INTRODUCCION

En el día a día, la población mundial necesita consumir agua, puesto como bien se sabe este es el compuesto más importante en el organismo del ser humano. Debido a esta dependencia que tenemos, el ser humano tiene el derecho a que se le provea un agua en óptimas condiciones la cual no perjudique el nivel de salud de este y por ello nos vemos en la necesidad de tratar el agua que se consumirá. Entre los parámetros más importantes en el tratamiento del agua, en el presente informe, se mencionarán dos de estos: La turbidez y el pH.La turbidez es un parámetro que nos sirve como expresión de la propiedad óptica que tiene una sustancia liquida, en este caso el agua, de dispersar y absorber la luz. Este parámetro tiene un gran significado no solo desde el punto de vista de la salud, sino también estético.Por otro lado, en el presente informe se analizará el pH, el cual es un parámetro de vital importancia en el tratamiento del agua, puesto que el conocimiento de este y el cómo medirlo nos permitirá expresar el nivel de acidez o alcalinidad del agua y a su vez con el valor obtenido permitirnos determinar si el agua está dentro de los niveles permitidos y así esta sea apta para el consumo humano.En el presente informe se relacionará los diversos valores de turbidez hallados en cada dilución hecha, además de hallar sus respectivos valores de pH y con ello observar la relación que existe entre el pH y la turbidez. Una vez con estos valores y graficas correspondientes se presentará las conclusiones a las que se haya llegado, así como las recomendaciones para que las próximas experiencias en el laboratorio se realicen con más comodidad.

OBJETIVOSGENERALES:

Reconocer y practicar las técnicas empleadas para la determinación del pH y turbidez de una muestra de agua.

Emplear técnicas de dilución para variar la concentración de la muestra y así diferenciar mejor los resultados a obtener.

ESPECÍFICOS:

Determinar el pH de una muestra de agua a diferentes concentraciones.

Determinar la turbiedad de una muestra de agua a diferentes concentraciones.

Reconocer los diversos equipos que se emplean para la determinación de las características físicas del agua, en este caso, pH y turbidez.

MARCO TEÓRICO

CARACTERÍSTICAS FÍSICAS DEL AGUA (pH y TURBIDEZ)

POTENCIAL DE HIDRÓGENO (pH)

El pH es la mejor manera para expresar la intensidad de la condición ácida o alcalina de una solución, ya que está relacionado, matemáticamente, con la concentración de iones hidronios (H3O+) disueltos en ella.

El pH influye en algunos fenómenos que ocurren en el agua, como la corrosión y las incrustaciones en las redes de distribución y también influye en los procesos que incluyen el tratamiento de esta, como en la coagulación química y la desinfección. Debido a ello es muy importante conocer cómo es que se determina el pH.

DETERMINACIÓN DEL pH

MÉTODO COLORIMÉTRICO

Se le añade al agua a analizar un indicador y la coloración obtenida se compara en una escala de colores preparados a partir de soluciones de pH conocidas.La medición del pH se efectúa ya sea por un método colorimétrico o por uno electrométrico. Para este último, el uso de peachímetros, instrumentos electrónicos al efecto, es lo mas común hoy en día. Sin embargo, mucha gente sigue prefiriendo los antiguos métodos colorimétricos, sencillos y prácticos que además no se descomponen. Esta página está dirigida a ilustrar como proceder a aquellos interesados en este sistema de medición. El método se basa en el uso de colorantes orgánicos complejos que cambian de color de acuerdo al valor del pH de una solución acuosa. Estas substancias se conocen como indicadores.Para la mayoría de los casos, aquellos que requieren un rango de pH entre 4,0 y 8,4, son suficientes sólo cuatro colorantes en solución. Estos colorantes son:verde de bromocresol, rojo de clorofenol ,azul de bromotimol y rojo fenol.

A continuación, se presentan los indicadores más usados con sus respectivos rangos de pH y gama de viraje.

INCONVENIENTES DEL MÉTODO COLORIMÉTRICO

La intensidad de la coloración de ciertos indicadores varía con el tiempo a causa de reacciones químicas que se producen en el seno de la solución, la rapidez de este cambio es función del pH.

Si el agua contiene materias en suspensión, proceder a una decantación con el menor contacto posible con el aire y medir el pH sobre el líquido claro, una filtración modifica el valor del pH.

Puede existir un error debido a la salinidad. La coloración del indicador no solo depende del pH sino también de la sal disuelta y más aún de su concentración en la muestra.

MÉTODO ELECTROMÉTRICO (CON ELECTRODO DE VIDRIO)

Este método se utiliza principalmente para obtener medidas muy precisas. Es aplicado igualmente en casos particulares como por ejemplo la medida el pH en agua muy dulces o en aguas que contenga proteínas.

La diferencia de potencial existente entre un electrodo de vidrio y el electrodo de referencia sumergidos en una misma solución es función lineal del pH. Según la ley de Nernst, el potencial del electrodo está ligado a la actividad de los iones H+ presentes por la relación:

E medido = E referencia + (2,3 RT/NF) pH

CALIBRADO Y UTILIZACIÓN DEL INSTRUMENTO

Por diferencias entre las distintas marcas y modelos comerciales de potenciómetros, es imposible proporcionar instrucciones detalladas para la operación correcta de cada instrumento, debiendo seguirse en cada caso las instrucciones de los fabricantes

Las soluciones patrón o Buffer son aquellas que ofrecen resistencia a cambiar de pH, como ácidos y álcalis.

El instrumento debe regularse al interactuar con una solución buffer cercana a la muestra. Y luego chequear la repuesta del electrodo con una segunda solución buffer de diferente pH.

OBSERVACIONES

Se recomienda determinar e pH de las aguas in situ, de modo que no se modifique los equilibrios iónicos debido al transporte o a una permanencia más o menos prolongada de las muestras en los frascos.

Los electrodos de vidrio son muy frágiles y deben ser utilizados adecuadamente. Cuando no se empleen, conservarlos en agua destilada.

El electrodo de vidrio es relativamente inmune a interferencias por color, turbiedad, colides, cloro libre, oxidantes y reductores, así como la salinidad alta, excepto en el caso de altas concentraciones del ion sodio, que a pH superiores a 10, pueden causar error. Pero se puede remediar usando electrodos especiales debajo error de sodio y haciendo las correcciones indicadas en el instructivo del electrodo.

La temperatura tiene dos efectos de interferencia, el potencial de los electrodos y la ionización de la muestra varían. El primer efecto puede compensarse por un ajuste que se dispone en el aparato mismo. El segundo efecto es inherente de la muestra y solo se toma en consideración, anotando la temperatura de la muestra y su pH.

POTENCIÓMETRO DE pH pH-metro DE BOLSILLO

TURBIDEZ

La turbidez de una muestra de agua es la medida de la interferencia que presentan las partículas en suspensión al paso de la luz. Se debe a la presencia de coloides en la muestra, arcilla, limo, lodo, partículas orgánicas, tierra finamente dividida, etc.

La medición de la turbiedad se realiza mediante un turbidimetro o nefelómetro. Las unidades utilizadas son, por lo general, unidades nefelométricas de turbiedad (UNT).

En la práctica, la remoción de la turbiedad no es un proceso difícil de llevar a cabo en una planta de clarificación de agua; sin embargo, es uno de los que más influye en los costos de producción, porque, por lo general, requiere usar coagulantes, acondicionadores de pH, ayudantes de coagulación, etcétera.

Aunque no se conocen los efectos directos de la turbiedad sobre la salud, esta afecta la calidad estética del agua, poder de filtración y su desinfección.

APLICACIÓN DE LA INFORMACIÓN SOBRE TURBIDEZ

1. ABASTECIMIENTO DE AGUA

El conocimiento de las variaciones de la turbidez en el agua sin tratar permite saber si un abastecimiento requiere un tratamiento especial por coagulación química y filtración antes de usarse para abastecimiento público de agua potable. Esto ocurre, por ejemplo, con las aguas subterráneas o aguas provenientes de montañas, cuya turbidez es baja y no requieren otro tratamiento además de la cloración.

2. DESAGUES Y TRATAMIENTO DE DESECHOS INDUSTRIALES

La determinación de solidos suspendidos es usualmente empleada en plantas de tratamiento de desechos para determinar la efectividad de remoción de estos.

EQUPOS Y MATERIALES

PROCEDIMIENTOMEDICIÓN DE LA TURBIDEZ

Extraer, de una muestra de agua, cantidades tales que, al ser diluidas en la fiola de 100 ml den concentraciones de la muestra iguales a

100, 50, 25, 10 y 5%. Todas ellas repartidas en los 5 vasos de precipitado.

Luego medimos el valor de la turbidez de la muestra a diferentes concentraciones.

Es recomendable enjuagar la CELDA con agua destilada antes de añadir cualquier muestra y secar/limpiar su exterior con papel tisú. Así evitamos interferencia externa y errores prácticos.

MEDICIÓN DEL pH

Con la ayuda del potenciómetro de pH, medimos el pH de cada una de las diluciones.

Anotar el valor del pH y de la temperatura para cada medición. Antes de cada medición enjuagar los electrodos (de vidrio y de

referencia) con agua destilada.

CALCULOS Y RESULTADOS

Para el caso de la turbidez como se mencionó previamente se realizaron diluciones para las cuales se obtuvieron diversos valores de turbidez y a distintas temperaturas, estos valores obtenidos fueron:

MUESTRA (DILUCIONES)

TURBIDEZ (UNT)

pH

Muestra sin diluir 904 7.47Dilución al 50% 272 7.83Dilución al 25% 102 7.94Dilución al 10% 63.3 8.08Dilución al 5% 23.6 8.03

Ahora con estos valores se procederá a obtener el porcentaje de error en cada dilución, ya que teóricamente al dividir la turbidez obtenida en cada dilución con su respectivo porcentaje de esta se debería obtener el mismo valor de turbidez que en la muestra al 100%, es decir la muestra sin diluir, pero como se podrá observar a continuación eso no será así y esto es debido al error humano que se comete y además de la poca experiencia que se tiene en la preparación de estas diluciones.La fórmula para determinar el porcentaje de error a usar será:

%error=( valor real−valor calculadovalor real )×100%Para determinar el valor calculado nos basta con dividir la turbidez obtenida con el dispositivo entre el porcentaje de dilución.

valor calculado= valor medido%de dilucion

Una vez aplicada la formula se han obtenido los siguientes resultados:

MUESTRA (DILUCIONES) TURBIDEZ (UNT)

VALORES CALCULADO

SDilución al 50% 272 272

0.5=544

Dilución al 25% 102 1020.25

=408

Dilución al 10% 63.6 63.60.1

=636

Dilución al 5% 23.6 23.60.05

=472

Ahora que se tienen los valores calculados podremos obtener el porcentaje de error por cada dilución:

% deerror paraunadilucion al50%=( 904−544904 )×100%=39.82%

% deerror paraunadilucion al25%=( 904−408904 )×100%=54.80%

% deerror paraunadilucion al10%=( 904−636904 )×100%=29.60%

% deerror paraunadilucion al50%=( 904−472904 )×100%=47.70%

Ubicamos los valores obtenidos en la siguiente tabla, tenemos:

MUESTRA (DILUCIONES) TURBIDEZ (UNT)

% DE ERROR

Muestra sin diluir 904 0Dilución al 50% 272 39.82Dilución al 25% 102 54.80Dilución al 10% 63.6 29.60Dilución al 5% 23.6 47.70

Con la tabla mostrada en la parte superior se obtiene la siguiente gráfica:

0 20 40 60 80 100 1200

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

% DE DILUCIONES

TURB

IDEZ

(UN

T)

En el gráfico y con los valores obtenidos previamente se nota claramente como la turbidez va disminuyendo conforme se va diluyendo con el agua destilada.

CONCLUSIONES:

- En suma, podemos notar que conforme se diluye la turbidez disminuye y esto se debe a que la concentración de partículas en suspensión de la muestra disminuye y con ello el paso de la luz es mucho mejor.- Además el pH aumenta conforme se va realizando la dilución, lo cual se debe a que el agua al tener un pH igual a 7 lo que logra es empezar a disminuir la concentración de iones H+ de la muestra sin diluir.- El error en los valores de turbidez calculados se dan por diversos factores, como el error humano o también por otras interferencias como lo son sólidos sedimentables, burbujas de aire presentes (oxigeno), etc.- Otro aspecto que se pudo notar fue que la temperatura no varía mucho en relación a la disolución realizada, y esto dependerá a la temperatura del agua destilada a usar.- Finalmente concluimos en que tanto la turbidez como el pH son unos de los parámetros más importantes dentro de la calidad de agua, el conocimiento de estos nos proporciona la suficiente información para determinar si estamos frente a un agua contaminada o no.

RECOMENDACIONES

- Calibrar previamente los equipos a usar, tanto el turbidimetro como el potenciómetro.

- Disponibilidad de un mayor volumen de agua destilada.- Agitar previamente las muestras que serán diluidas posteriormente.- La limpieza en los materiales es necesario para que rastros de huellas

o suciedad no afectara o alterara los resultados de los parámetros analizados