DETERMINACIÓN DEL ph y la turbidez con intrumentos de laboratorio.docx

ANALISIS DE AGUAS Y AGUAS RESIDUALESUNIVERSIDAD NACIONAL “SANTIAGO ANTUNEZ DE MAYOLO” FACULTAD DE CIENCIAS DEL AMBIENTE ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA SANITARIA CURSO: ANALISIS DE AGUAS Y AGUAS RESIDUALES TEMA: DETERMINACIÓN DEL PH Y TURBIDEZ CON INSTRUMENTO DE LABORATORIO DOCENTE: ING. POMA VILLAFUERTE CARLOS INTEGRANTES:  AMEZ VERGARAY JAZZMIN  PECHE VILLAFANE YOVANA HUARAZ – ANCASH – PERÚ 2014 1 ANALISIS DE AGUAS Y AGUAS RESIDUALES DETERMINACIÓN DEL pH Y LA TURBIDEZ CON INTRUMENTOS DE LABORATORIO INTRODUCCIÓN La turbidez es la expresión de la propiedad óptica de la muestra que causa que los rayos de luz sean dispersados y absorbidos en lugar de ser transmitidos en línea recta a través de la muestra. La turbiedad en el agua puede ser causada por la presencia de partículas suspendidas y disueltas de gases, líquidos y sólidos tanto orgánicos como inorgánicos, con un ámbito de tamaños desde el coloidal hasta partículas macroscópicas, dependiendo del grado de turbulencia. En lagos la turbiedad es debida a dispersiones extremadamente finas y coloidales, en los ríos, es debido a dispersiones normales. La eliminación de la turbiedad, se lleva a cabo mediante procesos de coagulación, asentamiento y filtración. La medición de la turbiedad, en una manera rápida que nos sirve para saber cuando, como y hasta que punto debemos tratar el agua para que cumpla con la especificación requerida. La acidez o alcalinidad de una solución se expresa frecuentemente por el logaritmo decimal de la inversa de la concentración de iones hidrógeno u oxidrilo, el pH debe de ser controlado en desagües, aguas potables y tratamientos de desechos industriales en que se emplee procesos biológicos para favorecer los organismos particularmente envueltos. LAS ALUMNAS OBJETIVOS 2 ANALISIS DE AGUAS Y AGUAS RESIDUALES - El objetivo fundamental de esta practica es aprender a utilizar los diferentes tipos de instrumentos para medir la turbidez y el pH de aguas en laboratorio y en campo. - Determinar los parámetros de turbiedad y pH para poder darle el tratamiento requerida de acuerdo a que y para que se utilizara esta agua. FUNDAMENTO TEORICO TURBIDEZ Es la oposición que ofrece una sustancia al paso de la luz y que es mayor que la que presenta naturalmente en estado puro. El agua en estado puro es transparente, y es la presencia de sólidos suspendidos la que reduce la transmisión de la luz dispersándola o absorbiéndola. Aunque no es un parámetro con un valor indicador absoluto, es uno de los que habitualmente se emplean para caracterizar la calidad del agua, ya que una alta turbidez suele estar asociada a una baja calidad para ciertos usos. En un cristal, indica el nivel en contenido de impurezas del mismo. Esta turbidez es muy importante porque condiciona la utilidad de los cristales empleados para construir emisores de láser o resta valor a las piedras de joyería, por ejemplo. Los instrumentos que se emplean para medir la turbidez se denominan turbidímetros o nefelómetros y miden en unas unidades de turbidez denominadas unidades nefelométricas o NTUs (del inglés nephelometer turbidity units). El nefelómetro mide la luz que es dispersada con un ángulo de 90º. El espectrofotómetro también se utiliza en este tipo de mediciones aunque no es tan específico para ello como el nefelómetro: el espectrofotómetro mide la luz transmitida a través del cuerpo en cuestión, y esta luz está, de modo aproximado, inversamente relacionada con la luz dispersada. La turbiedad es de importante consideración en las aguas para abastecimiento público por tres razones: Fuente: http://www.hannachile.com/divisiones/medioambiente/sabia-usted/item/232-sabiausted-que-es-turbidez-y-ph 3 ANALISIS DE AGUAS Y AGUAS RESIDUALES Estética: Cualquier turbiedad en el agua para beber, produce en el consumidor un rechazo inmediato y pocos deseos de ingerirla y utilizarla en sus alimentos. Filtrabilidad: La filtración del agua se vuelve más difícil y aumenta su costo al aumentar la turbiedad. Desinfección: Un valor alto de la turbidez, es una indicación de la probable presencia de materia orgánica y microorganismos que van a aumentar la cantidad de cloro u ozono que se utilizan para la desinfección de las aguas para abastecimiento de agua potable. El límite máximo permisible en el agua potable es de 10 NTU (unidades de turbidez nefelométricas) Almacenaje de la muestra Determine la turbidez del agua el mismo día que fue muestreada. Si esto no es posible, las muestras se pueden conservar en la oscuridad hasta por 24 horas, refrigeradas a 4 °C. Para tiempos de almacenamientos más prolongados, la muestra se puede preservar con la adición de 1 g de cloruro mercúrico por litro.( no es recomendable ) Campo de aplicación Este método de prueba es aplicable para la medición de turbidez en muestras de agua de uso doméstico, industrial y residual. El intervalo de medición es de 0.05 a 40 NTU. Valores de turbidez mayores a 40 se pueden determinar, diluyendo la muestra proporcionalmente, con agua destilada. Algunos de estos instrumentos dependen de comparaciones visuales, otros utilizan una celda fotoeléctrica que miden la luz dispersada a 90 ° a la trayectoria del rayo de luz en la muestra ( nefelometría ). Dichos aparatos son los que actualmente se están usando, por su mayor precisión . El turbidímetro de Hellige, que es el utilizado en este método es del tipo nefelométrico, se basa en el efecto de Tyndall. Se compara un rayo de luz que se hace pasar hacia arriba por la muestra, con la luz dispersada hacia arriba por las partículas suspendidas de la solución turbia, la cual es iluminada lateralmente a 90 ° . La unidad de turbiedad, fue definida "como la obstrucción óptica de la luz, causada por una parte por millón de sílice en agua destilada" Fuente: http://www.buenastareas.com/ensayos/Ph-y-Turbidez-Del-Agua/2825555.html 4 ANALISIS DE AGUAS Y AGUAS RESIDUALES Los valores de turbiedad pueden variar desde cero hasta varios miles de unidades en aguas altamente turbias, consecuentemente no hay un método de determinaciones que abarque tan amplio intervalo. Existen tres métodos comúnmente empleados. a) Método del Turbidímetro Hellige. b) Método del Nefelómetro Fotoeléctrico. c) Método Turbidimétrico de Bujía de Jackson . Turbidímetro Turbidímetro, es un instrumento utilizado para medir la turbidez de los líquidos. Mide la dispersión de un haz de luz en un ángulo de 90º. Constan de una caja oscura, en la que se aloja la fuente luminosa y los receptores, en la que se inserta un recipiente transparente con la muestra de líquido cuya turbidez se pretende determinar. Tras ubicar la muestra en su receptáculo, se procede a taparlo para evitar la entrada de luz parásita del exterior. Normalmente, antes de su utilización, se realiza una calibración del aparato con una solución testigo de turbidez conocida. Existen modelos portátiles y de laboratorio, y son de uso común en limnología, sedimentología y, en general, en laboratorios químicos, para comprobar la pureza de los líquidos, la presencia de coloides o sustancias disueltas, y para analizar las propiedades físicas de las muestras. La unidad de turbidez es la NTU (Nephelometer Turbidity Units). Según el sistema de medición, se pueden registrar los resultados en otras unidades, como la JTU (Jackson Turbidity Units) o la FTU. Interferencias La determinación de turbidez es aplicable a cualquier muestra de agua que este libre basuras y partículas gruesas que puedan asentarse con rapidez. Se obtienen resultados falsos por material de vidrio sucio, por la presencia de burbujas y por los efectos de vibración que puedan alterar la visibilidad en la superficie de la muestra de agua. pH pH, término que indica la concentración de iones hidrógeno en una disolución. Se trata de una medida de la acidez de la disolución. El término (del francés pouvoir hydrogène, 'poder del hidrógeno') se define como el logaritmo de la concentración de iones hidrógeno, H+, cambiado de signo: pH = -log [H+] Fuente: http://www.buenastareas.com/ensayos/Ph-y-Turbidez-Del-Agua/2825555.html donde [H+] es la concentración de iones hidrógeno en moles por litro. Debido a que los iones H+ se asocian con las moléculas de agua para formar iones hidronio, H 3O+ (véase Ácidos y bases), el pH también se expresa a menudo en términos de concentración de iones hidronio. 5 ANALISIS DE AGUAS Y AGUAS RESIDUALES En agua pura a 25 °C de temperatura, existen cantidades iguales de iones H3O+ y de iones hidróxido (OH-); la concentración de cada uno es 10-7 moles/litro. Por lo tanto, el pH del agua pura es -log (10-7), que equivale a 7. Sin embargo, al añadirle un ácido al agua, se forma un exceso de iones H3O+; en consecuencia, su concentración puede variar entre 10-6 y 10-1 moles/litro, dependiendo de la fuerza y de la cantidad de ácido. Así, las disoluciones ácidas tienen un pH que varía desde 6 (ácido débil) hasta 1 (ácido fuerte). En cambio, una disolución básica tiene una concentración baja de iones H 3O+ y un exceso de iones OH-, y el pH varía desde 8 (base débil) hasta 14 (base fuerte). El pH de una disolución puede medirse mediante una valoración, que consiste en la neutralización del ácido (o base) con una cantidad determinada de base (o ácido) de concentración conocida, en presencia de un indicador (un compuesto cuyo color varía con el pH). También se puede determinar midiendo el potencial eléctrico que se origina en ciertos electrodos especiales sumergidos en la disolución. pHmetro Instrumento empleado para medir el pH de una disolución. Aunque el diseño y la sensibilidad de los pHmetro es variable, sus componentes esenciales son un electrodo de vidrio, un electrodo de referencia y un voltímetro calibrado para poder leer directamente en unidades de pH. El electrodo de vidrio se basa en una propiedad singular de una fina membrana de un vidrio especial, que hace que se establezca un potencial a través de la membrana cuando ambos lados de la misma se hallan en contacto con disoluciones en las que las concentraciones de iones hidrógeno son diferentes. Durante su utilización, todo el electrodo se sumerge en la disolución de pH desconocido y así la membrana se halla en contacto con dos disoluciones, una de pH conocido y otra desconocido. Como electrodo de referencia se emplea, generalmente, un electrodo de calomelanos que, junto con el electrodo de vidrio, constituye una célula electroquímica representada por: Ag|AgCl,HCl(0,1 M)|membrana de vidrio||Hg2Cl2,KCl|Hg Fuente: http://www.hannachile.com/divisiones/medioambiente/sabia-usted/item/232-sabiausted-que-es-turbidez-y-ph disolución de pH desconocido La disposición es tal que la diferencia de potencial medida por el voltímetro se debe solamente a la diferencia de las concentraciones de ion hidrógeno en las dos disoluciones. 6 ANALISIS DE AGUAS Y AGUAS RESIDUALES DETALLES EXPERIMENTALES a). MATERIALES - Turbidimetro digital de campo pHmetro de mesa Vaso de precipitado Muestras de agua potable Papel tornasol b). PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL Medición de la turbidez del agua potable del laboratorio - Antes de medir la muestra hay que cerciorarse que el turbidimetro este calibrado, para esto el mismo turbidimetro tiene soluciones de calibración los cuales se ponen en el siguiente orden: 800 NTU, 100 NTU, 20 NTU, y un frasco menor a 0.1 NTU. Después de estar calibrada se espera a que en la pantalla marque 0.00 NTU. Luego se toma las muestras en un frasco que nos proporciona el mismo turbidimetro El frasco tiene que estar esterilizado Para la toma de muestra se deja corres el agua del caño un aproximado de 30 seg. Procedemos a lavar el frasco con el agua del caño 3 veces, para luego tomar la muestra. Cerciorarse de que la muestra tomada en el frasco no contenga burbujas, ya que esta nos daría resultados erróneos. Limpiar el frasco con papel sabana sin tocar el frasco. Introducir el frasco al turbidimetro, oprimir READ y lecturar. - Medición del pH del agua potable del laboratorio - Antes de medir la muestra hay que cerciorarse que el pHmetro esté calibrado, para esto el mismo pHmetro tiene una solución de estandarización de pH =7 Después de estar calibrada se espera a que en la pantalla marque 7.00 Y cerciorarse de que la Tº este a 25 º C (temperatura ambiente) Luego se toma las muestras en un vaso de precipitado El vaso tiene que estar esterilizado Para la toma de muestra se deja corres el agua del caño un aproximado de 30 seg. Procedemos a lavar el vaso con el agua del caño 3 veces, para luego tomar la muestra.. Introducir el electrodo del pHmetro (previamente lavado con agua destilada) al vaso de precipitado con la muestra y lecturar. - RESULTADOS 7 ANALISIS DE AGUAS Y AGUAS RESIDUALES En la toma de muestra para hallar la turbidez del agua potable se tomaron muestras por grupo (Nuestro grupo fue el numero 5) Las muestras se tomo del caño y el agua destilada Grupo 1 Caño 1 = 0.65 NTU En la toma de muestra para hallar el pH del agua potable se tomaron 1 muestra por grupo (Nuestro grupo fue el numero 5) Las muestras se tomo del caño y el agua destilada Grupo 1 Caño = 1.47 pH DISCUSIONES 8 ANALISIS DE AGUAS Y AGUAS RESIDUALES - En el caño uno, el resultado de la turbidez que se obtuvo es aceptable para los rangos permisibles, como fue la única muestra tomada de ese caño y además es la más utilizada en laboratorio su turbidez no varia mucho. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES CONCLUSIONES - La turbidez del agua potable del laboratorio es aceptable para el consumo humano. El pH del agua potable del laboratorio es aceptable para el consumo humano ya que esta entre los rangos permisibles. La practica se desarrollo satisfactoriamente aunque no se pudo tomar muestras por cada alumno para el PH ya que el pHmetro no era muy sensible y por lo tanto demoraba mucho en darnos el resultado. - RECOMENDACIONES - No se pudo realizar algunos experimentos por la falta de equipos adecuados. Con respecto a la turbidez dejar correr el agua para que así esta este uniforme y tengamos resultados que no varíen mucho como la obtenida en esta practica. Trabajar con bastante cuidado ya que los instrumentos son bastantes sensibles - ANEXOS 9 ANALISIS DE AGUAS Y AGUAS RESIDUALES BIBLIOGRAFIA - ANÁLISIS DE LAS AGUAS / J. Rodier / edit. Omega S.A. - www.google.com/tomademuestrasdeaguas - http://www.hannachile.com/divisiones/medioambiente/sabiausted/item/232-sabia-usted-que-es-turbidez-y-ph 10