. Agua de condensador. Agua de fondos de caldera.
III.
PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
Para realizar la prueba de determinación de dureza, se utiliza un Test Kit de Dureza de Hanna Instruments (HI-3812), el cual tiene el siguiente procedimiento para rangos altos de 0 – 300 mg/L:
Retire la tapa del vaso de plástico pequeño. Enjuague el vaso con la muestra de agua, rellene hasta la marca de 5ml y ponga la tapa.
Añada 5 gotas del Reactivo 1 por el orificio de la tapa y mezcle con cuidado girando el vaso en pequeños círculos.
Añada 1 gota del Reactivo 2 y mézclelo como el punto anterior. La solución se vuelve color rojo-violeta.
Coja la jeringa de medición e introduzca el embolo completamente dentro de la jeringa. Introduzca la punta en el Reactivo 3 y tire del embolo hasta que la parte inferior del cierre este en la marca 0 de la jeringa.
Ponga la punta de la jeringa en el orificio del vaso de plástico y añada la solución de medición gota a gota, girando lentamente tras cada gota. Continúe añadiendo la solución de medición hasta que la mezcla se vuelva morada, entonces mezcle durante 15 seg. tras cada gota adicional hasta que la solución se vuelva azul.
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Lea los ml de la solución en la escala de la jeringa y multiplique por 300 para obtener mg/L (ppm) de CaCO 3.
IV .
OBSERVACIONES La muestra de agua del condensador presentaba color amarillento debido al hierro por el desgaste del equipo. La muestra de fondos de caldera presentaba coloración marrón debido al contenido de oxido, también procedente del equipo. Se midió la temperatura para cada muestra, antes de iniciar la experiencia para observar la solubilidad de ésta. T = 20ºC
Al proceder con los pasos del kit usado, se observo lo siguiente para cada muestra:
MUESTRA
ADICION DE 5 GOTAS BUFFER + 1 GOTA N.E.T. (COLORACION DE MUESTRA)
ADICION DE EDTA (COLORACION DE MUESTRA)
Agua de Pozo Agua de Ablandador Agua de Condensador Fondos de Caldera
Vino tinto Vino tinto Guinda Vino tinto
Viró a color violeta oscuro. Viró a color violeta. Viró azul- violeta. Viró a violeta fuerte.
V.
CALCULOS Y RESULTADOS Al volumen gastado de EDTA se multiplicó por 300 para hallar la dureza del agua en CaCO 3. Dureza del Agua = (Volumen Gastado de EDTA)*300
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VI.
Tipo de Agua
Volumen gastado de EDTA (mL)
Dureza del agua (ppm CaCO3)
Agua de Pozo A. de Ablandador A. de Condensador Fondos de Caldera
1.47 1.44 0.15 0.07
441 432 45 21
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CONCLUSIONES Se ha podido comprobar que el agua de pozo tiene un mayor contenido de dureza, debido a la 2+ 2+ presencia de iones Ca y Mg en mayor concentración ya que esta agua no ha sido tratada por ningún medio. 2+ 2+ El agua de fondos de caldera es la más blanda posible ya que el contenido de iones Ca y Mg se encuentran en menor cantidad. Ya que el agua de pozo es el agua que se trata para el consumo humano a través de procesos como osmosis para que llegue lo más blanda posible al desagüe, se debe verificar el buen funcionamiento del equipo. Se realizo una prueba aparte para el agua osmotizada en la cual se determino que la dureza era muy alta. Una de las razones para que ocurriera este error de medición es que el agua estuvo guardada y se contaminó en el ambiente.
VII.
ANEXO Aquí podremos encontrar otro tipo determinación de dureza del agua . Veáse en el archivo adjunto.
VIII.
BIBLIOGRAFIA
http://arturobola.tripod.com/dureza.htm http://www.hannaarg.com/productos/Catalogo/Test-kits/Dureza/m_3812.pdf Determinacion de la dureza del agua - Glenys B. Ramírez V.
Laboratorio de Química Analítica, Departamento de Química, Facultad Experimental de Ciencias, Universidad del Zulia, Maracaibo-Venezuela, Junio 2010.
