SEGURIDAD EN EL LABORATORIO.doc

LABORATORIO DE QUÍMICA AMBIENTAL

GUÍA DEL AYUDANTE DE CÁTEDRA DE QUÍMICA AMBIENTAL

Prácticas de Química Ambiental I y II

AUTOR: LENIN VACA

QUITO, NOVIEMBRE 20111

CLASIFICACIÓN DE LOS PRODUCTOS QUÍMICOS “CRETIP” (DMQ Resolución 002, 2008)..........................................................................................................................3

SÍMBOLOS DE PELIGROSIDAD..................................................................................5

MANIPULACIÓN DE LOS REACTIVOS QUÍMICOS.................................................6

PREVENCIÓN Y MEDIDAS DE SEGURIDAD EN EL LABORATORIO..................7

EQUIPO DE PROTECCIÓN PARA LABORATORIO (EPI).........................................8

PRIMEROS AUXILIOS...................................................................................................9

CORROSIONES EN LA PIEL:....................................................................................9

CORROSIONES EN LOS OJOS:.................................................................................9

EN CASO DE INGESTIÓN:.......................................................................................10

EN CASO DE INHALACIÓN....................................................................................13

CORTES Y HERIDAS................................................................................................13

HEMORRAGIAS IMPORTANTES...........................................................................14

QUEMADURAS.........................................................................................................14

GESTIÓN ADECUADA DE LOS RESIDUOS QUÍMICOS (PNUMA, 2005)............15

Clasificación/Segregación en la fuente........................................................................16

Tratamiento en el laboratorio.......................................................................................16

En caso de derrame:.....................................................................................................19

En caso de incendio.....................................................................................................20

MANTENIMIENTO DE EQUIPOS...............................................................................20

Toma y conservación de muestras de agua....................................................................22

Formato general de informes...........................................................................................27

TEMA: Análisis fisicoquímico del agua.........................................................................29

TEMA: Oxígeno Disuelto (OD)......................................................................................31

TEMA: Alcalinidad, dureza y CO2..................................................................................35

TEMA: Sólidos totales, suspendidos y disueltos............................................................46

TEMA: Turbidez y prueba de jarras................................................................................49

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TEMA: Determinación de la demanda de cloro y cloro libre.........................................58

TEMA: Capacidad de intercambio catiónico..................................................................63

TEMA: DQO y DBO5.....................................................................................................70

TEMA: Biosorción..........................................................................................................77

TEMA: Proceso Fenton...................................................................................................80

TEMA: Extracción y fraccionamiento de las sustancias húmicas...................................84

ANEXOS.........................................................................................................................96

Frases R y S.................................................................................................................96

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GUÍA DEL AYUDANTE DE CÁTEDRA DE QUÍMICA AMBIENTAL

En el contexto de las buenas prácticas de laboratorio, es necesario desarrollar un sistema de planificación de las prácticas para evitar correr riesgos, obtener buenos resultados y realizar una correcta gestión de los residuos generados con cada procedimiento que se lleve a cabo, para ello, el ayudante de cátedra, deberá tener pleno conocimiento de varios conceptos:

Clasificación de los productos químicos

- Por su pureza: grado reactivo (para trabajo analítico, tienen una etiqueta donde aparecen los porcentajes máximos de impurezas), grado estándar primario(de alta pureza, se emplean como patrones primarios en la preparación de soluciones estándar , otros reactivos químicos (para uso en aplicaciones específicas, como solventes para espectroscopía y HPLC)

- En función de sus características de riesgo: CRETIP (Corrosivos, Reactivos, Explosivos, Tóxicos, Irritantes, Patológicos)

Símbolos de peligrosidad

Frases R y S ver anexos

Fichas de datos de seguridad química de los productos utilizados ver ejemplos en anexo 2

Manipulación de los reactivos químicos (Junta de Galicia, 2003).

CLASIFICACIÓN DE LOS PRODUCTOS QUÍMICOS “CRETIP” (DMQ Resolución 002, 2008)

Corrosividad (C)Se caracteriza un residuo como corrosivo, si una muestra representativa, presenta una de las siguientes propiedades:

Sea acuosa y presentar un pH Inferior o igual a 2, o superior o igual a 12.5; o su mezcla con agua en la proporción de 1:1 en peso, produzca una solución que presente un pH inferior a 2 o superior o igual a 12.5; Sea líquida, o cuando esté mezclada en peso equivalente de agua, produzca un líquido y corroa el acero (SAE 1020), a una razón mayor a 6.35 mm al año, a una temperatura de 55º C, de acuerdo al método NACE, Standard TM-01-693 o equivalente.

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“¡Ninguna práctica empieza al ingreso de los estudiantes en el laboratorio ni termina con los resultados de la misma!”.

Los estudiantes deben haberse preparado sobre la experiencia que llevarán a cabo para lograr un trabajo más eficiente y conocer los riesgos a los que estarán expuestos y al finalizar la clase, el ayudante deberá disponer correctamente de los residuos generados.

Reactividad (R)Se caracteriza un residuo como reactivo, si una muestra representativa, presenta una de las siguientes propiedades:

Sea normalmente inestable y reaccione de forma violenta e inmediata, sin detonar; Reaccione violentamente con el agua; Genere gases, vapores o humos tóxicos y cantidades suficientes para provocar daños a la salud o al ambiente, cuando son mezclados con agua; Posea en su constitución cianuros o sulfuros, que pueda, por reacción, liberar gases, vapores o humos tóxicos en cantidades suficientes para poner en riesgo la salud humana o al ambiente; Sea capaz de producir reacción explosiva o detonante bajo la acción de un fuerte estímulo, acción catalítica o de la temperatura en ambientes confinados.

Explosividad (E)Se caracteriza un residuo como explosivo, si una muestra representativa, presenta una de las siguientes propiedades:

Forme mezclas potencialmente explosivas con el agua; Sea capaz de producir rápidamente, reacción o descomposición detonante o explosiva a 25º C y 1 atm; Sea explosivo, definido como sustancia fabricada para producir un resultado práctico, a través de explosión o de efecto pirotécnico, esté o no esta sustancia contenida en un dispositivo preparado para tal fin.

Toxicidad (T)Se caracteriza un residuo como tóxico, una vez que una muestra representativa presente una de las siguientes características y propiedades:

Cuando el extracto obtenido de una muestra de lixiviación de desechos, contenga cualquiera de los contaminantes en concentraciones superiores a los valores constantes en el anexo 4. Cuando contenga una de las sustancias consideradas tóxicas persistentes y bioacumulativas – anexo 5, en concentraciones, en miligramos por kilogramo del desecho, superior a las concentraciones límites establecidas.

Inflamabilidad (I)Un residuo será caracterizado como inflamable una vez que una muestra representativa presente cualquiera de las siguientes propiedades:

Sea líquida y tenga punto de ignición Inferior a 60º C, determinado conforme INEN 1047, a excepción de las soluciones acuosas con menos de 24% de alcohol en volumen; No sea líquida y sea capaz de, bajo condiciones de temperatura y presión de 25º C y 1 atm, producir fuego por fricción, absorción de humedad o por alteraciones químicas espontáneas y; cuando está inflamada quema vigorosa y persistentemente, dificultando la extinción del fuego;

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Sea un oxidante definido como sustancia que puede liberar oxígeno y; como resultado, estimular la combustión y aumentar la intensidad de fuego en otro material.

Patogenicidad (Biológico-Infeccioso) (P)Un residuo presenta un riesgo biológico infeccioso cuando contiene patógenos en cantidad o concentración suficiente para producir enfermedades.

SÍMBOLOS DE PELIGROSIDADEn las etiquetas de algunos reactivos pueden encontrarse 1 ó 2 de los pictogramas mostrados a continuación. Estos símbolos muestran, gráficamente, el nivel de peligrosidad de la sustancia etiquetada:

Corrosivos: las sustancias y preparados que, en contacto con tejidos vivos, puedan ejercer una acción destructiva de los mismos.

Irritantes: las sustancias y preparados no corrosivos que, por contacto breve, prolongado o repetido con la piel o las

mucosas puedan provocar una reacción inflamatoria.

Tóxicos: la sustancias y preparados que, por inhalación, ingestión o penetración cutánea en pequeñas cantidades puedan provocar efectos agudos o crónicos, o incluso la muerte.

Muy tóxicos: las sustancias y preparados que, por inhalación, ingestión o penetración cutánea en muy pequeña cantidad puedan provocar efectos agudos o crónicos o incluso la muerte.

Inflamables: las sustancias y preparados líquidos cuyo punto de ignición sea bajo. Identifica a aquellas sustancias que se inflaman por un contacto breve con una fuente de ignición y después de haberse separado de dicha fuente de ignición continúan quemándose.

Fácilmente inflamables: las sustancias y preparados que puedan calentarse e inflamarse en el aire a temperatura ambiente sin aporte de energía, o sólidos que puedan inflamarse fácilmente tras un breve contacto con una fuente de inflamación y que sigan quemándose o consumiéndose una vez retirada dicha fuente, o en estado líquido cuyo punto de inflamación sea muy bajo, o que, en contacto con agua o con aire húmedo, desprendan gases extremadamente inflamables en cantidades peligrosas.

Extremadamente inflamables: las sustancias y preparados líquidos que tengan un punto de inflamación extremadamente bajo y un punto de ebullición bajo, y las sustancias y preparados gaseosos que, a temperatura y presión normales, sean inflamables en el aire. Identifica a aquellas sustancias que a temperatura ambiente y en contacto con el aire arden espontáneamente.

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Explosivos: las sustancias y preparados sólidos, líquidos, pastosos o gelatinosos que, incluso en ausencia de oxígeno del aire, puedan reaccionar de forma exotérmica con rápida formación de gases y que, en condiciones de ensayo determinadas, detonan, deflagran rápidamente o, bajo el efecto del calor, en caso de confinamiento parcial, explotan. Identifica a aquellas sustancias que pueden hacer explosión por efecto de

una llama, choque o fricción.

Comburentes: las sustancias y preparados que, en contacto con otras sustancias, en especial con sustancias inflamables, produzcan una reacción fuertemente exotérmica.

Nocivos: las sustancias y preparados que, por inhalación, ingestión o penetración cutánea puedan provocar efectos agudos o crónicos, o incluso la muerte.

Peligrosos para el medio ambiente: las sustancias o preparados que, en caso de contacto con el medio ambiente,

presenten o puedan presentar un peligro inmediato o futuro para uno o más componentes del medio ambiente.

Diferenciamos las sustancias MUY TÓXICAS, TÓXICAS y NOCIVAS según el siguiente criterio:

DL50 DL50 CL50

ORAL EN RATACUTÁNEA EN RATAINHALACIÓN EN RATA

mg/kg mg/kg mg/dm3

MUY TÓXICASmenos de 25 menos de 50 menos de 0,50

TÓXICAS 25 a 200 50 a 400 0,50 a 2

NOCIVAS 200 a 2000 400 a 2000 2 a 20

DL50: significa DOSIS LETAL 50. Es la cantidad de una sustancia que provoca la muerte del 50% de los animales que ha sido sometido a dicha sustancia.

CL50: significa CONCENTRACIÓN LETAL 50. Concentración de una sustancia en el aire que por inhalación provoca la muerte del 50% de los animales (Sustancias tóxicas).

MANIPULACIÓN DE LOS REACTIVOS QUÍMICOS

El Ayudante de Cátedra y estudiantes, antes de manipular un reactivo químico, debe conocer sus posibles riesgos y los procedimientos seguros para su manipulación mediante la información contenida en la etiqueta o las fichas de datos de seguridad.

Para eliminar o reducir riesgos, es conveniente seguir unas normas antes de realizar cualquier manipulación:

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1. Almacenar los reactivos mediante el sistema Saft-t-Data Baker por colores llevando un inventario prolijo de las existencias

2. Lea muy cuidadosamente y con anticipación las instrucciones que se dan en cada experimento. Antes de ir al laboratorio debe saber bien lo que va a hacer.

3. Después de leer el experimento y cualquier documento auxiliar que se requiera. Trate de visualizar mentalmente como se va a montar el aparato, que operaciones se requerirán y como se va a llevar a cabo el experimento.

4. Emplee el sentido común. Si algo parece peligroso, es probable que lo sea. Si alguien a su lado da muestras de no actuar con buen juicio, ayúdele. Indíquele el peligro. Si se cuida de que nadie tenga un accidente, se habrá realizado un servicio muy importante y valioso, no solo a la persona afectada sino a cualquiera del laboratorio que de otro modo perdería su tiempo.

5. Manipular la cantidad mínima de producto

6. Consultar las etiquetas y fichas de datos de seguridad de productos químicos

7. Etiquetar correctamente los reactivos distribuidos incluidos los trasvasados fuera de sus recipientes, en los que deben reproducirse las etiquetas originales de los productos e indicar la fecha de preparación.

PREVENCIÓN Y MEDIDAS DE SEGURIDAD EN EL LABORATORIO

Los accidentes de cualquier clase son raros en los laboratorios bien organizados debido a la atención diligente de instructores y estudiantes bien informados. Sin embargo, nunca se tiene la certeza de que en el laboratorio todo el mundo esté igualmente alerta; por consiguiente, es una buena medida conocer todas las instrucciones y procedimientos de seguridad.

SISTEMA BAKER SAFT-T-DATA

Para ayudar a tener mayor conocimiento sobre prácticas vitales de seguridad y salud, las etiquetas del Laboratorio de Química Ambiental, se han elaborado con el sistema BAKER SAFT-T-DATA, en ellas aparece una advertencia fácil de entender. Usando como guía el sistema antes mencionado usted podrá rápidamente aprender el riesgo que cada sustancia representa para su salud y seguridad, el equipo de protección personal para laboratorio que debe ser usado para el manejo y almacenaje recomendado de productos compatibles por el código de color.

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Procurar realizar las prácticas en la escala más pequeña posible “a escala micro”

La planeación de las prácticas debe tender a manipular la menor cantidad de reactivo para correr menores riesgos y generar menos residuos.

1. CLAVE NUMÉRICA DE RIESGO.

Riesgo para la salud.- el peligro o efecto tóxico que produce una sustancia al ser inhalada, ingerida o absorbida.

Riesgo de inflamación.- la tendencia de una sustancia a incendiarse. Riesgo de reactividad.- el potencial de una sustancia para explotar o reaccionar

violentamente con el air, agua u otras sustancias. Riesgo de contacto.- el peligro que una sustancia presenta cuando es expuesta en la

piel, ojos y membranas mucosas.

Escala de valoración. 4 extremo 3 severo 2 moderado 1 ligero 0 ninguno

2. CÓDIGO DE COLORES PARA ALMACENAJE.

Azul. Riesgo de salud. Almacenar en el área para tóxicos. Rojo. Riesgo de inflamación. Almacenar en un área de líquidos inflamables. Amarillo. Riesgo de reactividad. Almacenar separadamente de los materiales

combustibles o inflamables. Blanco. Riesgo al contacto. Almacenar en un área a prueba de corrosivos. Verde. Sustancia con una clasificación no mayor de 2 en ninguna categoría de

riesgo. Almacenar en un área general de químicos. (Antiguamente naranja). Etiquetas rayadas. Los materiales no compatibles con el mismo color tienen

etiquetas rayadas. Estos productos no deben ser almacenados junto a sustancias con etiquetas del mismo color. Un almacenaje apropiado deberá asignarse individualmente.

La norma NFPA 704 es el código que

explica el "diamante de fuego"

establecido por la Asociación

Nacional de Protección contra el

Fuego (inglés: National Fire

Protection Association), utilizado

para comunicar los riesgos de los

materiales peligrosos. Es importante

para ayudar mantener el uso seguro

de productos químicos.

EQUIPO DE PROTECCIÓN PARA LABORATORIO (EPI).

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S

I

R

C

a. Gafas de seguridad. La pérdida de visión aún cuando sea de un ojo puede producir una invalidez verdaderamente importante, y la vista puede perderse con mucha facilidad cuando determinados productos químicos llegan al ojo. Las gafas de seguridad deben llevarse incluso cuando se tenga la sensación de que la operación que se está realizando no es peligrosa.

b. Guantes y mandil. Los guantes y el mandil, en cualquier circunstancia, tratan de evitar todo contacto con cualquier producto químico potencialmente nocivo. Incluso los detergentes suaves de cocina pueden producir grietas en las manos. Los disolventes orgánicos son mucho más potentes que los líquidos lavaplatos y deben tratarse con el respeto apropiado. Al verter líquidos o al lavar el material de vidrio que contenga productos rebeldes, debe emplearse guantes de goma. Si está manejando un material que expele vapores nocivos; hágalo en una vitrina bien ventilada.

c. Vestimenta. Los vestidos caros se destruyen con la misma facilidad que los baratos. Debe evitarse y se prohíben en la mayoría de los laboratorios las sandalias y los zapatos de rejilla. Los shorts, faldas abiertas, blusas y otros vestidos que dejan grandes partes de piel sin proteger son completamente inadecuados. Cualquiera que sea la prenda que se lleve, recuerde que el vestido lo mismo que el equipo, puede reemplazarse, mientras que la piel, la vida y el componente humano no puede serlo.

PRIMEROS AUXILIOS.

La primera actuación en caso de accidente será el requerimiento urgente de atención médica indicando al médico cuantos detalles conciernen al mismo y mostrándole siempre que sea posible, la etiqueta del producto en cuestión.

Sólo en caso en que la asistencia del facultativo no sea inmediata podrán seguirse las instrucciones que en concepto de primeros auxilios a continuación se describen. Después de estos primeros auxilios será necesaria la asistencia médica.

CORROSIONES EN LA PIEL:

1.- Ácidos.- cortar lo más rápidamente posible la ropa empapada por el ácido. Echar abundante agua a la parte afectada. Neutralizar la acidez de la piel con NaHCO3 durante 15 ó 20 minutos. Quitar el exceso de pasta de NaHCO3, secar y cubrir la piel con linimento óleo-calcáreo o similar. 2.- HF.- frotar inmediatamente la piel con agua hasta que la blancura desaparezca. (Prestar atención particular a la piel debajo de las uñas). Después de efectuar una inmersión de la parte afectada o tratar con compresas empapadas de MgSO4.7H2O solución saturada enfriada con hielo, durante un mínimo de 30 minutos. Si el médico no ha llegado aún, aplíquese cantidad abundante de una pasta preparada con óxido de magnesio y glicerina. 3.- Álcalis.- aplicar agua abundante y aclarar con H3BO3 solución saturada o ácido acético solución al 1%. Secar. Cubrir la parte afectada con pomada de ácido tánico.

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4.- Sustancias reductoras.- aplicar una compresa de KMnO4 al 0.1%. Secar. Espolvorear con sulfamida en polvo y vendar.5.- Halógenos.- echarse inmediatamente un chorro de NH4OH al 20%, seguidamente lavarse con agua. Secarse y finalmente poner linimento óleo-calcáreo o similar.6.- Otros productos químicos.- echar agua abundante en la parte afectada y lavar bien con agua y jabón.

CORROSIONES EN LOS OJOS:

Inmediatamente después del accidente irrigar los dos ojos con grandes cantidades de agua templada a ser posible, bien a chorro o con ayuda de una pera de goma grande

Mantener los ojos abiertos. Si es necesario cogiendo los párpados y estirándolos hacia el exterior, manteniéndolos separados de tal modo que el agua penetre debajo de los párpados. Continuar con la irrigación por lo menos durante 15 minutos.

A continuación lavar los ojos con NaHCO3 en solución al 1% con ayuda de la bañera ocular, renovando la solución un par o tres veces, y dejar en contacto durante 5 minutos.

Finalmente, verter en cada ojo una gota de aceite de oliva puro.

Se toman medidas adicionales en caso de reactivos especiales o más agresivos.

1.- Por ácidos y halógenos.- neutralizar la acidez con NaHCO3 al 1% y verter en cada ojo una gota de aceite de oliva puro.

2.- Por álcalis.- lavar con H3BO3 solución saturada o ácido acético solución al 1% y verter en cada ojo una gota de aceite de oliva puro.

EN CASO DE INGESTIÓN:

Antes de cualquier actuación concreta, se requiere ATENCIÓN MÉDICA URGENTE.Retirar el agente nocivo del contacto con el paciente, si el paciente se encuentra inconsciente ponerlo en posición inclinada, con la cabeza de lado y sacarle la lengua hacia adelante. - No darle a ingerir nada por la boca ni inducirlo al vómito. - Si el paciente está consciente, mantenerlo caliente (taparlo con una manta) y

recostado. - Estar preparado para practicar la respiración artificial boca a boca. - No dejarlo jamás solo. - No dar coñac ni bebida alcohólica precipitadamente sin conocer la identidad del

tóxico. - El alcohol en la mayoría de veces aumenta la absorción de algunos venenos. - Obtener atención médica tan pronto como sea posible.

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1.- Ácidos corrosivos No provocar jamás el vómito. No dar a ingerir sodio carbonato ni bicarbonato. Administrar lechada de magnesia en grandes cantidades. Administrar grandes cantidades de leche o claras de huevo batidas con agua.

2.- Álcalis corrosivos No provocar jamás el vómito. Administrar abundantes tragos de ácido acético solución al 1%. Administrar grandes cantidades de leche o claras de huevo batidas con agua.

3.- Metanol Administrar de 2 a 4 vasos de agua inmediatamente. Provocar el vómito.Administrar 1 vaso de agua con 2 cucharadas soperas de sodio bicarbonato.

4.- Bromo Administrar de 2 a 4 vasos de agua inmediatamente. Provocar el vómito.Administrar 15 g. De antídoto universal.Administrar una cucharada de sodio "polisulfato" 5 hidrato en un vaso de agua y luego lechada de magnesia, como máximo 30 g. En agua.

5.- Cianuros, ácido cianhídrico Si el paciente está inconsciente, no darle nunca nada por la boca. Si el paciente está consciente o cuando vuelva en sí, administrarle 1 vaso de agua templada con sal (1 cucharada sopera de sal por vaso de agua). Provocar el vómito. Si respira con dificultad practicarle respiración artificial. Mojar un pañuelo con iso-amilo nitrito y mantenerlo ligeramente debajo de la nariz durante 15 segundos. Repetir hasta 5 veces estas inhalaciones a intervalos.

6.- Metales y compuestos de antimonio, bismuto, cadmio y estaño. Administrar de 2 a 4 vasos de agua inmediatamente. Provocar el vómito.

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ANTÍDOTO UNIVERSAL: carbón activo 2 partes magnesio óxido 1 parte. Ácido tánico 1 parte en medio vaso de agua templada.

“PROVOCAR EL VÓMITO”.- consiste en una serie de pasos:Provocar el vómito introduciendo los dedos en la boca del paciente hasta tocar la campanilla. A cada vómito dar abundantes tragos de agua salada templada (una cucharada sopera de sal por vaso) hasta que los líquidos sean claros. Si es posible guardar la muestra de los vómitos.

Administrar 15g. De antídoto universal.

7.- Arsénico y sus compuestos Provocar el vómito.Administrar 1 vaso de agua templada con 2 cucharadas soperas (no más de 30 g) de magnesio sulfato 7-hidrato o 2 cucharadas soperas de lechada de magnesia (magnesio óxido en agua).

8.- Bario y sus compuestos solubles en agua Administrar 1 vaso de agua templada con 2 cucharadas soperas (no más de 30 g.) de magnesio sulfato 7-hidrato. Provocar el vómito.Administrar grandes cantidades de leche o claras de huevo batida con agua.

9.- Mercurio y sus compuestos Administrar de 2 a 4 vasos de agua inmediatamente. Provocar el vómito.Administrar 15 g. De antídoto universal en medio vaso de agua templada. Administrar ¼ de litro de leche o 6 claras de huevo después del lavado gástrico.

10.- Plomo y sus compuestos Administrar 1 vaso de agua templada con 2 cucharadas soperas (no más de 30 g) de magnesio sulfato 7-hidrato o sodio sulfato 10-hidrato. Administrar de 2 a 4 vasos de agua inmediatamente. Provocar el vómito.Administrar 15 g de antídoto universal en medio vaso de agua templada. Administrar grandes cantidades de leche o claras de huevo batidas con agua.

11.- Fenol, cresoles Administrar 1 vaso de agua templada con una cucharada sopera de sal. Provocar el vómito.Administrar grandes cantidades de leche o claras de huevo batidas con agua. No dar aceites ni alcohol.

12.- Formaldehído (formol) Administrar un vaso lleno de agua que contenga una cucharada sopera colmada de amonio acetato. Provocar el vómito. Repetir 3 veces. Administrar leche o huevos crudos. 13.- Ácido oxálico y oxalatos solubles en agua Administrar un vaso de agua de cal (calcio hidróxido solución saturada) o calcio cloruro solución al 1%.

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Administrar de 2 a 4 vasos de agua inmediatamente. Provocar el vómito. Administrar 15 g de antídoto universal. Administrar grandes cantidades de leche o claras de huevo batidas con agua. Después de algún tiempo de haber vomitado, administrar medio vaso de agua con 15 a 30 g (no más) de magnesio sulfato 7-hidrato y dejarlo en el estómago.

14.- Yodo Administrar una cucharada de sodio tiosulfato 5-hidrato en 1 vaso de agua y luego lechada de magnesia, como máximo 30 g de agua. Administrar de 2 a 4 vasos de agua inmediatamente. Provocar el vómito. Administrar 15 g de antídoto universal en medio vaso de agua templada. Administrar grandes cantidades de leche o claras de huevo batidas con agua.

15.- Ingestión de otros productos químicos o cuando se desconozca la identidad de la sustancia ingerida. Administrar de 2 a 4 vasos de agua inmediatamente. Provocar el vómito. Administrar 15 g de antídoto universal en medio vaso de agua templada.

EN CASO DE INHALACIÓN

Llevar al paciente al aire fresco inmediatamente. Obtener atención médica tan pronto sea posible. Al primer síntoma de dificultad respiratoria, iniciar la respiración artificial boca a boca. El oxígeno debe ser administrado solamente por personal entrenado. Continuar la respiración artificial boca a boca hasta que el médico lo aconseje. Tratar de identificar el vapor venenoso. Si se trata de cloro, hidrógeno sulfuro, hidrogeno cianuro, fosgeno u otros gases altamente tóxicos, debe usarse el tipo adecuado de máscara para gases durante el tiempo del rescate del accidentado. Si la máscara disponible no es la apropiada, el rescatador debe contener la respiración durante todo el tiempo que esté en contacto con los vapores venenosos.

CORTES Y HERIDAS

1.- Para cortes y heridas de poca importancia: Si la herida es en la mano, procurar inmediatamente quitar anillos, pulseras u otros objetos que puedan obstruir la circulación sanguínea. Lave la herida con agua muy limpia (o hervida y enfriada) y jabón.

Seque la piel que hay alrededor de la herida.Cubra la herida con un trapo limpio y coloque sobre ella un vendaje.

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2.- Para cortes y heridas de importancia: Si sobresale un pedazo de cristal u otro objeto de la herida, no lo saque. Puede que el objeto esté evitando una mayor hemorragia y al sacarlo empeore la herida.Si el paciente sangra copiosamente, coloque la zona lesionada por encima del nivel del pecho y presione firmemente contra la herida (o cerca de ella, si hay un objeto en la misma) con una almohadilla hecha con un trapo limpio doblado. Mantenga la presión hasta que se detenga la hemorragia.No ponga ninguna sustancia vegetal, animal o polvos antibióticos en la herida, ya que puede provocar una infección.Coloque un vendaje sobre la herida. A fin de dejar espacio para la hinchazón, procure no apretar el vendaje.Conduzca al paciente al centro de salud o procure ayuda médica de inmediato. Pregúntele al trabajador sanitario si el paciente debe recibir una inyección contra el tétanos.

HEMORRAGIAS IMPORTANTES

No eliminar ningún objeto incrustado. Ejercer presión directamente en la herida con un vendaje estéril o gasa limpia. Si esto no controla la hemorragia. Elevar la herida si es posible sobre el nivel del corazón.

Si la hemorragia es importante, elevar las piernas del herido y cubrirle con una manta.

“No aplicar nunca un torniquete”

QUEMADURAS

Enfríe inmediatamente la zona quemada. Utilice agua fría y limpia en abundancia. Puede que sea necesaria media hora para enfriar la zona quemada.Mantenga limpia y seca la zona quemada y protéjala con un vendaje suelto. Si la quemadura es de mayor tamaño que una moneda grande, o la quemadura comienza a convertirse en una ampolla, acudir a un agente de la salud. No rompa las ampollas ya que protegen la zona lesionada.

No retire nada que esté pegado a las quemaduras. No ponga nada, excepto agua fría, sobre la quemadura.Procure que el paciente beba líquidos, como por ejemplo jugo de frutas o agua con un poco de azúcar y sal.

BOTIQUÍN (Primeros auxilios)

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Para atender una emergencia, el botiquín debe incluir:

Directorio de un médico cercano, Cruz Roja, ambulancias y servicios de salud. Alcohol.

Merthiolate.

Tela adhesiva o micropore.

Algodón.

Vaselina blanca.

Gasas esterilizadas.

Vendas limpias de al menos 3 tamaños.

Tijeras limpias, no oxidadas.

Jeringas desechables.

Termómetro.

Curitas (tiritas).

Aspirinas y paracetamol.

Antidiarreicos.

Antieméticos.

Algún antihistamínico para casos de intoxicación.

Loción de calamina.

Jabón neutro.

Lámpara de pilas y pilas nuevas.

mínimo dos pares de guantes de látex o guantes estériles.

Isodine (espuma y solución).

Bolsas de plástico.

Mascarilla para insuflación

GESTIÓN ADECUADA DE LOS RESIDUOS QUÍMICOS (PNUMA, 2005)

Se entiende por gestión, el conjunto de actividades encaminadas a dar a los residuos el destino final más adecuado.

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— Gestión Interna: operaciones de manipulación, clasificación, envasado, etiquetado, recogida, traslado y almacenamiento dentro del centro de trabajo.

— Gestión Externa: operaciones de recogida, transporte, tratamiento y eliminación de los residuos una vez que han sido retirados del centro generador de los mismos.

Son obligaciones de los productores de residuos peligrosos:

a) Separar adecuadamente y no mezclar los residuos peligrosos, evitando particularmente aquellas mezclas que supongan un aumento de su peligrosidad o que dificulten su gestión.

b) Envasar y etiquetar los recipientes que contengan residuos peligrosos en la forma que reglamentariamente se determine (según norma INEN 2288).

c) Suministrar a las empresas autorizadas para llevar a cabo la gestión de residuos la información necesaria para su adecuado tratamiento y eliminación.

El poseedor de los residuos estará obligado, mientras se encuentren en su poder, a mantenerlos en condiciones adecuadas de higiene y seguridad.

Queda prohibido el abandono, vertido o eliminación incontrolada de residuos en todo el territorio nacional y, toda mezcla o dilución de residuos que dificulte su gestión.

Lo primero a tener en cuenta para una correcta gestión de residuos es reducir la cantidad de residuos generados “minimización de los residuos”. Llevar un riguroso control de todo lo que se adquiere, ya que a la larga se convertirá en residuo.

Comprar según las necesidades, evitando el deterioro o caducidad de los productos o materiales, generando residuos innecesariamente así como gastos económicos.

Reutilizar o reciclar estos productos y materiales siempre que sea posible.

Emplear en los laboratorios las mínimas cantidades de reactivos necesarias, realizando pruebas con la menor cantidad posible si se desconoce la viabilidad de una reacción.

Todo esto, además de disminuir la cantidad de residuos generados, económicamente es rentable, ya que evita o disminuye el gasto que supone el desperdicio de reactivos o productos y material en un laboratorio.

Clasificación/Segregación en la fuente (Universidad De Salamanca, 2010)Los residuos peligrosos se agrupan en grandes conjuntos dependiendo de sus propiedades físico-químicas y el posterior tratamiento que le dará el gestor autorizado; los residuos peligrosos se clasificarán en los siguientes 8 grupos:

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1. Disolventes halogenados (con más de un 2% de flúor, cloro, bromo o yodo en la disolución, disolvente más soluto), o aquellos disolventes que al incinerarlos produzcan vapores ácidos.2. Disolventes no halogenados (con menos de un 2% de halógenos).3. Disoluciones con metales o sus sales4. Disoluciones acuosas ácidas5. Disoluciones acuosas básicas6. Fenoles7. Especiales/Otros8. Aceites usados

Tratamiento en el laboratorio.- reduce o elimina las características que hacen de un residuo químico, un residuo peligroso.

1. Procedimientos generales para neutralizar ácidos minerales concentrados:

Peligro: tanto en la neutralización de ácidos como de bases fuertes, se genera calor y vapores son generados durante este procedimiento. Realizar este procedimiento en una campana de vapores con el apropiado equipo de protección personal. Varias quemaduras podrían resultar si se utiliza inapropiadamente el equipo de protección personal. No neutralizar ácido fluorhídrico usando este método. o Lentamente diluya el ácido mineral concentrado de 1 a 10 con agua fría,

adicionando el ácido en el agua. o Adicione 30 mg/l de fosfato de sodio o 20 mg/l de fosfato hidrógeno de sodio en el

ácido diluido.

o Mientras se agita, lentamente adicione hidróxido de sodio 1 N al ácido mineral diluido hasta que la solución obtenga un pH entre 5.5 y 12.

2. Procedimientos generales para neutralizar bases concentradas:

a. Lentamente diluya la base concentrada de 1 a 10 con agua fría, adicionando la base en el agua.

b. Adicione 30 mg/l de fosfato de sodio o 20 mg/l de fosfato hidrógeno de sodio en la base diluida.

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Es recomendable conservar los residuos debidamente etiquetados y segregados, para luego neutralizarlos mutuamente: los ácidos con las bases, el cromo IV puede reducirse con materia orgánica de algún residuo que contenga materia orgánica. Así se eliminan dos problemas mediante un único proceso. Los residuos básicos pueden ser utilizados para precipitar los residuos que contengan metales disueltos en forma de hidróxidos insolubles.

c. Mientras se agita, lentamente adicione ácido clorhídrico 1 M a la base diluida hasta que la solución obtenga un pH entre 5.5 y 12.

3. Procedimientos generales detoxificar residuos químicos peligrosos:

La detoxificación es considerada una opción viable para reducir el volumen total de residuos inorgánicos peligrosos. La mayoría de los residuos inorgánicos pueden considerarse como compuestos de una parte catiónica (átomos metálicos) y una parte aniónica (a menudo, pero no siempre, átomos no metálicos). En la mayoría de los casos, el catión es la causa para clasificar a un residuo inorgánico como peligroso. La detoxificación de residuos supone la precipitación del catión tóxico, en solución acuosa. El generador debe comprender las propiedades de los componentes de los químicos residuales, y conocer los productos que se obtienen del método de precipitación.

La precipitación de un tóxico constituyente de una fase acuosa, de un residuo inorgánico peligroso producirá un sólido precipitado y una solución acuosa para desagüe, tal que el residuo no tenga ninguna otra característica que lo convertiría en peligroso o no aceptable para desagüe. El precipitado se consideraría como residuo peligroso manejado, almacenado, y correctamente desechado. El procedimiento más ampliamente utilizado es la precipitación del catión como óxido o hidróxido, ajustando el pH en el rango adecuado.

El rango de pH para precipitación varía ampliamente entre iones metálicos, por lo tanto, es importante controlar el pH cuidadosamente. La solución acuosa de iones metálicos se ajusta al pH recomendado adicionando solución 1 M de ácido sulfúrico, hidróxido de sodio, o carbonato de sodio. El precipitado es separado por filtración, o decantación, y empacado para su deposición.4. Procedimientos generales manejar solventes usados:

Todos los solventes pueden ser reutilizados si se les da un tratamiento de purificación o recuperación por destilación, eliminando cabezas y colas de destilación y posterior deshidratación con sulfato de sodio anhidro. A la parte que queda como residuo luego de la recuperación, se la puede dar una valorización energética como combustible.

5. Se toman varias medidas en casos particulares:Haluros de ácidos orgánicos: añadir NaHCO3 y agua. Verter al desagüe.Ácidos orgánicos sustituidos: añadir NaHCO3 y agua. Verter al desagüe.Oxidantes: tratar con un reductor (disolución concentrada). Neutralizar. Verter al desagüe.Reductores: añadir Na2CO3 y agua (hasta suspensión). Dejar en reposo (2h). Neutralizar. Verter al desagüe.Cianuros: tratar con Ca(CIO)2 (disolución alcalina). Dejar en reposo (24h). Verter al desagüe.Álcalis cáusticos y amoníaco: neutralizar. Verter al desagüe.

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Hidruros: mezclar con arena seca, pulverizar con alcohol butílico y añadir agua (hasta destrucción del hidruro). Neutralizar (HCI 6M) y decantar. Verter al desagüe. Residuo de arena: enterrarlo.Peróxidos inorgánicos: diluir. Verter al desagüe.Sulfuros inorgánicos: añadir una disolución de FeCl3 con agitación. Neutralizar (Na2CO3). Verter al desagüe.Mercurio compuestos: disolver y convertirlos en nitratos solubles. Precipitarlos como sulfuros. Recuperar.Arsénico, bismuto, antimonio: disolver en HCL y diluir hasta aparición de un precipitado blanco (SbOCI y BiOCI). Añadir HCI 6M hasta redisolución. Saturar con sulfhídrico. Filtrar, lavar y secar.Selenio, teluro: disolver en HCI. Adicionar sulfito sódico para producir SO2 (reductor). Calentar. (Se forma Se(s) gris y Te(s) negro). Dejar en reposo (12h). Filtrar y secar.Plomo, cadmio: añadir HNO3. Evaporar, añadir agua y saturar con H2S. Filtrar y secar.Berilio: disolver en HCI 6M, filtrar. Neutralizar (NH4OH 6M). Filtrar y secar.Estroncio, bario: disolver en HCI 6M, filtrar. Neutralizar (NH4OH 6M). Precipitar (Na2CO3). Filtrar, lavar y secar.Vanadio: añadir a Na2CO3 (capa) en una placa de evaporación. Añadir NH4OH 6M (pulverizar). Añadir hielo (agitar). Reposar (12h). Filtrar (vanadato amónico) y secar.Cromo: acidular a pH< 3, reducir a Cr3+ añadiendo 2.8 mg de metabisulfito de sodio por cada mg de a Cr6+ del residuo, precipitar como hidróxido, añadir Ca(OH)2 hasta llegar a un pH de 7.7 a 8.9. Verter al desagüe el agua y enviar al gestor los lodos.Otros metales (talio, osmio, deuterio, erbio, etc.): RecuperaciónDisolventes halogenados: destilar y almacenar.Plata: conservar los precipitados para posterior recuperación por métodos electroquímicos y térmicos.

Programa de seguridad y plan de contingenciaDebe incluirse cuando sea aplicable para proveer a las personas que manejan los recipientes durante su embarque y almacenamiento con disposiciones apropiadas para confinar y extinguir los incendios y para limpiar los derrames y goteos. Estas deben ser tan simples y breves como sea posible y recomendar el material apropiado para el control.

En caso de derrame:

Existen sustancias absorbentes como vermiculita, arena lavada y seca, cal, papel, viruta, bicarbonato de sodio, polvos absorbentes para ácidos, bases y solventes, etc.

Aldehídos: absorber en vermiculita ó mezclar con un disolvente inflamable. Incinerar.

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Alcalinos, alcalinotérreos, alquilos, alcóxidos: mezclar con Na2CO3, cubrir con virutas. Incinerar. Compuestos orgánicos halogenados: absorber sobre vermiculita, arena o bicarbonato. Incinerar.Ácidos orgánicos sustituidos: absorber sobre vermiculita y añadir alcohol, o bien disolver directamente en alcohol. Incinerar.Aminas aromáticas: absorber sobre arena y Na2CO3. Mezclar con papel o con un disolvente inflamable. Incinerar.Aminas aromáticas halogenadas, nitrocompuestos: verter sobre NaHCO3. Mezclar con un disolvente inflamable. Incinerar.Aminas alifáticas: mezclar con un disolvente inflamable. Incinerar.Fosfatos orgánicos y compuestos: mezclar con papel, o arena y cal apagada. Incinerar.Disulfuro de carbono: absorber sobre vermiculita y cubrir con agua. Incinerar. (Quemar con virutas a distancia).Mercaptanos, sulfuros orgánicos: mezclar con un disolvente inflamable. Incinerar.Éteres: mezclar con un disolvente inflamable. Incinerar. Si hay peróxidos llevarlos a lugar seguro (canteras, etc.) y explosionarlos.Hidracinas: mezclar con un disolvente inflamable. Incinerar.Amidas orgánicas: mezclar con un disolvente inflamable. Incinerar.Ácidos orgánicos: mezclar con papel o con un disolvente inflamable. Incinerar.Mercurio metal: aspirar, cubrir con polisulfuro cálcico y recuperar.

En caso de incendio.

- Mantener la calma y actuar con decisión- Si el incendio es grande, no intentar apagarlo solos- Dar la alarma y avisar a los compañeros- Evacuar el laboratorio siguiendo las señales e ir cerrando la puertas detrás

nuestro- Si hay mucho humo, gatear y avandonar la zona- Si el incendio es pequeño, apagarlo con extintor. Dirigir el chorro hacia las

llamas más próximas- Si las ropas se incendian, tirarse al suelo y rodar para apagarlas, al correr,

arderán más rápido.

Dar mantenimiento al extintor de incendios, cargarlo con polvo químico, útil para rociar y extinguir cualquier tipo de incendio.

Tomar las medidas de acuerdo al compuesto que se trate (consultar las fichas de datos de seguridad).

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MANTENIMIENTO DE EQUIPOS

Es importante conservar los equipos en buen estado y calibrados de manera de que tengan un mayor tiempo de vida útil y permitan un trabajo hábil, eficaz y preciso.

Medidas generales:

- Leer el manual de cada uno de los equipos

- Conectar en enchufes que correspondan al voltaje para el que fue diseñado el equipo

- Encender los equipos por lo menos 15 minutos antes de su uso.

- Calibrar el equipo en caso de ser necesario

- Luego de su uso, apagar correctamente y desenchufar el equipo.

El mantenimiento preventivo es esencial para evitar averías, retrasos en el trabajo y gastos por reparaciones o nuevas compras que pueden evitarse.

Potenciómetro y conductímetro.- mantener los electrodos siempre sumergidos en una solución 3M de KCl, calibrarlos siempre antes de su uso y cada 20 muestras si se realizan numerosos análisis seguidos.

Espectrofotómetro.- no moverlo de su sitio, realizar periódicamente una calibración de su precisión mediante el punto isosbéstico con rojo congo en medio ácido y básico.

Balanzas.- nivelar el equipo y no moverlo de su sitio, no exceder el peso para el que fue diseñado el equipo, limpiar luego de cada uso con utilizando una brocha.

Incubadoras.- no desecar sustancias con elevada humedad, las incubadoras no tienen circulación de aire.

Mufla.- no utilizarla a temperaturas mayores a 600ºC por más de dos horas.

Baño maría.- utilizar los baños a temperaturas que no excedan los 60ºC y desalojar el agua luego de cada uso.

Bomba de vacío.- cambiar periódicamente de aceite (SAE 10/20), evitar encenderla por más de 30 minutos de corrido para evitar que se recaliente.

Compresor.- desalojar el agua alojada en la trampa para evitar la corrosión.

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REGLAMENTOS DE LABORATORIO.

1. Se exige puntual asistencia a la hora fijada para el comienzo de la práctica.

2. Es obligatorio el uso de mandil, zapato cerrado y pantalón largo para entrar al laboratorio.

3. Es obligatorio el uso de la guía para realizar el trabajo de laboratorio. El estudiante debe leer la guía de trabajo práctico, consultar bibliografía y anotar los datos necesarios antes de asistir a la práctica.

2. Durante el transcurso de los trabajos prácticos no se permitirá la salida del alumno.

3. Cuando el alumno no pueda asistir por razones justificadas a su grupo de práctica, deberá notificarlo a su profesor.

4. No ingerir alimentos ni bebidas dentro del laboratorio.

5. Se realizarán evaluaciones en la práctica, para corroborar que el estudiante maneja los conocimientos básicos necesarios para el desarrollo de la misma (procedimiento, objetivos, contenidos, muestra de cálculo, etc.)

6. Se debe presentar una hoja de reporte por grupo, en la cual se anotará todos los datos y resultados experimentales obtenidos en el trabajo de laboratorio.

7. El estudiante debe presentar un informe escrito de los resultados y conclusiones de sus experimentos por práctica realizada.

8. Los integrantes de cada grupo son responsables del material del laboratorio que se les suministra.

El material perdido o deteriorado deberá ser pagado o repuesto por los integrantes del grupo. Antes de cada práctica los alumnos deben chequear que el material de su equipo este completo y en buen estado.

9. Queda terminantemente prohibido estudiar otras materias en las horas de prácticas, el alumno que lo haga será retirado del laboratorio y se contará como inasistencia.

INTRUCCIONES QUE SE DEBEN SEGIR EN LABORATORIO.

1. Al iniciar las prácticas se formarán los grupos de trabajo, los integrantes de cada grupo deberán distribuirse el trabajo de manera que todos participen.

2. Mantener su sitio y materiales de trabajo limpios, una vez finalizada la práctica lave todo el material utilizado.

3. Al utilizar un reactivo, colocarlo nuevamente en su sitio, asegurándose que esté bien tapado, no confundir las tapas de los diferentes envases para evitar las contaminaciones.

4. No introduzca las pipetas dentro de los frascos de reactivos o soluciones, lávelas cuidadosamente cuando las utilice para varios reactivos, y así no contaminar unos con otros.

5. Cuando se arroje ácido a los lavaderos, dejar correr abundante agua y si se derrama en los mesones limpiarlo inmediatamente.

6. Cuando se desechen sustancias sólidas no las arroje a los lavaderos, siga las instrucciones para desecharlas.

7. En caso de producirse cualquier accidente durante la realización del trabajo práctico notifique de inmediato al profesor

PRECAUCIONES Y MANIPULACIONES.

No intente realizar experimentos que no se le haya indicado.

No coloque material caliente sobre los mesones y asegúrese que esté frío antes de tomarlo con sus manos.

Cuando caliente un tubo de ensayo, caliéntelo con movimiento circular, y no lo apunte hacia usted o sus compañeros, ya que puede proyectarse su contenido.

Cuando diluya ácidos concentrados vierta el ácido lentamente con agitación sobre el agua. Nunca haga lo contrario. De esta manera evita el rompimiento del recipiente por el calor generado en la reacción de hidratación. Esta operación debe hacerse en la campana extractora de gases o de vapor.

Si cae en usted o en su ropa material corrosivo, lávese inmediatamente con abundante agua y avise al profesor.

Nunca pruebe una sustancia, puede ser venenosa; no debe tomar con las manos las muestras de reactivos, hágalo con los instrumentos adecuados; si desea percibir el olor de un líquido o de un gas que se desprende, no acerque la nariz al recipiente, pase la mano suavemente sobre la boca del recipiente, tratando de formar una corriente hacia usted.

Antes de usar un reactivo lea detalladamente la etiqueta para estar seguro de su contenido.

Los aparatos o recipientes en los que hay desprendimiento de gases, no deben cerrarse herméticamente, porque las presiones formadas pueden hacerlos explotar.

Nunca ponga sustancias directamente en los platillos de la balanza. Pese sobre los vidrios reloj o en papel. Los líquidos se pueden pesar en los matraces o beaker.

El material de vidrio que se utiliza para los experimentos donde hay que calentar son los vasos de precipitado, tubos de ensayos y ocasionalmente erlenmeyer, nunca caliente material de vidrio templado (balones aforados, matraces, botellas ni probetas, ya que se rompen fácilmente).

Para transvasar sólidos gire e incline el frasco, para que la sustancia se acomode en el interior de la boca del envase y salga con facilidad.

Para transvasar un líquido a otro envase cuide que la etiqueta quede del lado opuesto por donde verterá la solución, de modo que si gotea no la dañe.

Nunca introduzca pipetas ni ningún objeto dentro de los frascos de reactivos líquidos.

Transfiera primero la cantidad de líquido necesaria a un vaso precipitado.

Obligaciones de los usuarios del laboratorio:

1. Localice los dispositivos de seguridad más próximos:

Estos dispositivos son elementos tales como extintores, lava ojos, ducha de seguridad, salidas de emergencia, etc.

Infórmese sobre su funcionamiento.

2. Lea las etiquetas de seguridad:

Las botellas de reactivos contienen pictogramas y frases que informan sobre su peligrosidad, uso correcto y las medidas a tomar en caso de ingestión, inhalación, etc.

Algunos aparatos pueden contener información del mismo tipo.

Lea siempre detenidamente esta información y tenga en cuenta las especificaciones que se señalan en ella.

Toma y conservación de muestras de agua para estudios ecotoxicológicos y ambientales.

PRECAUCIONES GENERALES:

La valoración de las características contaminantes de un vertido, debe efectuarse sobre muestras tomadas y tratadas correctamente, ya que los análisis de esas muestras solo tendrán valor si estas son verdaderamente representativas de la composición del vertido.

La muestra debe de ser homogénea y representativa y no modificar las características físico-químicas del agua (gases disueltos, materias en suspensión etc.)

La obtención de una muestra y su manipulación implican que esta no debe deteriorarse o contaminarse antes de llegar al laboratorio; los envases deben estar perfectamente limpios y ser del material adecuado para el análisis que se requiere.

Si las muestras van a transportarse, dejar un espacio en el envase para permitir la expansión térmica.

Esencial asegurar la integridad de la muestra desde su toma hasta la emisión de informe mediante el seguimiento de la cadena de custodia; Se considera que una muestra está bajo vigilancia personal si se encuentra en posesión física de una persona, que se encarga de custodiarla y protegerla de posibles falsificaciones.

Las muestras cuando llegan al laboratorio deben de estar selladas y perfectamente identificadas.

Las muestras han de ir acompañadas de una hoja de petición de análisis.

El tiempo que se tarda desde la recogida de muestra hasta la entrega en el laboratorio ha de ser mínimo y siempre se ha de transportar en condiciones de refrigeración (para evitar la proliferación bacteriana que puede causar alteraciones en los parámetros a medir)

CONSIDERACIONES SOBRE SEGURIDAD:

Cuando puedan existir vapores tóxicos, la toma de la muestra sólo se realizará si se trata de lugares bien ventilados, si no, mediante el uso de un respirador o dispositivos afines. En el laboratorio, los envases se han de abrir en una campana de gases.

Si existe la posibilidad de hallar compuestos orgánicos inflamables, mantener alejadas de las muestras y de los lugares de recogida, las chispas, llamas y fuentes de calor excesivos.

TIPOS DE MUESTRAS

Muestras de sondeo:Una muestra recogida en un lugar y momento determinados. Sólo puede representar la composición de la fuente en ese momento y lugar. Cuando la fuente es bastante

constante en su composición, pueden estar bien representadas por una simple muestra de sondeo.

Muestras compuestasConjunto de muestras sencillas recogidas en el mismo punto en distinto momento (por ejemplo, cada hora para ver cómo evoluciona el vertido).

Muestras integradasConjunto de muestras individuales recogidas en distintos puntos al mismo tiempo o con la menor separación temporal posible. Por ejemplo, para ríos o corrientes cuya composición varía según la anchura y profundidad. La preparación de muestras integradas suele precisar un equipo especial.

El sistema de toma de muestra variará según el origen del agua:

En el sistema de abastecimiento urbano, dejar correr el agua por las tuberías al menos 10 minutos.

En un pozo, bombear un rato. En un río, acuífero abierto o depósitos, la muestra se toma a cierta distancia del

fondo y de la superficie, lejos de orillas o bordes. En un lago; escoger varios puntos de toma y realizar esta a diferentes profundidades. Siempre evitar partículas flotantes y remover fondos Evitar las áreas de turbulencias excesivas por la posible pérdida de componentes

volátiles y presencia de vapores tóxicos.

ETIQUETADO DE LAS MUESTRAS

La etiqueta de la muestra debe indicar:

- Número de muestra- Lugar o punto en el que se ha tomado la muestra- Nombre de la persona que ha realizado la toma. - Fecha y hora de la toma de muestra

HOJA DE PETICIÓN DE ANÁLISIS

Documento anexo que debe acompañar a la muestra en su entrega en el laboratorio donde se debe indicar:

- Persona o autoridad que solicita el análisis - Causa que motiva la demanda del análisis (captación de una fuente, calificación de

un agua de bebida, intoxicaciones)- Identificación del tipo de muestra (pozo río, fuente)- Punto de muestreo: Localización y características.- Muestreador utilizado- Fecha y hora- Caudal estimado

- Resultado de los parámetros medidos “in situ”. Fundamentalmente el valor de la temperatura del vertido y del cauce del río antes y después del vertido, pH, oxígeno disuelto, CO2.

- Tratamiento de la muestra (en caso de que se haya añadido algún conservante)- Manifestaciones de los usuarios (respecto a las modificaciones del caudal y otras

modificaciones)- Usos a los que se destina el agua- Todos aquellos datos útiles que puedan orientar el análisis como son: Actividad

industrial o posible foco contaminante, así como datos relativos al entorno (poblaciones cercanas, acuíferos, cultivos, fauna, reservas naturales).

TIPOS DE ENVASES:

Utilizar preferentemente envases nuevos. Tanto si son nuevos como reciclados, los envases han de estar perfectamente limpios y enjuagados varias veces con la muestra que se toma.

Para la limpieza del recipiente no se han de usar productos detergentes, pues pueden permanecer restos que falsean los resultados de los análisis.

Los recipientes destinados a contener muestras deben tener unas características tales que no produzcan interferencias con los contaminantes y además puedan ser perfectamente descontaminados y preparados para posteriores muestreos.

Características de los recipientes:

Pueden ser de varios tipos de materiales y volúmenes, dependiendo su elección de las características de las aguas a muestrear, así como de los análisis que deseamos realizar.

El material puede ser vidrio corriente (sódico), vidrio borosilicatado, (pyrex, jena), plástico, teflón, etc.

Algunas de las características a tener en cuenta para su elección son:

Vidrio corriente:

Se puede utilizar cuando las sustancias a analizar, estén en la muestra en una concentración tal que no se vean afectadas por el contacto de estas con el vidrio. Por ejemplo, el calcio, magnesio, sulfatos, cloruros etc, no tienen problemas, pero el sodio o la sílice son sustancias que pueden ver su concentración aumentada por disolución del vidrio y el error será grande cuando se trate de analizar niveles de trazas.

Plásticos (polietileno, propileno etc.):

El uso de plástico está muy generalizado debido a la facilidad que presenta para su transporte. Desde el punto de vista analítico se ha observado que puede absorber ciertos compuestos orgánicos (hidrocarburos, plaguicidas, detergentes, compuestos volátiles) y algunos minerales (fósforo).

Es el envase de elección para un posterior análisis de metales.

Los tapones, que habitualmente son de plástico pueden plantear problemas; Se recomienda utilizar envases con tapones recubiertos de teflón.

Vidrio borosilicatado con tapón preferentemente de teflón:

Es el envase de elección para el análisis de compuestos orgánicos (plaguicidas, hidrocarburos, detergentes, etc)

Cuando se trata de analizar compuestos volátiles (por ejemplo, disolventes), hay que evitar el dejar dentro del envase una cámara de aire para de esta forma evitar pérdidas.

CANTIDAD DE MUESTRA

En caso de muestras de agua, dos litros es suficiente en la mayoría de los casos.

Hay que tener en cuenta que muchos de los compuestos de interés en el análisis, se pueden encontrar a niveles de trazas (ppb o ppt). A pesar de los altos niveles de detección que se consiguen con las técnicas instrumentales de las que actualmente se disponen, es imprescindible en primer lugar someter las muestras a un proceso de extracción y posterior concentración para superar los niveles de detección instrumentales.

Cuando se requiere análisis bacteriológico, las muestras han de tomarse en envases separados; en aguas residuales, donde solo se miden coliformes totales y fecales, no es necesario condiciones de esterilidad.

CONSERVACIÓN DE LAS MUESTRAS

Es preciso tener en cuenta las modificaciones que pueden producirse en una muestra con el tiempo: fijación de ciertos componentes sobre las paredes de los recipientes, pérdida de gases disueltos en función de la temperatura, precipitaciones secundarias por cambio de valencia, acción de los gérmenes presentes.

Por todo ello, existen una serie de parámetros que para que sean fiables deben de analizados “in situ”.

Asimismo para ciertas determinaciones es necesario conservar las muestras a baja temperatura (4° C), o añadirle reactivos que la estabilicen.

Algunas de las modificaciones que pueden aparecer por efecto del tiempo de almacenamiento:

- La actividad microbiológica puede ser responsable de cambios en el balance nitrato-nitrito-amonio; los nitratos, en aguas blancas no es necesario que sufran ningún tratamiento porque, no sufren una alteración significativa con el almacenamiento; sin embargo, en un agua fuertemente contaminada con materia orgánica, fácilmente

serán reducidos a nitritos e incluso a amoniaco, con la consiguiente variación de su composición.

- La actividad microbiológica puede ser responsable de la disminución de fenoles, alteración de la DQO, y de la reducción de sulfatos a sulfuros. Para conservar la muestra que requiere la medida de alguno de estos parámetros se añade ácido sulfúrico hasta pH< 2. Las muestras se mantienen refrigeradas.

- El pH se puede modificar de forma inmediata- El amoniaco: si la muestra es básica se puede perder por volatilización, para

conservarlo hay que fijarlo como ion amonio por acidificación de la muestra.- Los sulfuros y cianuros pueden desaparecer por formación de compuestos como

ácido sulfhídrico y ácido cianhídrico que son volátiles.- El cromo hexavalente puede reducirse a trivalente.- El hierro y manganeso, que forman compuestos bastante solubles en sus estados

inferiores de valencia y muy poco solubles en estados superiores de valencia, pueden precipitar o disolverse en los sedimentos según el potencial redox de la muestra. En general para el análisis de metales y cationes, las muestras se conservan por acidificación con ácido nítrico.

Como conclusión:

1. La cualificación absoluta de un agua es una tarea imposible, el análisis exhaustivo de una muestra resulta costoso y requiere mucho tiempo.

2. Por tanto es fundamental la información que el analista reciba sobre la muestra; de esta forma se puede valorar correctamente que parámetros interesa medir.

3. Es fundamental que las muestras estén cuanto antes en el laboratorio para impedir la degradación que puede evitarse en parte con los tratamientos de conservación adecuados.

Formato general de informes

INSTITUCIÓN DE EDUCACIÓN SUPERIOR

FACULTAD DE CIENCIAS …….

LABORATORIO DE QUÍMICA AMBIENTAL

GRUPO: # DE GRUPO FECHA DE ENTREGA:

INTEGRANTES: DÍA Y HORA:

TEMA:

OBJETIVOS:

- Con sus propias palabras

FUNDAMENTO TEÓRICO:

- De la metodología recibida por e-mail y bibliografía adicional.

PRINCIPIO:

- Se especifica en el APHA para cada determinación.

PROCEDIMIENTO:

- De la metodología recibida por e-mail bibliografía adicional.

CÁLCULOS:

- Los pertinentes en cada práctica.- Poner la fórmula con un cálculo como ejemplo.

RESULTADOS:- Reportar en los cuadros que se envía de cada práctica.

OBSERVACIONES:

CONCLUSIONES:

DISCUSIONES:

CUESTIONARIO:

BIBLIOGRAFÍA:

- CLESCERI Leonore; “Standard methods for the examination of water and wastewater”; pág. 298-299, 316-318; 16ª edición.

- RODIER.

- USAR MÁS LIBROS Y ARTÍCULOS CIENTÍFICOS DE LA WEB.

Incluya siempre como anexo y pegado en la botella de muestreo la etiqueta de identificación de la muestra.

IDENTIFICACIÓN DE LA MUESTRA:

Adjuntar los cuestionarios o consultas que se especifiquen en cada práctica.

TEMA: Análisis fisicoquímico del agua.

OBJETIVOS:

- Determinar las características fisicoquímicas (conductividad, pH, turbidez, temperatura y color) de una muestra de agua tomada en (lugar de muestreo).


Color.- puede estar condicionado por la presencia de iones metálicos (Fe, Mg, Cu, etc), del humus, muestras de plancton, vegetales, residuos industriales y domésticos.

Las aguas residuales e industriales coloreadas suelen sugerir la necesidad de supresión del color antes de su desagüe.

Temperatura.- en caso de temperatura elevada detectada como consecuencia de descargas al ambiente, se traduce en un impacto ecológico significativo.

Conductividad.- es la capacidad de una sustancia para transportar la corriente eléctrica y depende de la presencia de iones, concentración y temperatura.

La unidad de medida es el ohmio, la magnitud de la resistencia medida en una solución acuosa depende de las características de la celda de conductividad utilizada en la medición.

El agua recién destilada tiene una conductividad of 0.5 to 2 µS/cm, la conductividad del agua potable generalmente entre 50 a 1500 µS/cm y de agua doméstica de 10000 µS/cm.

La conductividad puede ser utilizada para evaluar las variaciones de concentración de los minerales disueltos en agua crudas y de desecho, estimar los sólidos disueltos en una muestra al multiplicar la conductividad en µS/cm por un factor de entre 0.55 y 0.9 dependiendo de los componentes solubles en el agua y su temperatura.

pH.- la acidez del agua es la capacidad cuantitativa para reaccionar con una base fuerte hasta un pH designado. El calor medio puede variar significativamente con el pH final utilizado en la determinación.

Por otro lado, la alcalinidad es la medida de la capacidad para neutralizar ácidos, constituye la suma de todas las bases titulables.

EQUIPOS:

- Potenciómetro- Conductímetro- Termómetro- 3 Erlenmeyer de 250mL- Bureta de 50mL

REACTIVOS:

Solución de cloruro de potasio 0.0100N: disolver 745.6 mg de KCl anhidro en agua desionizada (menos de 1µΩ/cm) y diluir a 1000mL; este estándar tiene una conductividad de 1413µΩ/cm a 25ºC.Agua destilada.

PROCEDIMIENTO:

a.- Determinación del color.- Filtrar la muestra de ser necesario.- Colocar la muestra en un tubo de vidrio limpio.- Colocar en el colorímetro la muestra con el blanco de agua destilada.- Visualizar y comparar con los colores de la escala.- Buscar un color similar y tomar la lectura.b.- Conductividad.- Calibrar el equipo con la solución estándar de KCl 0.0100N.- Colocar la muestra en un vaso de precipitación y realizar la lectura.- Anotar la lectura de conductividad y temperatura para las correcciones correspondientes.c- Determinación del pH.- Calibrar el potenciómetro con las soluciones tampón ácida y básica.- Colocar la muestra en un vaso de precipitación.- Introducir el electrodo y esperar a que se estabilice para tomar la lectura.d- Determinación de la temperatura

- Se determina con termómetro al momento del muestreo y de análisis de la muestra.

CÁLCULOS:

En caso de realizar diluciones o correcciones.

RESULTADOS:

Reportar de todos los grupos en el siguiente cuadro:

Tipo de agua pH Conductividad[µS/cm]

ColorUnidades de Pt-Co

TemperaturaªC

BIBLIOGRAFÍA:

CLESCERI Leonore; “Standard methods for the examination of water and wastewater”; pág. 76-80, 265-273; 16ª edición.

TEMA: Oxígeno Disuelto (OD)

OBJETIVOS:

Identificar los métodos utilizados para determinación de oxigeno disuelto en aguas superficiales

Determinar la concentración de oxigeno disuelto en el agua tomada de (lugar de muestreo) aplicando el método yodométrico y de membrana.

GENERALIDADES

El análisis de oxigeno disuelto mide la cantidad de oxígeno gaseoso disuelto (O2) en una solución acuosa. El oxigeno se introduce en el agua mediante difusión desde el aire que rodea la mezcla, por aeración (movimiento rápido) y como un producto de desecho de la fotosíntesis.

Cuando se realiza la prueba de oxígeno disuelto, solo se utilizan muestras tomadas recientemente y se analizan inmediatamente. Por lo tanto, debe ser preferentemente una prueba de campo.

Las concentraciones totales de gas disuelto en el agua no deben exceder de 110 por ciento. Las concentraciones arriba de este nivel pueden ser peligrosas para la vida acuática. Los niveles de oxígeno disuelto (OD) en aguas naturales, residuales y residuales tratadas dependen de las actividades químicas, físicas y bioquímicas en los cuerpos de aguas.

Se necesita una cantidad adecuada de oxígeno para una buena calidad del agua. El oxígeno es un elemento necesario para todas las formas de vida. Los procesos de purificación naturales de la corriente requieren niveles de oxígeno adecuados para facilitar las formas de vida aeróbicas. La vida acuática esta bajo tensión, a concentración más baja, mayor tensión.

El principal factor que contribuye a los cambios en los niveles de oxígeno disuelto es el crecimiento de residuos orgánicos. El decaimiento de los residuos orgánicos consume oxígeno.

Por ser el oxigeno un gas, las muestras para el análisis deben tomarse evitando al máximo la agitación y la introducción o escape de gases contenidos en la muestra.

La cantidad de oxígeno que puede disolverse en el agua (OD) depende de la temperatura. El agua más fría puede guardar más oxígeno que el agua caliente.

Una diferencia en los niveles de OD puede detectarse en el sitio de la prueba si se hace la prueba temprano en la mañana cuando el agua está fría y luego se repite en la tarde en un día soleado cuando la temperatura del agua haya subido.

Asimismo, una diferencia en los niveles de OD puede ser aparente a diferentes profundidades del agua si hay un cambio significativo en la temperatura del agua.


Se describen dos métodos para análisis de OD: el de Winkler o yodomètrico y sus modificaciones y el electrométrico que utiliza electrodos de membrana.

El método Yodométrico es un procedimiento titulométrico basado en la propiedad oxidante del OD, mientras el método de electrodo de membrana se basa en la tasa de difusión del oxígeno molecular a través de una membrana

EQUIPOS:

- Electrodo de membrana- Conductímetro- Termómetro- 3 Erlenmeyer de 250mL- Bureta de 50mL

REACTIVOS:

Solución de sulfato manganoso: disolver 480g de MnSO4.4H2O, 400g de MnSO4.2H2O, o 364g de MnSO4. H2O en agua destilada, filtrar y diluir a 1L.Agua destilada.Reactivo álcali-yoduro-azida: disolver 500g de NaOH (o 700 de KOH) y 134g NaI (o 150g de KI) en agua destilada y diluir a 1L. Añadir 10g de NaN3 disuelto en 40mL de agua destilada.H2SO4 concentrado: un mililitro es equivalente a 3mL de reactivo álcali-yoduro-azida.Almidón: disolver 2g de almidón soluble y 0.2g de ácido salicílico como preservante en 100mL de agua destilada.Estándar de tiosulfato de sodio: disolver 6.205g Na2S2O3.5H2O en agua destilada. Adicionar 1.5 mL de NaOH 6N o 0.4gNaOH sólido y diluir a 1000mL. Estandarizar con biyodato de potasio.

Solución estándar de biyodato de potasio 0.0021M: disolver 812.4 mg KH(IO3)2 en 100mL de agua destilada. Adicionar 1mL de H2SO4 6N o unas gotas de H2SO4

concentrado y 20mL de la solución estándar de biyodato. Diluir a 200mL y titular el yodo liberado con titulante de tiosulfato, añadiendo almidón un poco antes del final de la titulación, cuando se alcanza un color amarillo pajizo. Cuando las soluciones son de igual fuerza, se requieren 20mL de Na2S2O3 0.0021M. Si no, ajustar la solución de Na2S2O3 a 0.0021M.

PROCEDIMIENTO:

- Método Winkler

Tomar 300 ml de muestra en un frasco Winkler sin burbujas o espacios de aire, realizar esta operación dos veces

Adicionar 1 ml de yoduro azida básico, mas 1 ml de sulfato de manganeso esperar dos minutos para la formación del precipitado.

Una vez sedimentado el precipitado, añadir de 3 a 5 gotas de acido sulfúrico concentrado o el volumen de acido para disolver el precipitado, y agitar

Tomar 50ml de la solución del precipitado disuelto (coloración café), Titular con tiosulfato 0.021N hasta transparencia, realizar esta operación dos

veces Medir el volumen de titulante utilizado y calcular la cantidad de oxigeno

disuelto presente en la muestra

- Método electrométrico

Llenar un frasco Winkler con agua destilada libre de OD, poner un magneto recubierto de teflón y tapar sin espacios de aire.

Medir en el conductímetro la salinidad del agua destilada en ppt.

Activar el agitador magnético para iniciar la agitación

Encender el equipo y encerar: ajustar la aguja con la línea roja, ajustar la perilla del equipo de OD electrométrico a la lectura obtenida en el conductímetro; girar la perilla y hacer coincidir la aguja con cero.

Llenar otro frasco Winkler con la muestra, tomar la salinidad en ppt, empezar la agitación y ajustar el equipo electrométrico de OD a esta lectura.

Permitir que la aguja se estabilice y tomar la lectura (en mg O2/L) en la escala más adecuada a la concentración de OD de la muestra.

CÁLCULOS:

Para la titulación de 200mL de muestra, 1mL Na2S2O3 0.0021M = 1mg OD/L.

De utilizarse una solución de diferente concentración, se procesan los datos mediante la siguiente fórmula:

RESULTADOS:

V muestra, ml V Na2S2O3, ml OD en mg O2/L Winkler OD en mg O2/L Membrana

BIBLIOGRAFÍA:

MANAHAM S, Introducción a la Química Ambiental, edit Revert 2007, pag. 168-182

CLESCERI Leonore; “Standard methods for the examination of water and wastewater; edic 16ª”; pág. 298-299, 316-318

TEMA: Alcalinidad, dureza y CO2

OBJETIVOS:

- Determinar la dureza contenida en el agua por el método titrimétrico.

- Determinar la alcalinidad y acides en el agua por el método volumétrico y determinar las especies predominantes de carbonato mediante nomogramas y cálculo con los resultados de las titulaciones.

- Determinar el CO2 libre contenido en el agua por el método volumétrico y nomográfico.

- Relacionar entre sí, los parámetros alcalinidad, dureza y CO2 libre.


En tiempos pasados, la dureza se definió como la capacidad que tienen los cationes en el agua para desplazar a los iones sodio o potasio de los jabones y así formar productos insolubles. La mayoría de cationes polivalentes tienen esta propiedad y los cationes calcio y magnesio se enlistan en este grupo como principales representantes ya que en las aguas naturales estos se encuentran en mayor cantidad que cualquier otro ión metálico. La dureza ahora se define como la concentración total de todos los cationes multivalentes en la muestra expresada como carbonato de calcio, en miligramos por litro.

Tipos

Dureza total (TH).- Representa la suma de concentraciones cálcica y magnésica.

Dureza cálcica.- Corresponde al contenido global de sales de calcio.

Dureza magnésica.- Corresponde al contenido global de sales de magnesio.

Dureza carbonatada o valor alcalimétrico completo (TAC).- Es la suma de las alcalinidades carbonatada y bicarbonatada.

Dureza permanente o no carbonatada (P).- Es la dureza que persiste después de llevar una agua a ebullición; es decir la que corresponde a sulfatos, cloruros y nitratos de calcio y magnesio.

Dureza temporal.- Es la diferencia entre la dureza total y la dureza permanente.

SELECCIÓN DEL MÉTODO:

Método del Cálculo

Existen varios métodos para determinar la dureza, entre los cuales están la determinación de calcio y magnesio de forma independiente. Este método es usado en muestras de agua de cualquier tipo en las que es necesario gran exactitud y en muestras en donde la concentración

TH = dureza cálcica + dureza magnésica

P = TH – TAC

Dureza temporal = TH - P

de metales pesados excede a la de calcio y magnesio. El valor de la dureza total está dado por la siguiente expresión.

Método del palmitato

Consiste en precipitar los iones calcio y magnesio de un agua libre de CO2. Las sales de calcio y magnesio precipitan y el exceso de palmitato se hidroliza haciendo que vire un indicador coloreado. Esta alternativa tiene como desventaja la difícil disponibilidad del ácido palmítico puro.

Método Complexométrico EDTA.

EQUIPOS:

Limpiar el material de vidrio con agua destilada libre de iones

- Bureta 50 mL

- 3 Pipetas

- 3 Matraces erlenmeyer 250 mL

REACTIVOS:

a.- Solución Tampón.- Disolver 16,9 g de NH4Cl en 143 mL de hidróxido de amonio conc. Añádase 1,25 g de sal de magnesio de EDTA y aforar a 250 mL con agua destilada. Si no dispone de sal de magnesio de EDTA, disolver 1.179g de sal disódica de EDTA dihidratado grado reactivo y 780 mg de sulfato magnésico (MgSO4.7 H2O) o 644mg cloruro magnésico (MgCl2.6H2O). Conservar estas soluciones herméticamente en recipientes de plástico.

b.- Negro de eriocromo T.- Disolver 0,5g de colorante en 100g de trietanolamina o 2- metoximetanol.

c.- Titulante EDTA 0.01M.- Pesar 3.723g de etilendiaminotetracetato disódico trihidratado y disolver en agua destilada hasta 1L. Estandarizar esta solución frente a la solución de calcio estándar de la misma manera que en la titulación de muestras como se indica en el procedimiento, apartado (b).

d.- Solución de calcio estándar.- Pesar 1,000g de polvo de CaCO3 anhidro patrón primario en un erlenmeyer de 500mL. Dosificar por goteo HCl hasta disolución total el CaCO3. Añadir 200 mL de agua destilada y hervir durante 5 minutos para eliminar CO2. Enfriar la solución y agregar gotas de rojo de metilo y ajustar al color naranja intermedio por adición de NH 4OH 3N o HCl. Transvásese cuantitativamente a un balón de 1000 ml y aforar con agua destilada; 1mL=1,0 mg de CaCO3.

PROCEDIMIENTO:

Muestras de dureza elevada:

a.- Tratamiento de la muestra.- si la muestra está contaminada con materia orgánica, eliminar las interferencias por evaporación de la muestra por secado en baño de vapor y calentamiento en horno de mufla a 550 ºC. Diluir el residuo en 20 mL de HCl 1N, neutralice a pH 7 con NaOH 1N y aforar a un volumen de 50 mL con agua destilada, enfriar la muestra a temperatura ambiente.

b.- Titulación de muestras.- diluir 25,0 mL de muestra hasta 50 mL de agua destilada. Añadir entre 1 y 2 mL de solución tampón para conseguir un pH de 10,0 a 10,1. Añadir una o dos gotas de indicador y añadir el titulante EDTA estándar, removiendo continuamente hasta desaparecer los últimos matices rojizos.

Muestra de dureza baja:

a.- Tomar un volumen de muestra de entre 100 y 1000 mL y añádanse cantidades proporcionales de solución tampón e indicador. Añadir lentamente titulante EDTA. Realizar un blanco utilizando un volumen de agua bidestilada o desionizada igual al de la muestra e iguales cantidades de tampón e indicador.

Determinar los volúmenes de EDTA consumidos en la titulación de las muestras con cada indicador utilizado.

DATOS EXPERIMENTALES

DeterminaciónV muestra

(mL)CEDTA

(mo/L)

V EDTA

consumidos (mL), NET

V EDTA

consumidos (mL) murexida

1234

CÁLCULOS

Donde los datos corresponden al indicador NET:

A= mL consumidos de EDTA; B= mg CaCO3 equivalente a 1.0 mL de titulante EDTA.

Donde los datos corresponden al indicador murexida:

A= mL consumidos de EDTA; B= mg CaCO3 equivalente a 1.0 mL de titulante EDTA.

Dureza magnésica = TH – Dureza cálcica

RESULTADOS:

Tabla de resultados

DeterminaciónTH

(mgCaCO3/L)Dureza cálcica (mgCaCO3/L)

Dureza magnésica

(mgCaCO3/L)

1

2

3

4

MediaDesviación estándar S

Tratamiento Estadístico

Expresar los resultados de cada tipo de dureza con límites de confianza con t student del 95%.

FUNDAMENTO TEÓRICO PARA CO2 DISUELTO Y ALCALINIDAD:

CO2 disuelto.- usualmente es el componente ácido mayoritario de las aguas superficiales no contaminadas. Se deben manejar las muestras cuidadosamente para evitar pérdidas de gas disuelto. En una muestra que contiene solamente CO2, HCO3

- y CO32, la titulación a pH 8.3 con

fenolftaleína y a 25ºC corresponde a la neutralización estequiométrica de ácido carbónico a bicarbonato.

Las precauciones a tenerse en cuenta para estas determinaciones consisten en: proteger a la muestra del ambiente, no permitir que su temperatura varíe respecto a la de su sitio de recolección para evitar la disolución de gases atmosféricos en la muestra.

El dióxido de carbono disuelto en agua da lugar al llamado equilibrio carbónico, de gran importancia en la química del agua:

CO2 + H2O ↔ H2CO3 ↔ H+ + HCO3- ↔ H+ + CO32-

Origen del CO2 disuelto en el agua:♦ Respiración de los organismos acuáticos♦ Descomposición materia orgánica♦ Disolución de carbonatos♦ Agua de lluviaEliminación del CO2:♦ FotosíntesisSe determina mediante valoración ácido-base con disolución de NaOH diluida, utilizando fenolftaleína como indicador de punto final.Si se obtiene un resultado negativo, proceder con la prueba de alcalinidad.

Alcalinidad.- puede haber carbonatos de sodio, bicarbonatos o hidróxido de sodio cada uno solo o mezclados. En un solución solo pueden existir dos de los tres componentes en mezcla, ya que la reacción entre ellos elimina al tercero. Al mezclar NaOH con HCO 3

-, se forma carbonato de sodio hasta que se agote uno u otro o los dos reactivos iniciales. Si se consume el NaOH, la solución contendrá CO3

2- y HCO3-; si se agota el HCO3

-, permanecerán el NaOH y CO32-; si se

mezclan cantidades equimoleculares de HCO3- y NaOH, el soluto principal será el CO3

2-.

El análisis de estas mezclas requiere de dos titulaciones, una con un indicador con un intervalo de viraje alcalino, como la fenolftaleína (8.3) y la otra con un indicador con un intervalo de viraje ácido como el VBC (4.5). Se podrá obtener la composición de la solución a partir de los volúmenes relativos de ácido requeridos para titular volúmenes iguales de muestra. Una vez establecida la composición de la solución, se pueden utilizar los datos de volumen para determinar la concentración de cada componente en la muestra.

Acidez.- los ácidos contribuyen a la corrosividad e influencia las reacciones químicas y biológicas, aguas con potenciales de hidrógeno muy bajos, reflejan poca calidad para su consumo.

Por otro lado, la alcalinidad es la medida de la capacidad para neutralizar ácidos, constituye la suma de todas las bases titulables.

[Alcalinidad] = [CO32-

] + [HCO32-

] + [OH-

] - [H+

]

PROCEDIMIENTO:

Método volumétrico acidez, alcalinidad y CO2.- se realiza una titulación con fenolftaleína y VBC.

- Tomar una cantidad de 100mL de muestra filtrada en un Erlenmeyer

- Añadir el indicador y titular con fenolftaleína y NaOH 0.02N o VBC H 2SO4 0.02N según sea el caso.

Método nomográfico acidez, alcalinidad y CO2.- se realiza la determinación de los parámetros físicos y se trazan líneas en los nomogramas con estos datos.

- Medir temperatura, pH, sólidos totales disueltos (STD) en mg/L.

-Encontrar los parámetros anteriores en los nomogramas siguiendo las instrucciones que se

encuentran al pie de cada uno de ellos obteniéndose el resultado en mg/L de CaCO3.

Determinación mediante nomogramas de: OH-, CO2, CO32-, HCO3

2-

CÁLCULOS

Relación de volúmenes en el análisis de mezclas que contienen iones NaOH, HCO3- y CO3

2-.

Componentes de la muestra Relación entre Vfen. Y VVBC en la titulación de volúmenes iguales de muestra.

NaOH Vfen = VVBC

CO32-. Vfen = 1/2VVBC

HCO3- Vfen = 0, VVBC > 0

NaOH, CO32-. Vfen > VVBC

CO32-, HCO3

- Vfen < ½ VVBC

Acidez mgCaCO3/L =

Alcalinidad mgCaCO3/L =

mgCO32-/L =

mgHCO32-/L =

En donde:

Z = mL de acido consumidos frente al VBC

X = mL de ácido consumidos frente a la fenolftaleína

[Alcalinidad] = [CO32-

] + [HCO32-

] + [OH-

] - [H+

]

RESULTADOS:


Tipo de agua

VVBC

[mL]Vfen

[mL]Alcalinidad

Total [mgCaCO3]CO2 [mgCaCO3] mgCO3

2-/L mgHCO32-/L

PiscinaRío

CUESTIONARIO

1) Describa las principales aplicaciones del análisis del parámetro dureza.

2) ¿A qué se denomina agente quelante?

3) ¿Por qué es importante el análisis de dureza y dióxido de carbono disuelto en el agua para consumo humano?

4) ¿Existe alguna relación entre la dureza, dióxido de carbono disuelto y la alcalinidad?

5) Limitaciones del método nomográfico.

BIBLIOGRAFÍA:


RODIER; Análisis de aguas.

TEMA: Sólidos totales, suspendidos y disueltos.

OBJETIVOS:

Determinar la concentración de sólidos totales, suspendidos y disueltos en el agua tomada de (lugar de muestreo).


El término general sólidos se refiere a materia suspendida (sólidos suspendidos) o disueltos (sólidos solubles) en agua. Los sólidos pueden afectar la calidad del agua de diversas maneras. El agua potable con un alto contenido de sólidos disueltos puede no tener un buen sabor y podría tener un efecto laxante. El agua con elevada cantidad de sólidos, puede dañar la vida acuática por efecto abrasivo, taponar las agallas de los peces y reducir la fotosíntesis por el bloqueo del paso de la luz del sol, entre otras consecuencias. Por otro lado, las aguas duras (causada principalmente por compuestos disueltos de calcio y magnesio), reduce la toxicidad de los metales a la vida acuática.

Los sólidos totales (algunas veces llamados residuo) son los sólidos que quedan luego de evaporar una muestra sin haberla filtrado. Incluyen dos subclases de sólidos que son separados por filtración (generalmente con un filtro de 0.45 micras de tamaño nominal de poro):

Sólidos totales suspendidos (TSS, llamados también sólidos filtrables) en el agua son materia particulada orgánica y mineral que no pasa a través del filtro. Entre estos, pueden estar: arena, arcillas, óxidos metálicos, sulfuros, algas, bacterias y hongos. Los TSS pueden ser removidos por floculación y filtración Los TSS contribuyen a la turbidez, que limita la penetración de la luz para la fotosíntesis y la visibilidad de aguas recreativas.

Sólidos totales disueltos (TDS, también llamados sólidos no filtrables) son sustancias que pueden pasar a través de un filtro de 0.45 micras, pero permanecerán como residuo si el agua se evapora. Pueden incluir minerales y sales, ácidos húmicos, taninos y pirógenos. Los TDS son removidos por precipitación, intercambio iónico, y ósmosis inversa. En las aguas naturales, los mayores contribuyentes de TDS son carbonatos, bicarbonatos, cloruros, sulfatos, fosfatos y nitratos. Los problemas con el sabor del agua, provienen a menudo de la presencia de altos niveles de TDS con ciertos metales presentes, particularmente hierro, cobre, manganeso y zinc.

TDS y salinidad.- ambos son índices de sales disueltas, la siguiente tabla ofrece una comparación cualitativa entre ambos términos.

Comparación de TDS y salinidad

TDS Grado de salinidad

1000 – 3000 mg/L Ligeramente salino

3000 – 10000 mg/L Moderadamente salino

10000 – 35000 mg/L Muy salino

> 35000 mg/L Salobre

EQUIPOS:

- Cápsulas de porcelana 9cm de diámetro- Conductímetro- Desecador- Balanza analítica 0.1 mg de sensibilidad- Probeta graduada de 100mL- Equipo de filtración al vacío- Bomba de vacío- Filtros de 0.45 micras de tamaño nominal- Horno o estufa que opere a 180 ± 2°C- Pipetas de boca ancha

REACTIVOS:

- Soluciones calibradoras del conductímetro.

PROCEDIMIENTO:

- Sólidos totales desecados a 103 – 105°C

Excluir las partículas demasiado grandes, partículas flotantes. Desecar las cápsulas por una hora a 103-105°C, colocarlas en un desecador y

esperar a que se enfríen, pesarlas hasta obtener un peso constante. Tomar un volumen de muestra tal que deje de 2.5 a 200mg de residuo. Pipetear

un volumen medido de la muestra bien mezclada y homogénea, de ser necesario, agitar la muestra con agitador magnético y tomar la muestra en la mitad entre el vórtex y la pared del recipiente.

Evaporar hasta sequedad en un baño de vapor o un horno desecador cuidando de no llegar al punto de ebullición para evitar que el agua salpique.

Desecar la muestra evaporada al menos por una hora a 103-105°C, enfriar la cápsula en un desecador y pesar, repetir el proceso de desecado, enfriamiento y pesado hasta que el peso no varíe más del 4% o 0.5mg.

- Sólidos totales disueltos desecados a 180°C

Desecar los filtros de 0.45 micras de tamaño de poro, enfriar en desecador y pesar; colocarlo con la parte rayada hacia arriba en el aparato de filtración, utilizando agua destilada para fijar el filtro.

Desecar las cápsulas por una hora a 180±2°C, colocarlas en un desecador y esperar a que se enfríen, pesarlas hasta obtener un peso constante.

Seleccionar un volumen de muestra que deje de 2.5 a 200mg de residuo. Si se requieren más de diez minutos para la filtración, reducir el volumen de muestra.

Pipetear un volumen medido de la muestra bien mezclada y homogénea, de ser necesario, agitar la muestra con agitador magnético y tomar la muestra en la mitad entre el vórtex y la pared del recipiente.

Filtrar la muestra y el filtrado, llevar a la cápsula de porcelana. Desecar la muestra evaporada al menos por una hora a 180±2°C, enfriar la

cápsula en un desecador y pesar, repetir el proceso de desecado, enfriamiento y pesado hasta que el peso no varíe más del 4% o 0.5mg.

-Sólidos suspendidos desecados a 103-105°C

Remover cuidadosamente el filtro del aparato de filtración y colocarlo en una cápsula que servirá de soporte para el parel filtro.

Desecar la muestra retenida en los filtros de 0.45 micras de tamaño de poro al menos por una hora a 103-105°C, enfriar el filtro con residuo en un desecador y pesar, repetir el proceso de desecado, enfriamiento y pesado hasta que el peso no varíe más del 4% o 0.5mg.

CÁLCULOS:

mg de sólidos/L =

La ecuación anterior sirve para calcular sólidos totales y TDS.

mg de sólidos de suspendidos/L =

RESULTADOS:

Sólidos totales (mg/L) TDS (mg/L) TSS (mg/L)

BIBLIOGRAFÍA:

WEINER, E, Applications of Environmental Chemistry, Washington DC. Lewis publishers 2000.

CLESCERI Leonore; “Standard methods for the examination of water and wastewater; edic 16ª”

TEMA: Turbidez y prueba de jarras.

OBJETIVOS:

- Determinar la turbidez de una muestra de agua tomada en (lugar de muestreo) antes y después de la prueba de jarras.

- Determinar la cantidad óptima de coagulante que debe utilizarse para clarificar un agua contaminada.


Turbidez.- el agua debe ser transparente, esto es muy importante para que pueda ser utilizada para consumo humano o uso en general.

Las diferentes industrias confían en la floculación y filtrado para garantizar la calidad del agua. La turbidez puede ser generada por suspensiones de arcillas, materia orgánica e inorgánica dando como resultado una propiedad organoléptica óptica.

La coagulación-floculación del agua.- es un proceso básico y de suma importancia en una planta de tratamiento ya que de este depende en mayor parte la eficiencia de los procesos siguientes tales como la separación de sólidos por sedimentación o por filtración; en estos procesos la manera de cómo son desestabilizadas las partículas y la fuerza con que se aglutinan se relacionan directamente con la calidad del agua tratada. Es así que la “prueba de jarras” junto con un otras técnicas han sido estudiadas desde 1920 con el fin de estimar la dosis de coagulante requerida para la separación de materia suspendida.

Debido al gran número de variables involucradas en el proceso de coagulación, no ha sido posible estandarizar el procedimiento de la prueba de jarras. Se deben examinar estas variables, como el pH y su efecto sobre la formación de flóculos y la remoción de la turbiedad. Para la prueba de jarras, deberían prepararse semanalmente soluciones concentradas de coagulante al 10%, y de estas prepararse diariamente soluciones al 1%. Debe evitarse el uso de detergentes en el laboratorio, ya que muchos contienen compuestos aniónicos que son fuertemente absorbidos por el interior de las jarras de vidrio. Si estos no son completamente quitados, aun los rastros pueden afectar los resultados de las pruebas de forma significativa. Los residuos de tales limpiadores pueden también anular la efectividad de dosis bajas de polímeros catiónicos. Es posible duplicar en una prueba de jarras las condiciones presentes en la planta. Para pruebas de investigación, la experiencia demuestra que para coagulantes hidrolizantes tales como alumbre y sulfato férrico, la mezcla rápida da generalmente excelentes resultados. Para coagulantes poliméricos de peso molecular alto, los resultados son a menudo catiónicos con mezcla rápida a 100 rpm por 20 minutos, seguidos de 20 minutos de floculación de 25 a 30 rpm. Los flocs producidos cuando se usa este material para coagular y flocular turbiedad son tan pesados que la sedimentación es casi completa a la velocidad mucho más lenta usada con flocs de alumbre.

Respecto al tipo de coagulante se pueden encontrar además de las sales de aluminio, las sales de hierro y los polielectrolitos. En general los coagulantes con mayor valencia actúan mejor debido a su mayor capacidad de intercambio de carga. El Al3+ es más efectivo. En aguas poco turbias, la coagulación es principalmente por hidróxidos metálicos. Su efecto es el de barrido. En aguas muy turbias en cambio se tiene gran participación también de los otros mecanismos y las relaciones de dosis de coagulante y coloides son prácticamente estequiométricas. Otros coagulantes comerciales son el sulfato de aluminio, aluminato de

sodio, sales de hierro, cloruro férrico y el sulfato ferroso. Los coagulantes metálicos se polimerizan en solución. Los polielectrolitos (poliacrilamina, alginato de sodio) son polímeros en sí y ambos actúan de igual forma.

Aparato de Prueba de Jarras

Este sistema consiste en simular en 6 vasos de precipitación o jarras el proceso de coagulación que se produciría en la planta de tratamiento y evaluar parámetros durante y al final de los ensayos para evaluar su funcionamiento y rentabilidad. Además de una herramienta de control puede ser usada para obtener datos útiles para futuros proyectos de tratamiento.

Con la prueba de jarras se pueden determinar los siguientes parámetros:

1.- Determinación de dosis óptima. En las que se realizan las siguientes evaluaciones:

Evaluaciones cualitativas

a) Tamaño de floc producido.b) Tiempo inicial de floc.

Evaluaciones cuantitativas

c) Determinaciones físicas: Turbidez y/o color residuales.d) Determinaciones químicas: pH, alcalinidad, hierro y/o manganeso.

2.- Determinación de la velocidad de sedimentación en las jarras.

3.- Determinación de la influencia del pH en la coagulación.

4.- Determinación de la eficiencia de la mezcla mediante ensayos de segregación.

MATERIALES Y EQUIPOS:

- Pipeta volumétrica de 50mL- Vasos de precipitación de 2000 ml - Termómetro- Nefelómetro- Conductímetro- Cronómetro digital- Aparato de Prueba de Jarras- Material volumétrico para alcalinidad y para dureza.

REACTIVOS:

- Solución coagulante, 1%. Esta solución debe conservarse por un tiempo no mayor a 24 horas, pues corre riesgo de hidrolizarse el coagulante y perder efectividad.

- Reactivos para determinación de alcalinidad.- Reactivos para dureza.- Ácido sulfúrico 0.1N e hidróxido de sodio 0.1N.

PROCEDIMIENTO:

Turbidez:

- Calibrar el equipo.

- Colocar la muestra en un tubo de vidrio limpio.

- Realizar la lectura de la muestra.

Prueba de jarras:

a) Determinar la temperatura del agua cruda, color, turbidez, pH y alcalinidad.b) Añadir coagulante en dosis progresiva en cada vaso de la siguiente manera:

Coloque previamente la dosis de coagulante en cada vaso (2, 3, 4, 5, 6 y 7mL), hacer girar las paletas a 100 rpm y vierta rápidamente el agua de la muestra en los mismos, en un mismo tiempo. Con esto se consigue una mezcla completa. Una vez hecha la mezcla rápida disminuir la velocidad de rotación de las paletas a 30-60 rpm y se deja flocular el agua durante 15-30 minutos, o durante el tiempo de detención que exista en la planta de tratamiento.

Nota: Se debe verter el agua con cuidado, sin dejar caer fuera de las jarras.

Mientras el proceso de coagulación-floculación se desarrolla realizar las siguientes operaciones:

Evaluaciones cualitativas

Tamaño de floc producido

c) Observar el tamaño del flóculo formado y evaluarlo cualitativamente según sus características. Estime el tamaño de acuerdo con el comparador desarrollado por Walter Research Institute de Inglaterra (WRA) y según el índice de Willcomb. Registre lo observado como indica la Tabla1.

Tiempo inicial de formación del floc.

d) Determinar el tiempo en segundos que tarda en aparecer el primer inicio de formación de floc. Debe tomar en cuenta la diferencia de tiempo con que se agregaron los coagulantes a cada jarra. Tabule resultados (Tabla 2).

Determinaciones Fisico-químicas

Tomar 50mL de sobrenadante en un período de decantación mayor a 10 minutos y medir la turbidez, alcalinidad y pH.

Determinación de la velocidad de sedimentación de las partículas

Apenas iniciado el proceso de floculación medir la turbidez en varios intervalos de tiempo. (Registrar datos según la tabla Nº4).

DATOS EXPERIMENTALES

1.1. Cantidades de muestra y coagulante utilizados.

Tabla Nº1.-Datos para preparación de medios de reacción.

Nº Jarra

V muestra (mL)Concentración Al2(SO4)3

añadido, mg/L

Volumen añadido de sol. coagulante (mL)

Concentración AL2(SO4)3 , mezcla,

mg/L

1 10000 2

2 10000 3

3 10000 4

4 10000 5

5 10000 6

6 10000 7

1.2. Determinaciones cualitativas

a. Tamaño de floc producido.- se observa el tamaño del floc producido y se evalúa cualitativamente según sus características. Puede expresarse su tamaño en mm de acuerdo con el comparador desarrollado por Walter Research Institute de Inglaterra (figura IV – 2), o según el índice de Willcomb que se incluye en la tabla IV – 1 se escoge como dosis óptima la de la jarra que produce una partícula más grande, de mayor velocidad de asentamiento aparente y que deje ver el agua más cristalina entre los fóculos.

Esta determinación es bastante subjetiva y depende del criterio del observador.

Tabla IV – 1 Índice de floculación de Willcomb.

Número del índice Descripción0 Floc coloidal. Ningún signo de aglutinación.

2 Visible. Floc muy pequeño, casi imperceptible para un observador no entrenado.

4 Disperso. Floc bien formado pero uniformemente distribuido. (Sedimenta muy lentamente o no sedimenta).

6 Claro. Floc de tamaño relativamente grande pero que precipita con lentitud.

8 Bueno. Floc que se deposita fácil pero completamente.

10 Excelente. Floc que se deposita todo dejando el agua cristalina.

b. Tiempo inicial de formación del floc.- determinar, en segundos, el tiempo que tarda en aparecer el primer inicio de formación del floc, en uno de los sistemas.

Figura VI-2 Comparador del tamaño de floc

A B C D

0,3 – 0,5mm 0,5 – 0,75mm 0,75 – 1,0mm 1,0 – 1,5mm

E F G

1,5 – 2,25mm 2,25 – 3,0mm 3,0 – 4,5mm

Tabla Nº 1.-Estimación del tamaño de floc.

JarraV muestra

(mL)Concentración Al2(SO)3 mg/L

Descripción Número de índice

Tamaño estimado de

partícula (mm)

1

2

3

4

5

6

Tabla Nº 2.-Tiempo de formación de floc.

Jarra t(s) Observación123456

1.3. Determinaciones Físicas

Tabla Nº 3.- Turbidez y color antes del tratamiento y después del tratamiento.

Jarra Turbidez NTU

Color

inicial final inicial final123456

1.4. Determinaciones Fisicoquímicas.

Tabla Nº 4.

Jarra

V

muestra

titualda

(mL)

pH agua cruda

pH agua

tratada

V titulante EDTA (mL)

V titulant H2SO4

(mL)Agua cruda

Agua tratada

Agua cruda

Agua tratada

123456

C sal disódica de EDTA= ; C H2SO4=

1.5. Determinación de velocidad de sedimentación.

Tabla Nº 5.- Turbidez en función del tiempo.

Jarra t(min) TURBIDEZ (NTU)1 2 3 4 5 6

013791420

Tiempo de sedimentación

2. GRÁFICAS

Represente en gráfico de barras; el tiempo de formación del flóculo Vs concentración de coagulante.

Realice una gráfica representando la turbidez del agua como función de concentración de coagulante.

Realice una gráfica del % de turbidez removida en función del tiempo para cada uno de los vasos.

Donde:

%T es el porcentaje de turbidez eliminado.

Nt es la turbidez en un instante t.

N0 es la turbidez del agua cruda

CÁLCULOS:

En caso de realizar diluciones o correcciones.

Calcular las dosis exactas de cada jarra.

RESULTADOS:

PRUEBA DE JARRASLaboratorio…………………….

Determinación de dosis óptima de coagulante (………………..)

Nº JARRA

AGUA CRUDADOSIFICACIÓN

(mg/L)OBSERVACIONES

Volumen de Jarras:……. AGUA TRATADATiempo de floculación:…………….Tiempo de sed: 10 minVelocidad: 40 rpm

Turbidez:……Dureza Total

(mg/L)=……..

Color:…… MEZCLA RÁPIDATiempo: 1minVelocidad: 100 rpm

pH

Alcalinidad total

(mg /L)

Dureza Total

(mg/L)

Cant. coagulante (mg/L)

Alcalinizante Ca (mg/L)

Tiempo de formación del

floc (min).

Índice de Willcomb

pHTurbidez residual (NTU)

Alcalinidad total (mg/L)

Dureza total

(mg/L)

123456

OTRAS OBSERVACIONES ÍNDICE DE WILLCOMB

0.-Floc coloidal. Ningún signo de aglutinación.2.-Visible. Floc muy pequeño casi imperceptible para un observador no entrenado.4.- Disperso. Floc bien formado pero uniformemente distribuido. 8sedimenta muy lentamente o no sedimenta).6.- Claro. Floc de tamaño relativamente grande pero que precipita con lentitud.8.- Bueno. Floc que se deposita fácil pero no completamente.10.-Excelente. Floc que se deposita todo, dejando el agua cristalina.

Firma……………………………………..

CUESTIONARIO:

1.- Concluir las mejores condiciones de floculación para el agua tratada.

2.- ¿Cuál es la influencia del pH en el poder de floculación?

3.- ¿Cuál es la influencia del tiempo y velocidad de agitación?

4.- ¿Qué otros floculantes se puede usar para clarificar el agua? ¿En qué casos?

5.- Consulte el significado de los siguientes términos:

Floculación, coagulación, sistema coloidal, turbidez, efecto Tyndall, sedimentación, solvatación, potencial z, movimiento browniano, dobles capas eléctricas.

6.- ¿Cuál es objetivo de realizar la prueba de jarras?

7.- ¿En qué principio se basa el proceso de floculación?

8.- ¿Qué factores determinan la eficiencia de un coagulante?

9.- Describa las principales aplicaciones del análisis del parámetro dureza.

10.- ¿A qué se denomina como agente quelante?

11.- ¿Por qué es importante el análisis de dureza en el agua para consumo humano?

12.- ¿Existe alguna relación entre la dureza y la alcalinidad?

BIBLIOGRAFÍA

- ARBOLEDA. Jorge. Teoría y Prácticas de la Purificación del agua.

TEMA: Determinación de la demanda de cloro y cloro libre

OBJETIVOS:

- Determinar la cantidad de cloro que se debe añadir al agua para lograr a una adecuada conservación frente a microorganismos.


Para que la desinfección de las aguas tratadas por el cloro o sus derivados se aplique correctamente, es necesario que la cantidad de cloro activo añadido al agua a depurar esté bien calculada. Una dosis demasiado fuerte dejaría al agua un sabor desagradable; una dosis demasiado pequeña no aseguraría una desinfección suficiente.

La demanda de cloro es la cantidad de cloro reducida o convertida a formas inertes o menos activas de cloro por las sustancias presentes en el agua. En la mayoría de los casos, la demanda de cloro implica una completa reacción entre todas las sustancias que reaccionen con cloro y se define como la diferencia entre la cantidad de cloro aplicado y la cantidad de cloro libre (ácido hipocloroso, HOCl, o ión hipoclorito OCl -), que se mantienen al final del período de contacto.

Las sustancias que consumen cloro: aminas, amoníaco, compuestos orgánicos, cianuro y sustancias reductoras como: ferrosas, manganosas, nitrito, sulfito e iones sulfuro. El cloro es reducido a ión cloruro por la mayoría de reductores inorgánicos. La reacción de cloro con amonio o amino compuestos para dar como resultado cloraminas es muy común. Las cloraminas pueden ser destruidas en el punto de quiebre o un exceso de cloración hasta tener cloro residual libre. Bajo ciertas condiciones de prueba, particularmente bajos valores de pH, se obtiene un punto de quiebre aparente en donde coexisten cloro libre y combinado.

La demanda de cloro de cualquier agua varía con la cantidad de cloro que se aplique, tiempo de contacto, con el pH y la temperatura. La cantidad más pequeña de cloro residual considerada como significativa es 0.1 mg de cloro como Cl2/L.

Break point

Al incorporar el cloro al agua, reacciona con las sustancias que ésta contiene, quedando menos cloro en disposición de actuar como desinfectante. Entre estas sustancias destacan el manganeso, hierro, nitritos, sulfhídrico y diferentes materias orgánicas, las cuales, además de consumir cloro, producen compuestos orgánicos clorados que pueden ser la causa de olores y sabores desagradables. Otra sustancia presente, a veces, en el agua y que reacciona de una forma muy particular con el cloro es el amoníaco. En este caso se forman compuestos denominados cloraminas, las cuales poseen poder desinfectante, aunque en menor grado que el cloro.

Si se continúa añadiendo cloro en exceso, de manera que reaccione con todas las sustancias presentes, llegará un momento en que el cloro sobrante aparecerá como cloro residual libre, que es el que realmente actúa ahora como agente desinfectante.

La demanda de cloro es la diferencia entre la dosis de cloro añadida y el contenido de cloro residual al cabo de un tiempo de contacto suficiente para completar las reacciones antes expuestas.

El cloro presente en el agua tratada que se conoce como «cloro residual», puede presentarse como «cloro residual libre» o como «cloro residual combinado».

El cloro residual libre está constituido esencialmente por el ácido hipocloroso y el ión hipoclorito; y el cloro residual combinado lo forman generalmente las cloraminas.

Para que el cloro residual libre esté presente en un agua tratada con cloro después del suficiente tiempo de contacto, es necesario que la cloración se lleve a cabo mediante una dosis lo suficientemente elevada de cloro, hecho conocido como «dosificación con cloro sobrante», «cloración por el punto crítico» o «cloración al breakpoint», con lo cual el cloro oxidará todas las sustancias que estén en disposición de ser oxidadas, se combinará, destruirá y eliminará otras, como por ejemplo las cloraminas , y después de todo esto aún quedará un exceso de cloro libre residual. La dosis de cloro a la cual comienza a aparecer el cloro libre residual es la llamada dosis de break point. Indicaremos ahora, y después ampliaremos, que algunas de las sustancias orgánicas cloradas formadas con el cloro libre son causa de preocupación desde el punto de vista sanitario.

Teóricamente, en un agua totalmente pura, al ir adicionando cloro, la concentración residual medida del mismo sería igual al cloro incorporado. Pero esto no ocurre así en aguas que no son completamente puras, que es el caso general. Entonces, al ir adicionando cloro y después de haberse oxidado las diversas sustancias que ya indicamos y formado las cloraminas, si había presente amoníaco y otros compuestos clorados de adición, si medimos ahora el cloro residual, se observará que éste no corresponde al añadido, sino que es menor, llegando incluso a un punto, en que en lugar de ir aumentando la concentración de cloro residual ésta disminuye. La explicación de este descenso se justifica por el hecho de que una vez formados los diversos derivados orgánicos del cloro y las cloraminas, llegan a destruirse mediante la adición de más cloro, formándose otros compuestos que no suministran cloro residual. Cuando se han destruido estos compuestos clorados, comienza a aparecer el cloro residual libre, ya medida que se añade cloro al agua aumenta la concentración de cloro residual libre, pudiendo subsistir a la vez una pequeña concentración de cloro residual combinado, debido a compuestos que no han sido destruidos totalmente. Se considera que cuando el 85 % ó más del cloro residual del agua está en forma libre, la desinfección se ha realizado al break point.

* Figura que representa el cloro añadido vs residual y break point

En la figura queda mostrado de forma gráfica lo anteriormente expuesto. El break point es la dosis correspondiente al mínimo de la curva. Este punto no lo presentan claramente las aguas con poca materia orgánica o compuestos nitrogenados.

Cuando se realiza una cloración al break point, no sólo es el HCIO que persiste al terminar las reacciones ( cloro residual libre) el que se utiliza para la desinfección, sino que también se está utilizando, en parte, para la desinfección, el HCIO que existe durante el desarrollo y consecución del break point. Esta disponibilidad temporal de HCIO es función del pH, temperatura y concentración de cloro y amoníaco.

EQUIPOS:

Exponer el material de vidrio a un agua con por lo menos 10mg de cloro residual/L por al menos 3h o más y enjuagar con agua para el test de la demanda de cloro antes de usar.

4 Erlenmeyers 1 Pipeta Pasteur 2 Buretas 1 Espátula1 Pinza para buretas 1 Soporte universal

REACTIVOS:

- Solución de 100 y 1000 ppm Cl2. - Ácido acético glacial.- Solución tituladora 0.025N de Na2S2O3. - Cristales de KI.- Agua sin demanda de cloro. - Solución indicadora de almidón.

PROCEDIMIENTO:

a.- Volumen de muestra.- medir en frascos de vidrio ámbar al menos 10 muestras de igual volumen o erlenmeyers de capacidad suficiente para permitir mezclar. Medir porciones de 200mL.

b.- Adición de agua de cloro: añadir una cantidad de cloro a la primera porción que no deja cloro residual al final del período de contacto. Añadir cantidades crecientes de cloro a las porciones sucesivas en las series. Incrementar la dosis de cada porción en incrementos de 0.1mg/L para determinar bajas demandas y 1.0mg/L o más para demandas más elevadas. Mezclar mientras se añade. Dosificar las porciones de las muestras a intervalos que permitan determinar el cloro residual a los tiempos predeterminados de contacto. Una aproximación a la demanda de cloro básica puede hacerse dosificando (mínimo 1mg de cloro disponible/L) así el residuo es una media de la dosis. Confirmar esta demanda doblando la dosificación; la segunda demanda debe estar entre el 10% de la primera.

c.- Tiempo de contacto: llevar la prueba a un tiempo deseado de contacto. Para tiempos de contacto mayores a 15 minutos, mantener la muestra a temperatura constante. Registrar el tiempo de contacto. Proteger las muestras cloradas de la luz del sol a lo largo de la prueba.

d.- Examinación de las muestras.- al final del período de contacto, determinar cloro residual libre y/o combinado por un método descrito en 408 y registrar el método usado. Calcular el cloro residual o la cantidad consumida versus la dosis.

e.- Sabor y olor: medir el sabor y olor de las muestras tratadas a temperaturas ordinarias con o sin decloración.

Precaución: los procedimientos de esta prueba no aseguran la desinfección. No realizar las pruebas de sabor a menos que se tenga la seguridad de que es seguro probarla. Para determinar el olor a elevadas temperaturas, declorar las muestras antes de calentar. Escoger un agente declorinador que no afecte el olor de la muestra. Generalmente, el tiosulfato de sodio Na2S2O3 es adecuado; sin embargo, los tiempos de contacto y cantidad de Na2S2O3 necesaria pueden depender de si el residual es libre o combinado. El Na2S2O3 en exceso de la cantidad estequiométrica puede afectar la prueba de olor.

CÁLCULOS:

Determinación de cloro total disponible en una muestra de agua.

mg de Cl como Cl2/mL =

A= mL de titulante para la muestra.B= mL de titulante para el blanco.N= normalidad de Na2S2O3.

Demanda real de cloro:DRCl2 = Cl2 añadido – Cl2 residual

Demanda total:DTCl2 = DRCl2 + 1.0mgCl2/L

RESULTADOS:

Reportar los datos obtenidos en una tabla para cada concentración de cloro, graficar cloro residual vs. cloro añadido, identificar el punto de ruptura.

BIBLIOGRAFÍA:


Hoehn, Robert C. CE 4104:Water and Wastewater Treatment Design Notes. Virginia Tech, Spring 1997. pp.98-111.

Reynolds, Tom D., Richards, Paul A. Unit Operations and Processes in Environmental Engineering. PWS Publishing Company; 1996. pp.740-748

TEMA: Capacidad de intercambio catiónico

OBJETIVOS: - Determinar la capacidad de intercambio catiónico en una muestra de suelo.

FUNDAMENTO TEÓRICO:Se define como intercambio iónico a los procesos reversibles por los cuales las partículas sólidas del suelo adsorben iones de la fase acuosa liberando al mismo tiempo otros iones en cantidades equivalentes, estableciéndose un equilibrio entre ambas fases.

Figura que representa el intercambio catiónico entre las partículas del suelo y el medio acuoso

Es un proceso dinámico que se desarrolla en la superficie de las partículas. Como los iones adsorbidos quedan en posición asimilable constituyen la reserva de nutrientes.

Cuanto más superficie tenga el material y más desequilibrada se encuentre, más iones se fijarán.

Según se intercambien cationes o aniones se habla de intercambio catiónico (el más importante) o aniónico respectivamente.

La capacidad de intercambio catiónico CIC se expresa en miliequivalentes por 100g de suelo, y es la medida de la cantidad de cationes fácilmente intercambiables que neutralizan la carga negativa existente en el suelo.

La carga negativa de los constituyentes de suelo deriva principalmente de:

- Sustitución isomórfica dentro de la estructura laminar de los filosilicatos,- Disociación de grupos funcionales ácido en las aristas y superficies externas de

arcillas y en compuestos orgánicos.

La carga negativa originada por la sustitución isomórfica es permanente e independiente del pH, nivel de electrolitos o composición de la solución externa. La carga negativa derivada de la disociación de grupos funcionales varía en magnitud de acuerdo al pH, no es por lo tanto una carga permanente, sino variable.

A pH bajos los hidrogeniones están fuertemente retenidos en las superficies de las partículas, pero a pH altos los H+ de los grupos carboxílicos primero y fenólicos después, se disocian y pueden ser intercambiados por cationes.

Esto es la consecuencia de que la capacidad de cambio de cationes aumente con el pH. Además actúan como fuente de cargas variables los óxidos e hidróxidos de aluminio e hierro en suelos ácidos.

Resumiendo, los factores que hacen que un suelo tenga una determinada capacidad de cambio de cationes son varios, entre ellos:

Tamaño de las partículas. Cuanto más pequeña sea la partícula, más grande será la capacidad de cambio.

Naturaleza de las partículas. La composición y estructura de las partículas influirá en las posibilidades de cambio de sus cationes.

Naturaleza de la partícula CIC, meq/100gcuarzo y feldespatos 1-2

oxidos e hidróx. Fe y Al 4caolinita 3-15

ilita y clorita 10-40montmorillonita 80-150

vermiculita 100-160materia orgánica 300-500

Tipo de cationes cambiables (monovalentes, divalentes, de gran tamaño, etc)

pH

La capacidad de intercambio catiónico varía entre 3 meq/100g para arcillas del tipo de la kaolinita hasta 120 meq/100g para montmorillonita, y 200 meq/100g para vermiculita. La materia orgánica contribuye con 200-400 meq/100g. En términos generales se puede considerar que existen 0,5 meq de capacidad de intercambio por cada porciento de arcilla y 2,0 meq por cada porciento de materia orgánica del suelo.

En los suelo ácidos predominan H+ y Al+++, en los suelos alcalinos predominan las bases, fundamentalmente el Na+ y en los neutros el Ca++.

Para esquematizar la distribución de estos cationes adsorbidos a las partículas sólidas del suelo se utiliza el modelo de la doble capa difusa (DCD). En este esquema tenemos una capa eléctrica negativa rígida en la fase sólida y una capa difusa de cationes adsorbidos y en equilibrio dinámico con los cationes de la solución del suelo.

La capa difusa de cationes se produce por la tendencia de los cationes a difundirse una cierta distancia desde la superficie del sólido hasta que se alcanza un equilibrio entre las fuerzas de atracción eléctrica de Coulomb y la difusión debida a la energía térmica de los iones. Como consecuencia existe un gradiente de concentración de iones desde la superficie del sólido hacia la solución de mayor a menor, respectivamente. Lógicamente, la configuración de la DCD se verá afectada por la Hº del suelo.

Todos los cationes adsorbidos excepto los protones y aluminio, que constituyen la llamada acidez de reserva, se consideran bases. El porcentaje de saturación de bases expresa la proporción de bases que hay respecto del total de la capacidad de intercambio de cationes (CIC). Así,

Porcentaje de saturación de bases: V = S/Tx100

Siendo, T = capacidad de intercambio catiónico. (T = S + acidez de reserva)

S = Ca++ + Mg++ + Na+ + K+.

Cuando V > 50% el suelo está saturado.

Si V < 50% el suelo se encuentra insaturado. Las posiciones de cambio están ocupadas principalmente por H+ y Al+++; se trata de un medio pobre en nutrientes.

Es importante saber entonces, la proporción de bases que contiene un suelo porque indica el potencial de acidez del suelo. Cuanto mayor es el porcentaje de saturación de bases menor acidez de reserva hay en el complejo de intercambio.

Por otra parte, es importante saber cuáles son los cationes dominantes en las superficies de los coloides por su efecto sobre la estructura del suelo. El calcio tiene un efecto floculante, mientras que el sodio dispersa el suelo. Esta diferencia en su efecto sobre la orientación y cohesión de los coloides entre el calcio y el sodio se debe a la efectividad con la cual neutralizan las cargas negativas de los coloides. Cuánto más pequeño es el radio hidratado, y cuánto mayor la valencia de un catión, mayor es su poder de flocular el suelo. Por lo tanto el calcio es más efectivo que el sodio porque es bivalente y tiene un menor radio hidratado (0,56 Calcio, 0,76 Sodio).

El poder relativo de reemplazo entre los cationes también depende de su radio hidratado y sigue el siguiente orden: Li+ < Na+ < K+ < Cs+ < Mg2+ < Ca2+ < Sr2+ < Ba2+.

Esta regla no se cumple en todos los tipos de arcillas ya que en micas el potasio se adsorbe más fuertemente de lo que se podría esperar dada su valencia y su radio hidratado.

De los cationes intercambiables solamente potasio, calcio y magnesio se consideran macronutrientes. El nivel crítico de potasio es de aproximadamente 80 ppm de K+

intercambiable. Por debajo de este nivel los cultivos demuestran signos de deficiencia, tales como clorosis en las hojas más viejas y necrosis de estas en casos severos. La deficiencia de potasio afecta negativamente la resistencia a la sequía.

Los suelos de la zona semiárida generalmente contienen suficiente cantidad de este nutriente, deficiencias son más comunes en zonas más húmedas del país, donde la lixiviación y el consumo por los cultivos son procesos más importantes.

El valor de CIC total varía según la textura y el contenido de materia orgánica del suelo, entre < de 10 meq/100g en suelos arenosos hasta > de 40 meq/100g en suelos arcillosos con mucha materia orgánica.

La capacidad de adsorción de iones se puede determinar mediante la saturación de la muestra con un ión que ésta prácticamente no contiene y luego determinar la suma de todos los iones reemplazados.

Otro método consiste en medir la disminución de concentración en la solución saturante que causó la adsorción.

Como tercer alternativa, se puede reemplazar el ión con el que se saturó la muestra por otro, y determinar la cantidad del ión reemplazado.

Para el segundo método se usa normalmente una sola agitación de la muestra en la solución saturante, mientras para el tercer método se hace percolar la solución saturante por la muestra hasta la completa adsorción del ión. En el caso de una sola agitación de la muestra con la solución saturante el intercambio es incompleto, y generalmente se determina solo un 70-90% de la capacidad de intercambio. La efectividad de reemplazo depende de propiedades del ión reemplazante, especialmente de su energía de intercambio. También influye el pH y la concentración de la solución saturante (especialmente en el segundo método). Por otra parte, el acondicionamiento de la muestra, el tiempo de contacto entre solución saturante y el suelo, entre otros, influyen en el resultado.

El método utilizado para la determinación de cationes intercambiables y la capacidad total de intercambio que tenga el suelo consiste en cuatro pasos:

Primero se emplea una solución concentrada de amonio para reemplazar y liberar los cationes propios del suelo, los cuales, de esta manera se pueden cuantificar individualmente en la solución sobrenadante. Nos han quedado entonces los NH4

+ adsorbidos al suelo, saturando todas las cargas negativas de éste.

Luego se satura el suelo con sodio, empleando una solución de alta concentración de este catión, para reemplazar todos los NH4

+ adsorbidos (procedimiento efectuado en el paso anterior), por Na.

Se elimina el sodio no adsorbido (y que han quedado en la solución sobrenadante) por lavados con etanol.

Finalmente se extrae el sodio adsorbido por saturación del complejo con amonio. Los cationes amonio reemplazan a los de Na, quedando éstos en solución. La valoración del sodio en la solución extraída representa el total de cargas disponibles para el intercambio catiónico (CIC total o valor T).

El procedimiento es simple y confiable, aunque, especialmente en zonas áridas, puede llevar a sobrestimar Ca y Mg intercambiable por la disolución y extracción de carbonatos de Ca y Mg, o yeso.

REACTIVOS:

1. Solución de Acetato de Sodio 1 N: Se disuelven 136 g de acetato de sodio trihidratado y se enrasa a 1 litro en matraz aforado. El pH debe ser aproximadamente de 8,2.2. Etanol al 95 por ciento.3. Solución de acetato de amonio 1 N: A 700 ml de agua se agregan 57 ml de ácido acético concentrado y luego 68 ml de hidróxido de amonio concentrado. Se diluye a 1 litro y se ajusta el pH a 7 agregando más ácido o hidróxido.

PROCEDIMIENTO:

Se pesan 5 gramos de suelo a un tubo de centrífuga y se corrige el peso por el factor de corrección de humedad.

1. Reemplazo de cationes intercambiables por amonio:Se agregan 33 ml de acetato de amonio agitando durante 5 minutos.

Se centrifuga 5 minutos a 1000 r.p.m. para que el líquido quede claro. Se decanta lo más completo que sea posible a un matraz aforado de 250 ml. Este procedimiento se repite dos veces más, y se completa el volumen del matraz con acetato de amonio. Esta solución contiene los cationes intercambiables del suelo, reemplazados por el amonio. Las concentraciones de los distintos cationes se determinan por los métodos descriptos abajo.

2. Saturación con sodio:Se agregan 33 ml de acetato de sodio, se agita durante 5 minutos, se centrifuga 5 min. a 1000 rpm y se descarta el sobrenadante. Esta operación se repite en total tres veces para asegurar una completa saturación sódica.

3. Lavado del exceso de sodio no intercambiable: Se agregan 33 ml de etanol al tubo, se tapa y agita por cinco minutos luego se centrifuga hasta que el líquido quede claro, se decanta y deshecha el líquido. Repetir este lavado dos veces más con 33 ml de etanol.

4. Reemplazo de sodio por amonio: Se agregan 33 ml de acetato de amonio al tubo, se tapa y se agita por 5 minutos y se centrifuga hasta que el líquido quede claro, se decanta y se guarda el sobrenadante en un matraz aforado de 250 ml. La operación se repite dos veces más.

Si al completar los tres centrifugados el matraz no se ha completado, se completa a volumen con la solución de acetato de amonio, y se procede a determinar sodio por fotometría de llama.

Determinación de CALCIO + MAGNESIO:Se toman 10 ml del extracto obtenido en el paso 1, se colocan en un erlenmeyer de 250 ml, se adicionan 10 ml de solución buffer (Cloruro de amonio-hidróxido de amonio) con lo que se logra un pH aproximado a 10.Se añade indicador y se titula con solución de EDTA 0,01 N hasta el viraje del color. De esta manera tiene:meq Ca + Mg = ml gastado EDTA x N EDTA10 ml extracto................meq Ca + Mg250 ml extracto................meq Ca + Mg * 25Los meq de Ca + Mg calculados para 250 ml de extracto corresponden a su vez a 5 g de suelo.5 g de suelo................meq Ca + Mg *25100 g de suelo.................meq Ca + Mg *25*100/5El factor resultante es igual a 5.

Determinación de CALCIO:Se toman 10 ml de extracto, se agregan 20 ml de agua en un erlenmeyer de 250 ml, se agregan 10 ml de hidróxido de sodio al 10 % y indicador, y se titula con solución de EDTA 0,01 N. El punto final está dado por coloración rosada o rosado pálido.

Cálculo: ídem Ca + Mg

Determinación de MAGNESIO:Se realiza por diferencia de las determinaciones anteriores, es decir que:meq Mg/100 g = (meq Ca+Mg/100g) - (meq Ca/100g)

Determinación de SODIO:

Se realiza por fotometría de llama, se procede de la siguiente manera:Dar paso al gas, encender el fotómetro.Poner en marcha el compresor, ajustar la presión a la indicada por el aparato y esperar que se estabilice, observar la llama que debe presentar un mínimo de conos fríos.Poner la perilla en el punto correspondiente a sodio.Nebulizar con agua bi-destilada llevando el botón de sensibilidad al máximo.Ajustar la aguja a cero con el macro y el micro.Nebulizar con la solución patrón de cloruro de sodio de 0.4 meq/l y llevar la aguja con la perilla de sensibilidad a 50 de la escala.Nebulizar con una alícuota del extracto.

Según la respuesta del aparato se diluye la muestra hasta obtener una lectura entre 40 y 60 de la escala, dado que en este rango posee mayor sensibilidad y por ende mayor precisión.

Determinación de POTASIO:Se realiza al igual que sodio, o sea por fotometría de llama. En este caso se debe nebulizar con solución patrón de cloruro de potasio de 0.6 meq/l.Los cálculos se obtienen de la misma forma que para sodio.

Nota: Para la determinación de potasio se debe cambiar el filtro del aparato, introduciendo el correspondiente a ese catión.

PREPARACION DE LAS SOLUCIONES UTILIZADAS:Buffer de cloruro de amonio-hidróxido de amonio: Se disuelven 67,5g de cloruro de amonio, 570 ml de hidróxido de amonio concentrado y se diluye a 1 litro.

EDTA 0,01 N: 2g de EDTA y 0,05g de cloruro de magnesio se llevan a 1 litro. Se valora la solución con 20 ml de solución estándar de cloruro de calcio 0,01 N. Se disuelven 0,5g de carbonato de calcio en 10 ml de ácido clorhídrico 3 N, se lleva a 1 litro. Luego: V * N = V' * N'

Indicador negro de eriocromo T: 0,5g de eriocromo T y 4,5g de hidrocloruro de hidroxilamina en 100 ml de alcohol metílico al 95%.

CÁLCULOS:

50 (L.P.) = 0.4 meq/l

L.P.= lectura patrónL.M.= lectura muestra

Porcentaje de saturación de bases: V = S/Tx100

Siendo, T = capacidad de intercambio catiónico. (T = S + acidez de reserva)

S = Ca++ + Mg++ + Na+ + K+.

[Na] meq/l = 0,4 meq/l * L.M. 50

[Na] meq/100 g = [Na] meq/l * 250 ml * 100 1000 ml/l * 5 g

RESULTADOS:

Muestra Ca [meq/100g]

Mg [meq/100g]

Na [meq/100g]

K [meq/100g]

CIC V

CUESTIONARIO:1.- Defina el significado de la CIC2.- Fundamento de absorción atómica, limitaciones.3.- Funcionamiento y aplicaciones de la resinas de intercambio.4.- Quelantes metálicos con listado de estabilidad para cada metal.5.- CIC en suelos de la Sierra, Costa y Oriente. (Consultar en el INIAP, Ministerio de agricultura y ganadería).

BIBLIOGRAFÍA:

Otros [en línea]: http://www.exactas.unlpam.edu.edu.ar/academica/catedras/edafologia/practicos/cap%20de...17/12/2009

TEMA: DQO y DBO5.

OBJETIVOS:

- Determinar los parámetros de calidad DQO y DBO5 de una muestra de agua tomada en (lugar de muestreo).

- Correlacionar ambos términos y conocer su utilidad práctica.


La demanda química de oxígeno (DQO) es un parámetro que mide la cantidad de sustancias susceptibles de ser oxidadas por medios químicos que hay disueltas o en suspensión en una muestra líquida. Se utiliza para medir el grado de contaminación y se expresa en miligramos de oxígeno diatómico por litro (mgO2/L). Aunque este método pretende medir principalmente la concentración de materia orgánica, sufre interferencias por la presencia de sustancias inorgánicas susceptibles de ser oxidadas (sulfuros, sulfitos, yoduros), que también se reflejan en la medida.

El valor obtenido es siempre superior a la demanda biológica de oxígeno (aproximadamente el doble), ya que se oxidan por este método también las sustancias no biodegradables. La relación entre los dos parámetros es indicativa de la calidad del agua. En las aguas industriales puede haber una mayor concentración de compuestos no biodegradables.

La demanda bioquímica de oxígeno (DBO5), es un parámetro que mide la cantidad de materia susceptible de ser consumida u oxidada por medios biológicos que contiene una muestra líquida, disuelta o en suspensión. Se utiliza para medir el grado de contaminación, normalmente se mide transcurridos cinco días de reacción (DBO5), y se expresa en miligramos de oxígeno diatómico por litro (mgO2/L). El método de ensayo se basa en medir el oxígeno consumido por una población microbiana en condiciones en las que se ha inhibido los procesos fotosintéticos de producción de oxígeno en condiciones que favorecen el desarrollo de los microorganismos. La curva de consumo de oxígeno suele ser al principio débil y después se eleva rápidamente hasta un máximo sostenido, bajo la acción de la fase logarítmica de crecimiento de los microorganismos.

El método pretende medir, en principio, exclusivamente la concentración de contaminantes orgánicos. Sin embargo, la oxidación de la materia orgánica no es la única causa del fenómeno, sino que también intervienen la oxidación de nitritos y de las sales amoniacales, susceptibles de ser también oxidadas por las bacterias en disolución. Para evitar este hecho se añade N-aliltiourea como inhibidor. Además, influyen las necesidades de oxígeno originadas por los fenómenos de asimilación y de formación de nuevas células.

El objeto del ensayo consiste en medir la cantidad de oxígeno diatómico disuelto en un medio de incubación al comienzo y al final de un período de cinco días, durante el cual la muestra se mantiene al abrigo del aire, a 20 ºC y en la oscuridad, para inhibir la eventual formación de oxígeno por las algas mediante fotosíntesis. Las condiciones de la medida, en las que el agua a estudiar está en equilibrio con una atmósfera cuya presión y concentración en oxígeno permanecen constantes, se acercan así a las condiciones reales de la autodepuración de un agua residual.

Para su determinación se dispone de métodos de dilución y métodos instrumentales que se derivan de métodos respirométricos que permiten seguir automáticamente la evolución de la DBO5 en el curso de oxidación de las materias orgánicas contenidas en el agua.

UTILIDAD Y APLICACIONES DE LA D. B. O.

Los valores típicos de la DBO5 para aguas residuales domésticas se sitúan entre los 250 - 350 g/m3, mientras que ciertas aguas residuales industriales pueden alcanzar cifras de hasta varios miles de gramos de oxígeno por metro cúbico de agua. Por comparación, los valores de la DBO5 en un río no contaminado no han de superar los 3 g/m3, mientras que uno muy contaminado podría tener valores aproximados a 10 g/m3.

En el tratamiento primario de potabilización del agua existe una fase llamada sedimentación, en la que se depositan los materiales orgánicos y se retiran para su eliminación. Este depósito se conoce como fosa séptica, en la que sedimentan los sólidos y asciende la materia flotante, mientras que el agua fluye hacia zanjas subterráneas, donde se oxida aeróbicamente. Con este proceso se reducen los sólidos en suspensión y la DBO5entre un 20 y un 40%.

En el tratamiento secundario de las aguas residuales se utiliza un proceso denominado filtro de goteo, en el que la materia orgánica es absorbida por una película microbiana y transformada en sedimentos, lo que reduce cerca de un 85% la DBO5.

Al método anterior le sigue el tratamiento aeróbico de fangos activados, en el que las partículas de lodo absorben la materia orgánica y la convierten en productos aeróbicos. Se disminuye así la DBO5 entre un 60 y un 85%.

El proceso correlativo, es un estanque de estabilización o laguna cuya función es oxidar la materia orgánica disuelta y coloidal, restringiéndose de un 75 a un 80% la DBO5.

Para llegar a rebajar este parámetro en un 99% se utiliza el tratamiento avanzado, que consiste en pasos adicionales al tratamiento terciario para mejorar la calidad del efluente eliminando los componentes recalcitrantes.

Las relaciones adecuadas entre la DBO5 y el nitrógeno y el fósforo, que deben presentar las aguas residuales sometidas a tratamiento biológico son (aproximadamente):

DBO5 = 20 DBO5 = 100 N P

Destacar, por último, que en aguas residuales procedentes de industrias alimentarias, este parámetro se presenta muy elevado. También en el caso de las industrias de tipo textil, pero acompañado de un incremento de la DQO

UTILIDAD Y APLICACIONES DE LA DQO

Principalmente se utiliza este parámetro para comprobar la carga orgánica de las aguas residuales que, o no son biodegradables, o contienen componentes que inhiben la actividad de los microorganismos que degradan la materia orgánica.

En el tratamiento primario de aguas residuales existe una fase llamada decantación en la que se elimina la materia coloidal, ya que el 80% de la DQO son coloides. Son partículas

muy pequeñas que tienen carga superficial no nula, normalmente en aguas residuales es negativa. Para eliminarlas hay que neutralizar dicha carga, para lo que se utilizan sales de hierro y aluminio. Al ser de pequeño tamaño, la velocidad de sedimentación es baja y para incrementarla se utiliza la floculación que consiste en añadir polielectrolitos que enlazan los coloides.

En el tratamiento de aguas residuales industriales se aplica un proceso llamado adsorción, mediante el que se eliminan algunas sustancias colorantes del agua. Utilizando tratamientos directos de columnas de adsorción se elimina la DQO.

Cerca de un tercio de la DQO de un desecho se usa para obtener energía y los dos tercios restantes se emplea para la síntesis de nuevas células.

UTILIDADES Y APLICACIONES DE LOS DOS PARÁMETROS CONJUNTAMENTE.

Existen dos tipos de tratamientos para las aguas residuales:o ARU: Tratamiento biológico (fangos activados.)o ARI: Tratamiento físico - químico.

Seleccionar un método u otro para el tratamiento depende de la relación:

DBO5 lo que también se denomina ÍNDICE DE BIODEGRADABILIDADDQO DEL AGUA, que varía entre los siguientes valores:

Valor Tipo de agua

Menor que 0,2 No biodegradableEntre 0,2 y 0,4 BiodegradableMayor que 0,4 Muy biodegradable

El valor de la DQO siempre será inferior al de la DBO5 debido a que muchas sustancias orgánicas pueden oxidarse químicamente pero no biológicamente.

Señalar, por último, los valores típicos de estos parámetros en aguas residuales domésticas:

Tipo de sólidos DBO5 (mg/l) DQO (mg/l)

Suspendidos 110 108

Precipitables 50 42

No precipitables 60 66

Disueltos 30 42

TOTAL 140 150

En este examen hay que considerar otros parámetros de gran importancia: pH, temperatura, sulfatos, sólidos en suspensión, grasas, iones metálicos, compuestos tóxicos. Sólo una visión conjunta de todos ellos y sus interacciones llevarán hasta un análisis completo y correcto de las aguas a estudio, indispensable para un reciclaje de las mismas.

EQUIPOS:

DBO5

- Bureta de 50mL- Aparato electrométrico de OD- Respirómetro

DQO

- Tubos de digestión- Calentador de bloques, a 150º C- Bureta- Pipetas- Dosificador de agua destilada

REACTIVOS DBO5

1. Solución tampón de fosfato: Disolver 8,5 g de KH2PO4, 21,75 g de K2HPO4, 33,4 g de Na2HPO4

.7H2O, y 1,7 g de NH4Cl en aproximadamente 500 mL de agua destilada y diluir a 1 L. El pH debe ser 7,2 sin posteriores ajustes. Si se presenta alguna señal de crecimiento biológico, descartar este o cualquiera de los otros reactivos.

2. Solución de sulfato de magnesio: Disolver 22,5 g de MgSO4.7H2O en agua destilada y

diluir a 1 L.

3. Solución de cloruro de calcio: Disolver 27,5 g de CaCl2 en agua destilada y diluir a 1L.4. Solución de cloruro férrico: Disolver 0,25g de FeCl3

.6H2O en agua destilada, diluir a 1L

5. Soluciones ácida y alcalina, 1 N, para neutralización de muestras cáusticas o ácidas.

1) Ácido. A un volumen apropiado de agua destilada agregar muy lentamente y mientras se agita, 28 mL de ácido sulfúrico concentrado; diluir a 1 L.

2) Álcali. Disolver 40 g de hidróxido de sodio en agua destilada y diluir a 1 L.

6. Solución de sulfito de sodio: Disolver 1,575 g de Na2SO3 en 1000 mL de agua destilada. Esta solución no es estable y se debe preparar diariamente.

7. Solución de glucosa-ácido glutámico: Secar a 103ºC por 1 h glucosa y ácido glutámico grado reactivo. Disolver 150 mg de glucosa y 150 mg de ácido glutámico en agua destilada y diluir a 1 L. Preparar inmediatamente antes de su uso.

8. Solución de cloruro de amonio: Disolver 1,15 g de NH4Cl en 500 mL de agua destilada, ajustar el pH a 7,2 con solución de NaOH, y diluir a 1 L. La solución contiene 0,3 mg de N/mL

9. Preparación del agua de dilución. Colocar la cantidad de agua necesaria en una botella y agregar por cada litro, 1 mL de cada una de las siguientes soluciones: tampón fosfato, MgSO4, CaCl2, y FeCl3. El agua de dilución se puede inocular como se describe en 6.4; chequear y guardar como se describe en 6.2 y 6.3, de tal manera que siempre se tenga disponible.

Llevar el agua de dilución a una temperatura de 20ºC antes de su uso; saturarla con OD por agitación en una botella parcialmente llena, por burbujeo de aire filtrado libre de materia orgánica, o guardarla en botellas lo suficientemente grandes con tapón de algodón, para permitir su saturación. Emplear material de vidrio bien limpio para proteger la calidad del agua

10. Llenar una botella de DBO con agua de dilución, determinar el OD inicial, incubar a 20ºC por 5 días y determinar el OD final. El OD consumido en este lapso no debe ser mayor de 0,2 mg/L y preferiblemente menor de 0,1 mg/L.

11. Control de inóculos. Determinar la DBO del material inoculante como si se tratara de una muestra. De este valor y del conocimiento del dato del agua de dilución determinar el OD consumido. Hacer las diluciones necesarias hasta obtener una disminución de por lo menos el 50% del OD. La gráfica de la disminución de OD expresada en miligramos por litro contra los mililitros de inóculo, origina una recta cuya pendiente debe interpretarse como la disminución de OD por mililitro de inóculo. La intercepción de la recta con el eje de los valores de reducción del OD representa la disminución del oxígeno provocada por el agua de dilución, valor que debe ser inferior a 0,1 mg/L. Con el objeto de corregir el valor de OD consumido por una muestra, se debe restar a éste el consumido por el inóculo. El consumo de OD del agua de dilución más el inóculo puede estar en el intervalo de 0,6 a 1,0 mg/L.

Blanco de agua de dilución. Con el objeto de verificar la calidad del agua de dilución sin inóculo y la limpieza de los materiales, usar una porción de la misma y llevarla junto con las muestras a través de todo el procedimiento. El OD consumido por el agua de dilución debe ser menor de 0,2 mg/L y preferiblemente no mayor de 0,1 mg/L.

REACTIVOS DQO

- Solución de digestión de dicromato potásico: añadir a 500 ml de agua destilada10.216 g de dicromato previamente desecado, 167 ml de sulfúrico concentrado y 33.3 g de sulfato de mercurio. Disuélvase, enfríese a temperatura ambiente y dilúyase hasta 1000 ml.- Reactivo ácido sulfúrico: Añádase sulfato de plata sobre ácido sulfúrico concentrado, en la relación de 5.5 g de sulfato de plata por Kg de H2SO4.- Solución estándar de ftalato ácido de potasio, 1000 mg O2/L: Secar ftalato ácido de potasio (KHF) a 110ºC hasta peso constante. Disolver 850,0 mg en agua grado reactivo y diluir a 1000 mL en matraz aforado. Conservar la solución refrigerada a 4ºC. Esta solución es estable por cuatro meses. En caso de observar alteración de la solución, descartar.

PROCEDIMIENTO:

Demanda Química de Oxígeno

Se basa en la oxidación de la materia utilizando dicromato potásico como oxidante en presencia de ácido sulfúrico e iones de plata como catalizador. La disolución acuosa se calienta bajo reflujo durante 2 h a 150 ºC. Luego se evalúa la cantidad del dicromato sin reaccionar. La demanda química de oxígeno se calcula a partir de la diferencia entre el dicromato añadido inicialmente y el dicromato encontrado tras la oxidación.

Basándose en este principio se puede utilizar la espectroscopía ultravioleta-visible, mediante mediciones fotométricas del color producido por la reducción del dicromato a ion cromo (III) (Cr+3) posterior a la digestión.

Volúmenes de reactivos y muestra a mezclar en los tubos de digestión: 2.5mL muestra + 1.5mL solución de digestión + 3.5 reactivo de H2SO4 Σ = 7.5mL

- Realizar una curva de calibración de por lo menos 4 diluciones del estándar. Colocar en tubos de digestión el volumen necesario para conseguir estándares de 20 a 900 mg O2/L. Hacer un blanco de reactivos con agua grado reactivo.

- Agregar, trabajando en campana de extracción de gases, a cada tubo de digestión 2.5mL de muestra, 1.5mL de solución de digestión correspondiente y 3.5mL de solución de ácido sulfúrico. Colocar los tubos en el digestor a 150 ºC durante 2 horas.

- Medición de la reducción del dicromato: invertir las muestras enfriadas, el blanco y estándares varias veces y permitir que los sólidos se sedimenten antes de la medición de la absorbancia. Remover los sólidos que se adhieren a las paredes dando golpecitos con los dedos y permitiendo su sedimentación. Insertar el tubo cerrado en el espectrofotómetro puesto a 600nm de longitud de onda. Leer la absorbancia y comparar con la curva de calibración

Demanda Bioquímica de Oxígeno.

Método respirométrico.-Se introduce un volumen definido de la muestra líquida en un recipiente opaco que evite que la luz pueda introducirse en su interior (se eliminarán de esta forma las posibles reacciones fotosintéticas generadoras de gases), se introduce un agitador magnético en su interior, y se tapa la boca de la botella con un capuchón de goma en el que se introducen algunas lentejas de sosa. Se cierra la botella y se introduce en una estufa refrigerada a 20 ºC.

Las bacterias irán oxidando la materia orgánica del interior de la disolución, con el consecuente gasto de oxígeno del interior de la botella. Estas bacterias, debido al proceso de respiración, emitirán dióxido de carbono que será absorbido por las lentejas de sosa. Este proceso provoca una disminución interior de la presión atmosférica, que será medida con el avance de la columna de mercurio a medida que se genera el vacío.

Método de membrana.- ver determinación de OD

1. Introducir un volumen conocido de agua a analizar en un matraz aforado y completar con el agua de dilución.

2. Verificar que el pH se encuentra entre 6-8. ( En caso contrario, preparar una nueva dilución llevando el pH a un valor próximo a 7 y después ajustar el volumen)

3. Llenar completamente un frasco con esta solución y taparlo sin que entren burbujas de aire.

4. Preparar una serie de diluciones sucesivas.

5. Leer el OD inicial como se describe en la determinación de OD.

6. Conservar los frascos a 20 °C ± 1 °C y en la oscuridad.

7. Medir el oxígeno disuelto subsistente al cabo de 5 días.

8. Practicar un ensayo testigo determinando el oxígeno disuelto en el agua de dilución y tratar dos matraces llenos de esta agua como se indicó anteriormente.

9. Determinar el oxígeno disuelto.

CÁLCULOS DQO

CÁLCULOS DBO5

Cuando no se utiliza agua de dilución

Cuando se utiliza agua de dilución

Donde:

D1 = OD de la muestra diluida inmediatamente después de la dilución. mg/LD2 = OD de la muestra diluida después 5 días de incubación a 20ºC. mg/LP = fracción volumétrica decimal de la muestra utilizadaB1 = OD del control del inoculo antes de la incubación. mg/LB2 = OD del control del inoculo después de la incubación. mg/Lf = cantidad de inoculo en la muestra para sembrar en el control = (% de inoculo en D1)/% de inoculo en B1)

RESULTADOS:


Tipo de agua DQO mg O2/L DBO5 mg O2/L DBO5/ DQO

BIBLIOGRAFÍA:

AMERICAN PUBLIC HEALTH ASSOCIATION. Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater. 2th Edition. Washington DC, APHA, AWWA,WWCF, 2005. Sec 5220 D; pág. 5-18.

Methods for Chemical Analysis of Water and Wastes. United States Environmental Protection Agency. Cincinnati, 1983.

RODIER, J. Análisis de Aguas: aguas naturales, aguas residuales, agua de mar. Omega, Barcelona, 1981.

DQO mg O2/L = mg de O2 en el volumen final * 1000 mL muestra

DBO5 mg O2/L = D1-D2

P

DBO5 mg O2/L = (D1 - D2) – (B1 – B2)f P

TEMA: Biosorción.

OBJETIVOS:

- Eliminar metales pesados del agua utilizando desechos agrícolas.- Determinar el pH óptimo de absorción.- Determinar la cinética de absorción.


El término “biosorción”, se utiliza para referirse a la captación de metales que lleva a cabo una biomasa completa (viva o muerta), a través de mecanismos fisicoquímicos como la adsorción o el intercambio iónico. Cuando se utiliza biomasa viva, los mecanismos metabólicos de captación también pueden contribuir en el proceso.El proceso de biosorción involucra una fase sólida y una fase líquida (solvente, que es normalmente el agua) que contiene las especies disueltas que van a ser adsorbidas.

El potencial para la biosorción de metales por biomasa ha quedado bien establecido. Por razones económicas, resultan de particular interés los tipos de biomasa abundante, como los desechos generados por fermentaciones industriales de gran escala o de ciertas algas que enlazan metales y se encuentran en grandes cantidades en el mar. Algunos de estos tipos de biomasa que absorben metales en cantidades elevadas, sirven como base para los procesos de biosorción de metales, previendo su uso particularmente como medios muy competitivos para la detoxificación de efluentes industriales que contienen metales

La contaminación de las aguas es uno de los aspectos más preocupantes de la degradación de los medios naturales por parte de la civilización contemporánea. Los estudios sobre aguas residuales confirman que la contaminación tiene, generalmente, un origen químico. Los principales agentes contaminantes son pesticidas, hidrocarburos y metales pesados. Los metales pueden provenir de efluentes urbanos (alimentos, productos farmacéuticos, productos de limpieza, etc.) y de fuentes industriales (industrias papeleras, curtiembres, pinturas y pigmentos, etc.).

La adsorción en carbón activo ha sido ampliamente estudiada. Se han considerado también otros adsorbentes con el fin de encontrar materiales más eficientes y menos costosos. Así, se está estudiando la biosorción en organismos vivos (bacterias, hongos, algas) o por compuestos extraídos de estos organismos. Estos materiales son abundantes y biodegradables.

EQUIPOS:

Fotómetro-espectrofotómetro.Microcentrífuga.Conos de centrífugaTubos NesslerBureta de 50mLPipeta de 1mL

REACTIVOS:

a. Solución patron de Cr6+: Disolver 141.4 mg K2Cr2O7 en agua y diluir a 100 mL; 1.00 mL = 500 g Cr.b.Solución estándar de Cr6+: Medir volumétricamente 50mL de la solución patrón de Cr6+ y aforar en un balón de 1L. (1.00 mL = 5 g Cr).c. Ácido sulfírico, H2SO4, 0.2N.d. Ácido fosfórico, H3PO4, conc.e. Solución de difenilcarbazida: Disolver 250mg de 1,5 difenilcarbazida (1,5-diphenilcarbohidrazida) en 50 mL de acetona. Almacenarla en un frasco de vidrio ámbar. Desechar cuando la solución se torna decolorada. f. Bioabsorbente:- Residuos de café tostado.- Hojas de jardín.- Paja.- Aserrín.- Humus.- Bagazo de caña, etc.- Como estándar carbón activado granular y polvo.

PROCEDIMIENTO:

a. Adecuación del biosorbente: limpiar lo mejor posible el material de cualquier rastro de polvo o suciedad, secar a 105ºC por dos horas. Moler en un mortero y tamizar en un tamiz de 2mm de luz de malla.

b. Preparación de la curva de calibración: tratar a los estándares de manera semejante a las muestras. Medir volúmenes de la solución estándar de cromo (5 μg/mL) de entre 2 a 20 mL, para dar como resultado estándares de 10 a 100 μg Cr en tubos Nessler.

c. Desarrollo del color: Añadir 0.25 mL (5 gotas) H3PO4. Usar H2SO4 0.2N y un potenciómetro para ajustar la solución a pH 1.0 ± 0.3 y mezclar. Añadir 2.0mL de la solución de difenilcarbazida, mezclar y dejar actuar por 5 a 10 minutos para que aparezca y estabilice el color. Transferir una cantidad apropiada a una celda plástica de 1cm y medir su absorbancia a 540nm, utilizando agua como blanco.

Nota: Trabajos recientes identifican que el rango óptimo de pH para el desarrollo del color se encuentra entre 1.6 y 2.2.

Precaución: El estado hexavalente de cromo es extremadamente tóxico para los humanos, animales y vida acuática. Puede producir tumores pulmonares cuando se inhala e induce a sensibilidad de la piel. Sin embargo, no se sabe el tipo de cáncer que resulta de la ingestión de cromo en ninguna de sus valencias.

d. Biosorción: 1.- Transferir 50mL de la solución de 100ppm a un cuatro Erlemneyers de 250mL.2.- Ajustar el pH de cada Erlemneyer a pH: 3, 5, 7 y 9. 3.- Realizar una determinación del contenido en la muestra antes del tratamiento a cada pH.4.- Pesar con precisión 1g del biosorbente por cada Erlemneyer.5.- Dejar actuar el biosorbente por: 5, 30, 60 y 120 minutos en cada pH.

6.- Tomar 1.5mL de la solución tratada, trasladar a un microtubo de base cónica y centrifugar por 3 minutos. 7.- Tomar volumétricamente 1mL de la solución sobrenadante y transferir a un tubo Nessler para realizar el procedimiento detallado en c.

GRÁFICOS:

Uno por cada valor de pH

% del metal absorbido vs. pH (los cuatro gráficos en uno solo).% del metal absorbido vs. tiempo (los cuatro gráficos en uno solo).

CÁLCULOS:

Reportar la tabla: pH vs tiempo

t [min]pH 5 30 60 1203579

Interpolar la muestra en la curva de regresión resultante de los siguientes datos:

Absorbancia Concentración (Calcule en ppm)2ml soln estándar.

7.5ml soln estándar.10mL soln estándar.15ml soln estándar.20ml soln estándar.

Calcular la eficiencia de remoción (en %) con respecto al carbón activado.

CUESTIONARIO:1.- Dosis tóxica de Cr6+ en humanos.2.- Consulte sobre la cinética de absorción.3.- ¿Qué procedimiento se lleva a cabo en grandes cantidades de agua contaminada?4.- ¿Cómo se inactiva el Cr6+ para poder descargar las aguas residuales al ambiente?5.- Valores de Cr6+ considerados como tolerables en el agua potable.

BIBLIOGRAFÍA:

- AMERICAN PUBLIC HEALTH ASSOCIATION. Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater. 2th Edition. Washington DC, APHA, AWWA,WWCF, 2005. Sec 5220 D; pág. 5-18. (Cuantificación de cromo)

- Diseño experimental por el autor.

TEMA: Proceso Fenton.

OBJETIVOS:

- Conocer el que consiste el proceso Fenton.- Determinar la concentración y cantidad adecuada de H2O2 y Fe2+ para la

oxidación química de contaminantes orgánicos en el agua.- Conocer la utilidad y las aplicaciones de ésta prueba.


El tratamiento de agua residual con presencia de colorantes representa un reto tecnológico ya que con frecuencia los compuestos coloridos son resistentes al tratamiento más comúnmente aplicado, la oxidación. Si bien una gran parte de los colorantes no son tóxicos a los organismos vivos, la coloración que imparten a los cuerpos de descarga puede llegar a suprimir los procesos fotosintéticos en corrientes de agua, por lo que su presencia debe ser controlada. La mayoría de los colorantes empleados para la industria textil, por ejemplo, son muy solubles en agua, altamente resistentes a la acción de agentes químicos y poco biodegradables. Los métodos de tratamiento basados en oxidaciones y reducciones parciales pueden generar productos secundarios altamente tóxicos. Entre los diversos colorantes, uno que presenta problemas para su tratamiento es el naranja ácido 24. La tonalidad principal de este colorante es el naranja con tonos de café a diferentes pH cuyo uso principal es para teñir algodón, nylon, seda y piel. Las aguas residuales con este colorante son tratadas por oxidación química no controlada con cloro y peróxido de oxígeno. Sin embargo, este proceso de tratamiento genera sólo la remoción parcial del color y la formación de compuestos organoclorados como subproductos.

Una alternativa interesante a la aplicación de procesos de tratamiento convencional en el tratamiento de este tipo de contaminantes son los tratamientos avanzados de oxidación (TAO) que han demostrado ser métodos prometedores para el tratamiento de agua contaminada con compuestos orgánicos no biodegradables.

Estos tratamientos, aunque están basados en diferentes sistemas de reacción se caracterizan por la producción de radicales hidroxilo. Entre los tratamientos avanzados de oxidación se cuenta el foto-Fenton, el cual utiliza peróxido de hidrógeno y sales ferrosas para la generación de radicales HO• , así como radiación ultravioleta, radiación visible o una combinación de ambas. El radical hidroxilo tiene alto potencial redox, cercano a 2.80V a 25°C, inferior sólo al flúor. En este proceso, la tasa de degradación se incrementa significativamente, en comparación con el proceso Fenton tradicional (Malato et al., 2002), amén de que no se genera lodo. La radiación utilizada puede ser la energía solar, lo que representa otra ventaja adicional en cuanto a costos.

El proceso inicia con la adición de H2O2, Fe2+ (Eq. 1) o Fe3+ (Eq. 4): Fe2+ + H2O2 → Fe3+ + HO- + HO• Eq. (1)Fe2+ + HO• → Fe3+ + HO- Eq. (2)RH + HO• + H2O → ROH + H3O+ → productos oxidados Eq. (3)Fe3+ + H2O2 → Fe-OOH2+ + H+ Eq. (4)Fe-OOH2+ → HO2• + Fe2+ Eq. (5)HO2• + Fe2+ → Fe3+ + HO Eq. (6)

HO2• + Fe3+ → Fe2+ + O22 + H+ Eq. (7)

HO• + H2O2 → H2O + HO2• Eq. (8)Fe2+ + HO2• + H+ → Fe3+ + H2O Eq. (9)

Bajo la irradiación de luz, el Fe3+ es continuamente reducido a Fe2+ y la reacción Fenton (Eq. 1) inicia nuevamente por la participación del Fe2+: Fe (OH)2+ hv → Fe2+ + HO• Eq. (10)

La radiación visible puede acelerar la generación de HO• por la regeneración de Fe y el ataque a la materia orgánica, mediante las siguientes reacciones: Colorante + VIS → Colorante* Eq. (11)Colorante* + Fe 3+ → Colorante + + Fe 2+ Eq. (12) Para muchos contaminantes el proceso foto-Fenton ha resultado ser un proceso económico empleando radiación solar.

Recientemente se han estudiado las aplicaciones de las Tecnologías Avanzados de Oxidación (TAO’s) en el tratamiento de aguas residuales de la industria textil, principalmente las que provienen de los procesos de teñido y que contienen residuos de colorantes, los cuales son difíciles de tratar y llaman la atención por la coloración que imparten a los cuerpos donde se descargan. Una TAO’s empleada para el tratamiento de aguas residuales ácidas es el proceso descubierto por Fenton en 1894. El proceso utiliza H2O2 y sales ferrosas para la generación de radicales HO•. Cuando el proceso se complementa con luz ultravioleta, luz visible o una combinación de ambas, se denomina foto-Fenton.

EQUIPOS:

- Potenciómetro- Termómetro- Espectrofotómetro- 5 Tubos de ensayo- Bureta de 50mL- 12 Tubos Nessler- Cuatro micropipetas de 1 – 300 microlitros.

REACTIVOS:

- Ácido clorhídrico concentrado- Sulfato de hierro II- Agua oxigenada de 30V- Colorantes hidrosolubles: rojo de metilo, rojo Congo, cristal violeta.

PROCEDIMIENTO:

- Muestras simuladas: preparar en tubos Nessler 100mL de soluciones de varios colorantes hidrosolubles de entre 1 a 50 ppm. Ajustar el pH de cada solución de colorante a pH = 3 y asignar un colorante a cada grupo

- Realizar un barrido espectral de cada solución de colorante para encontrar la longitud de onda de mayor absorción de cada colorante.

- Solución estándar de Fe2+: preparar 10 mL de una solución 1.5M de Fe2+.

- Solución estándar de H2O2: preparar 10 mL de una solución 1.78 M de H2O2.

- Cada grupo deberá colocar en 4 tubos de ensayo 5cm3 de la muestra.

- Añadir los siguientes volúmenes de H2O2 y Fe2+ para alcanzar las concentraciones:

H2O2 = 5 * 10-3 M y 5 * 10-2 M y Fe2+ 5 * 10-3 M y 7 * 10-4 M.

Compuesto Combinación

13,4 µL H2O2 (5 x 10-3 M) 1) 166,7 µL Fe2+ (5 x 10-3 M)2) 23,3 µL Fe2+ (7 x 10-4 M)

139,9 µL H2O2 (5 x 10-2 M) 3) 166,7 µL Fe2+ (5 x 10-3 M)4) 23,3 µL Fe2+ (7 x 10-4 M)

- En los tubos que contienen los 5mL de muestra, agregar con micropipeta los volúmenes del cuadro anterior de la solución de Fe2+, mezclar bien, agregar los volúmenes de H2O2, volver a mezclar y dejar reaccionar por 15 minutos.

- Transcurrido el tiempo de reacción, tomar cada tubo y leer en espectrofotómetro a la longitud de onda hallada en el segundo paso, utilizando el blanco y la solución sin someter a tratamiento como línea base para establecer el grado de decoloración en cada combinación.

- Cinética de la reacción.- en la cubeta de vidrio del espectrofotómetro, colocar 2mL de muestra, agregar 10 microlitros de la solución de hierro, mezclar, añadir 10 microlitros de agua oxigenada, mezclar bien y correr una cinética por tres minutos en el espectrofotómetro a intervalos de 20 segundos.

Calculo del volumen de H2O2 para los tubos 1, 2, 3 y 4.

Tubos 1 y 2

Tubos 3 y 4

Calculo del volumen de Fe 2+ para los tubos 1, 2, 3 y 4

Tubos 1 y 3

Tubos 2 y 4

CÁLCULOS:

Comparar las coloraciones del tubo de la muestra inicial que representa el 100% con los tubos decolorados que fueron tratados con las diferentes combinaciones de reactivos, hallar el % de remoción de color en cada caso y establecer la combinación más efectiva.

Con los datos que se obtuvieron en la cinética, establecer de que orden de reacción se trata mediante el método gráfico y de las correlaciones.

RESULTADOS:

Reportar en un cuadro los datos de concentración vs absorbancia de cada uno de los cuatro tubos (tomando en cuenta el peso de colorante disuelto en los 100mL)

Reportar en un cuadro los datos de absorbancia vs tiempo de la cinética.

Graficar el análisis de orden de reacción para orden 0,1 y 2 con el correspondiente índice de correlación.

BIBLIOGRAFÍA:

Domènech, X. (2001) Procesos avanzados de oxidación para la eliminación de contaminantes. Blesa M. Editor. La Plata, Argentina, 3-26.

TEMA: Extracción y fraccionamiento de las sustancias húmicas.

OBJETIVOS:

- Extraer y fraccionar la materia orgánica de una muestra de suelo.

- Determinar en qué proporción se hallan cada uno de los componentes del humus


El conocimiento del nivel de materia orgánica existente en el suelo es de gran interés, pero es así mismo importante conocer cuál es el estado de dicha materia orgánica, sobre todo su grado de humificación. La reacción C/N es un índice del grado de humificación, pero si se quiere tener un conocimiento más completo, se debe recurrir a su extracción y fraccionamiento.

Para la extracción y fraccionamiento de la materia orgánica del suelo, el método más utilizado consiste en la extracción de la materia húmica con NaOH en caliente y precipitación posterior del ácido húmico por adición de un ácido mineral, quedando en disolución el ácido fúlvico.

Ácidos Fúlvicos

Constituyen una serie de compuestos sólidos o semisólidos, amorfos, de color amarillento y naturaleza coloidal, fácilmente dispersables en agua y no precipitables por los ácidos, susceptibles en cambio de experimentar floculación en determinadas condiciones de pH y concentración de las soluciones de cationes no alcalinos.

Ácidos húmicos

Se presentan como sólidos amorfos de color marrón oscuro, generalmente insolubles en agua y en casi todos los disolventes no polares, pero fácilmente dispersables en las soluciones acuosas de los hidróxidos y sales básicas de los metales alcalinos, constituyendo un hidrosol que puede experimentar floculación mediante el tratamiento de los ácidos o los demás cationes.

Desde el punto de vista estructural, su molécula parece estar constituida por un núcleo de naturaleza aromática más o menos condensada, y de una región cortical con mayor predominio de radicales alifática, presentando en conjunto el carácter de heteropolímeros condensados.

Características comunes de las sustancias húmicas. Se admite que se trata de sustancias amorfas de colores oscuros, polímeros tridimensionales de elevado peso molecular, de carácter ácido, constituidos por unos grupos funcionales: núcleo (grupos aromáticos nitrogenados, como el indólico y el pirrólico, y grupos bencénicos aromáticos, como el naftaleno y el benceno), grupos reactivos (responsables de importantes propiedades de la materia orgánica: hidroxilo, carboxilo, amino, metoxilo) y puentes de unión (nitrilo, amino, cetónicos) y cadenas alifáticas.

Humina que es la fracción insoluble a pH básico o alcalino.

Sustancias húmicas que son solubles mediante extracción con álcali,como la NaOH, que separan las huminas (que son insolubles) de los ácidos fúlvicos y húmicos, que son solubles. Estos últimos se separan mediante tratamiento ácido, generalmente HCl; los ácidos fúlvicos son solubles en HCl mientras que los húmicos son insolubles.

Una vez separadas la humina (insoluble) de la materia orgánica que permanece disuelta (sustancias húmicas), con dicha fracción soluble podemos realizar otra separación en dos tipos de sustancias empleando condiciones ácidas.

Ácidos húmicos que son las sustancias que no son solubles.

Ácidos fúlvicos que son las sustancias solubles en este medio ácido de extracción.

Los ácidos fúlvicos y húmicos que forman en si las sustancias húmicas. Esa distinta solubilidad viene dada por su composición y estructura química. Básicamente podemos decir que los ácidos húmicos son macromoléculas más grandes que los fúlvicos, que presentan mayor contenido en carbono y de nitrógeno y que los ácidos fúlvicos presentan un mayor porcentaje de oxígeno en sus estructuras que los ácidos húmicos.

EQUIPOS:

- Bureta de 50mL- Baño de agua de 2L- Centrífuga- Matraz aforado de 100mL- Matraz aforado de 250mL- Tres matraces Elenmeyer de 500mL- Dos matraces Erlemneyer de 250mL- Pipeta de 20mL- Varilla- Dos vasos de precipitación de 100 y 150mL- Balanza- Dos tubos de centrífuga de 50mL- Soporte universal

REACTIVOS:

- Hidróxido de sodio- Ácido sulfúrico concentrado- Permanganato de potasio- Oxalato de sodio- Oxalato de amonio- Papel indicador de pH.

PROCEDIMIENTO:

a) Solución de hidróxido de sodio aproximadamente 5N:

1.- En un vaso de 250mL, pesar 20g de hidróxido de sodio en lentejas, añadir 60mL de agua destilada, agitar con una varilla de vidrio hasta disolver y dejar enfriar.

2.- Pasar la solución a un balón aforado de 100mL, lavar el vaso con dos porciones de 10mL de agua destilada, pasar los lavados al balón aforado y enrasar con agua destilada.

b) Solución de hidróxido de sodio, aproximadamente 0.5N:

Con una pipeta, se toman 10mL de la solución “a”, verter en un matraz aforado de 100mL y enrasar con agua destilada.

c) Solución de hidróxido de sodio, aproximadamente 0.5 por 100

Con una pipeta tomar 25mL de la solución “b”, verter en un balón aforado de 100mL y diluir hasta el enrase con agua destilada.

d) Solución de ácido sulfúrico, aproximadamente 7N:

1.- En una probeta de 500mL, medir 400mL de agua destilada y pasar a un vaso de vidrio calentable de 1L.

2.- En una probeta de 100mL, seca, verter 100mL de ácido sulfúrico concentrado.

3.- Lenta y cuidadosamente añadir los 100mL de ácido sulfúrico al vaso con los 400mL de agua destilada.

4.- Dejar enfriar la solución y agitar con una varilla de vidrio para conseguir una solución homogénea.

5.- Enfriar durante unos minutos más y guardar en un frasco de vidrio.

e) Solución de ácido sulfúrico (1:10):

1.- En un vaso de 250mL verter 50mL de agua destilada medidos con probeta.

2.- Con una probeta tomar 50mL de la solución de ácido sulfúrico aproximadamente 7N, verter en el vaso con agua destilada y agitar con una varilla de vidrio.

f) Solución valorada de permanganato potásico, aproximadamente 0.1N:

f.1) Preparación:

1.- En un pesa sustancias limpio, pesar 3.3g de KMnO4 y pasar a un vaso de 250mL que contengan 150mL de agua destilada calentada a 60ºC.

2.- Lavar el pesasustancias con 5 porciones de unos 10mL de agua destilada y verter los lavados en el vaso de 250mL.

3.- Agitar el líquido para disolver la sal, pasar la solución a una probeta limpia de 1L y diluir hasta dicho volumen con agua destilada.

4.- Agitar la solución con una varilla de vidrio y pasar a un frasco de vidrio opaco.

5.- Dejar reposar por unos tres días para que se oxide toda la sustancia orgánica que pudiese impurificar el agua, el producto o el material de vidrio y para que sedimente totalmente el dióxido de manganeso formado en esta oxidación.

6.- Filtrar la solución a través de un embudo de placa filtrante de vidrio y guardar en un frasco color topacio con cierre esmerilado y con una cubierta para protegerlo del polvo.

f.2) Valoración:

1.- En un pesasustancias colocar 1g aproximadamente de oxalato sódico, colocar la tapa del pesasustancias dejando una abertura para que pueda evaporarse la humedad e introducir en una estufa a 105-110ºC.

2.- Secar el producto durante por lo menos dos horas a dicha temperatura.

3.- Sacar el pesasustancias de la estufa tomándolo con unas pinzas metálicas y dejar enfriar durante 30 minutos en un desecador.

4.- Pesar 1g de oxalato sódico en cada uno de los tres vidrios de reloj de 5cm.

5.- El oxalato pesado se pasa a un Erlenmeyer de 250mL.

6.- Añadir a cada matraz 50mL de agua destilada, arrastrando hacia el Erlenmeyer las partículas que queden adheridas en el vidrio reloj.

7.- Agitar y añadir a cada matraz 50mL de ácido sulfúrico (1:10) a temperatura ambiente y agitar para obtener una solución homogénea.

8.- Calentar la solución justo hasta el punto de ebullición y valorar con la solución de permanganato potásico, aproximadamente 0.1N, hasta que una gota de la misma origina un color rosa persistente durante 30 segundos.

9.- Se calcula el factor de la solución de permanganato potásico 0.1N en la siguiente forma:

V= volumen del permanganato potásico empleado en la valoración;

P= peso de oxalato.

miliequivalente del oxalato de sodio.

g) Solución valorada de oxalato de amonio, aproximadamente 0.1N:

g.1) Preparación:

1.- Pesar 7.1g de oxalato de amonio [C2O4(NH4)2•H2O], pasar a un vaso de 800mL, añadir 500mL de agua destilada y agitar con una varilla de vidrio hasta disolución.

2.- Pasar la solución a un balón aforado de 1L, lavar el vaso con unas tres porciones de unos 25mL de agua destilada, pasar los lavados al balón y enrasar con agua destilada.

g.2) Valoración:

1.- Tomar 25mL de la solución obtenida y verter en un matraz Erlenmeyer de 250mL.

2.- Añadir 25mL de agua destilada y 50mL de ácido sulfúrico (1:10).

3.- Calentar la solución justo hasta ebullición y valorar con la solución de permanganato potásico 0.1N de factor conocido.

4.- Calcular el factor de esta solución de la siguiente manera:

V = volumen de solución de permanganato de potasio con factor fp empleado en la valoración.

f0 = factor de solución de oxalato amónico.

a) Extracción de la fracción húmica de la materia orgánica del suelo:

1.- Pesar con exactitud 5g de suelo desecado al aire y tamizado (Ø=2mm). (Si el suelo es muy orgánico pueden tomarse menos gramos y viceversa).

2.- La muestra se pone en un tubo de centrífuga y se agregan unos 30mL de NaOH 0.5 por 100.

3.- Calentar en baño de agua a 60ºC durante media hora; después se centrifuga a 4500rpm durante 5 minutos y el sobrenadante de color oscuro, se decanta. El proceso se repite hasta que el líquido quede incoloro tras la centrifugación.

4.- Reunir todos los extractos en un matraz aforado de 250mL y enrasar con agua destilada.

b) Fraccionamiento de la materia húmica:

1.- Tomar 20mL de la solución antes obtenida y verter en un tubo de centrífuga.

2.- Añadir H2SO4 aproximadamente 7N, hasta que la solución tenga un pH=4, comprobando con papel indicador de pH.

3.- Dejar flocular durante diez minutos calentando ligeramente para activar la floculación.

4.- Centrifugar durante cinco minutos a 4500rpm.

5.- El precipitado obtenido en la centrifugación está constituido por los ácido húmicos, mientras que los ácido fúlvicos quedan en disolución. Para separarlos, se decanta la solución de ácidos fúlvicos a un vaso de 100mL.

6.- Lavar el precipitado de ácidos húmicos con dos porciones de 10mL de H2SO4

aproximadamente 7N, añadiendo estos lavados a la solución de ácidos fúlvicos.

Si es necesario, después de cada lavado puede centrifugarse para asegurar una mejor separación del precipitado en la decantación del líquido de lavado.

7.- Pasar la solución de ácidos fúlvicos a una matraz aforado de 100mL, lavar el vaso con tres porciones de 5mL de H2SO4 (1:10), vertiendo los lavados en el matraz aforado de 100mL y diluir hasta el enrase con agua destilada.

c) Valoración de los ácidos húmicos y fúlvicos:

c.1) Ácidos húmicos:

1.- Disolver el precipitado de ácidos húmicos en la menor cantidad posible de NaOH 0.5N.

2.- Pasar la solución a un Erlemneyer de 500mL, lavar el tubo que contenía la solución de ácidos húmicos con dos porciones de 2mL de NaOH 0.5N y pasar los lavados al matraz Erlemneyer de 500mL.

3.- Añadir al matraz 25mL de KMnO4 0.1N y 25mL de agua destilada.

4.- Hervir la solución durante 10 minutos exactamente, enfriar y añadir 25mL de H2SO4 aproximadamente 7N.

5.-Añadir 25mL de oxalato amónico0.1N y agitar el matraz hasta que la solución quede incolora.

6.- Valorar a retroceso con KMnO4 0.1N a 40ºC aproximadamente.

Al añadir la primera fracción de 25mL de KMnO4 0.1N y hervir, se oxidan los ácidos húmicos, en medio alcalino y en caliente; el exceso de KMnO4 se reduce con el oxalato amónico añadido a continuación y el exceso de oxalato es el que se valora finalmente con KMnO4 0.1N. De esta forma, la cantidad KMnO4 empleada en la valoración final es equivalente a la cantidad de ácidos húmicos que se valoran.

c.2) Ácidos fúlvicos:

1.- Tomar volumétricamente 25mL de la solución de ácidos fúlvicos y verterlos en un matraz Erlemneyer de 250mL.

2.- Añadir 2gotas de la solución de rojo de metilo y valorar con NaOH 5N hasta el punto de viraje de dicho indicador.

3.- Tomar 25mL de la solución de ácidos fúlvicos y verter en un matraz Erlenmeyer de 500mL.

4.- Añadir a este matraz el volumen de NaOH 5N necesario para neutralizar la solución de ácidos fúlvicos (volumen determinado en los puntos 1 y 2).

5.- Añadir 25mL de KMnO4 0.1N y 25mL de agua destilada al matraz Erlenmeyer de 500mL, hervir durante diez minutos, enfriar y añadir 25mL de H2SO4 aproximadamente 7N y 25mL de la solución de oxalato de amonio 0.1N y agitar hasta que la solución quede incolora.

6.- Valorar a retroceso con KMnO4 0.1N a 40ºC aproximadamente.

CÁLCULOS:

Según se ha comprobado empíricamente, cada mililitro de KMnO4 0.1N, corresponde a 1.02mg de ácido húmico o fúlvico y los resultados se expresan en gramos por 100g de muestra, secada en estufa a 30ºC. Por tanto:

V = volumen de solución de KMnO4 0.1N con factor f1, empleado en la valoración final de los ácidos húmicos o fúlvicos;

f2 = factor de la solución de oxalato de amonio;

p = peso de la muestra correspondiente a la alícuota valorada.

RESULTADOS:

Calcular los porcentajes teniendo en cuenta las diluciones realizadas.

BIBLIOGRAFÍA:

* YÚFERA Primo; “Química Agrícola Tomo I”. Pág. 265 – 272.

Porcentaje de ácidos = húmicos o fúlvicos

TEMA: Electroremediación

OBJETIVO:

- Aplicar un campo eléctrico sobre una muestra de suelo para remover contaminantes como: metales pesados, aniones, especies orgánicas con una carga eléctrica.

- Eliminar metales pesados del suelo mediante electroremediación

- Determinar el pH óptimo de la reacción


Electroremediación de suelos

La electroremediación es un tratamiento electroquímico de suelos contaminados que involucra la aplicación de baja corriente directa o bajo gradiente de potencial a un par de electrodos, positivo (ánodo) y negativo (cátodo) que son insertados dentro del suelo.

De manera tradicional, se sabe que la aplicación de un gradiente de potencial da como resultado el transporte de iones (electromigración), el transporte del agua de solvatación de dichos cationes (electroósmosis), además del arrastre mecánico de coloides y bacterias (electroforesis).

Un efecto más de un campo eléctrico en un suelo húmedo es el calentamiento por electroresisitividad, que ocurre cuando se incrementa la potencia aplicada al sistema.

Si los contaminantes son cationes, pueden ser transportados hacia el cátodo donde pueden ser removidos por uno o varios métodos. Algunos de estos métodos son:

- Blindaje eléctrico (Electroplating)- Adsorción en el electrodo- Precipitación o co-precipitación en el electrodo- Bombeo cerca del electrodo- Complejación con resinas de intercambio iónico.- Captura en barreras reactivas permeables.

Dependiendo de la actividad humana en cuestión se pueden encontrar suelos con altos contenidos de compuestos orgánicos (pesticidas por ejemplo) o inorgánicos (principalmente metales pesados). Estos suelos contaminados pueden conducir a imprevisibles daños en la salud de los seres vivos, especialmente si se piensa en la cadena alimenticia que puede iniciarse en un vegetal creciendo en un medio contaminado, siendo ingerido por animales y posteriormente el hombre alimentándose de esa carne o leche.

Varias son las ventajas de recuperar metales mediante su reducción electroquímica, entre otras:

- El metal se recupera en su forma de mayor valor- No se necesitan agentes extras, el agua se puede reciclar- Se puede lograr control electroquímico del pH de la solución (importante para el caso del cromo ya que se requiere precipitarlo como Cr(OH)3).- Se minimiza la producción de lodos- Se puede lograr la deposición selectiva de metales- Se puede lograr la deposición de algunas aleaciones- Costo de operación bajos- Uso simple y compacto

La electroremediación es un proceso relativamente fácil, pero el análisis de su comportamiento nos lleva a explorar un mundo de posibilidades. El tratar un suelo "real", en donde no se sabe exactamente su contenido, obliga al investigador a utilizar una gran variedad de técnicas, para intentar entender de manera indirecta lo que le sucede al suelo y a su contenido cuando se le aplica el tratamiento.

Suceden cambios en la distribución de los contaminantes en el suelo, como podemos darnos cuenta al realizar el análisis gravimétrico. Los contaminantes se concentran a lo largo de la celda. Salen de entre las láminas del suelo, se solubilizan o dispersan en el agua, y continúan migrando hacia otras láminas. Es por eso que encontramos zonas en donde disminuye la cantidad de hidrocarburos, y en otras zonas aumenta.

La remediación de suelos puede hacerse de diferentes formas, una de esas formas es la electrolisis de los compuestos inorgánicos, es decir, aplicar una diferencia de potencial en un medio para separar los iones de distintas cargas y proceder a su oxidación o reducción según el ion involucrado

El proceso consiste en aplicar una diferencia de potencial en un suelo lodoso donde se sospecha la presencia del metal, en seguida controlando condiciones como temperatura, pH, voltaje, cantidad de soluto, podemos cuantificar la medida del metal recuperado. Además por dichas razones se puede utilizar como método alternativo para el tratamiento de aguas residuales.

Cromo VI como contaminante

El cromo se utiliza en aleaciones, en galvanoplastia y en los pigmentos. Compuestos de cromato con frecuencia se añaden al agua de refrigeración para el control de la corrosión.

El cromo puede existir en el suministro de agua, tanto en el cromo hexavalente y el estado trivalente, aunque la forma trivalente raramente se produce en el agua potable.El cromo se considera que no son esenciales para las plantas, sino un elemento traza

esencial para los animales. Compuestos de cromo hexavalente han demostrado ser cancerígeno por inhalación y corrosivo para los tejidos.

Las sales de cromo hexavalente se utilizan ampliamente en acabado de metales y aplicaciones, en el anodizado de aluminio, y en la fabricación de pinturas, tintes, explosivos y materiales cerámicos. Las sales de cromo trivalente se utilizan como mordientes en el teñido de textiles, en la industria cerámica y vidrio, en la industria del cuero como agente de bronceado, y en la fotografía. El cromo puede estar presente en las aguas residuales de estas industrias y también puede ser dado de alta del cromato de tratados con las aguas de refrigeración.

El cromo hexavalente reacciona con 1,5 difenilcarbohidrazida (s-difenilcarbazida) en un medio ácido para producir un color rojo-púrpura. La intensidad del color formado es proporcional a la concentración de cromo hexavalente.

EQUIPOS:

- Espectrofotómetro- Cargador de celular- Ánodo (clavo)- Cátodo (barra de aluminio)- Caja Petri- Microcentrífuga- Tubos Nessler- Pipetas de 1mL- Bureta de 50mL

REACTIVOS:

- Solución madre de cromo: Disolver 141,4 mg de K2Cr2O7 en agua y diluir a 100 ml,

1,00 ml = 500 g Cr.

- Solución estándar de cromo: Diluir 1,00 ml de solución madre de cromo de 100 ml,

1,00 ml = 5,00 g Cr.

- Ácido sulfúrico, H2SO4, conc, 18N y 6N.

- Ácido sulfúrico, H2SO4, 0,2 N: Diluir 17 ml de H2SO4 6N a 500 ml con agua.

- Solución difenilcarbazida: Disolver 250 mg de 1,5-difenilcarbazida (1,5-

difenilcarbohidrazida) en 50 ml de acetona. Guarde en un frasco oscuro. Descartar

cuando la solución se decolora.

- Hidróxido de sodio, 1 N: Disolver 40 g de NaOH en 1 l de agua. Guarde en una botella

de plástico.

PROCEDIMIENTO:

- El circuito se construye con un cargador de celular, en el polo positivo, se envuelve el carbón sacado de una pila o una pequeña barra de plomo y al otro un clavo.- En 50 g de suelo previamente pesado, secado y tamizado en un tamiz de 2 mm se colocan 35 mL de una solución de dicromato de potasio 5 ppm- Conectar el circuito con las puntas sumergidas en ambos extremos de la caja petri.- Tomar alícuotas de 1,5 ml, a los 0, 5, 15, 30 y 60 minutos, centrifugar a por 3 min, tomar 1 ml del sobrenadante y colocarlo en un tubo Nessler con 1,5 ml de ácido sulfúrico 7 N y 2 ml de o-difenilcarbazida - Esperar 10 min y aforar a 50 mL con agua destilada - Medir a 540 nm en el espectrofotómetro.- Para la curva de calibración tomamos alícuotas de una solución patrón de 5 ppm de dicromato, (0,1 - 0,2 - 0,5 - 1,0 - 1,5 - 3) mL, efectuar el procedimiento descrito anteriormente para la muestra y aforar a 50mL.

CÁLCULOS:

Interpolar la muestra en la curva de regresión resultante de los siguientes datos:

Absorbancia Concentración (Calcule en ppb)0.1ml soln estándar.0.2ml soln estándar.0.5ml soln estándar.1.0ml soln estándar.1.5ml soln estándar.

RESULTADOS:Realizar una gráfica de concentración de cromo vs tiempo

CUESTIONARIO:1.- Defina cátodo y ánodo en una celda electrolítica y en una pila.2.- Consulte los siguientes términos:- Electromigración- Electroósmosis- Electroforesis.3.- ¿Cuál es el electrodo al que se mueven las siguientes especies?: Cr 2O72-, Cr3+, OH-, H+.4.- ¿Qué procedimiento se lleva a cabo en grandes extensiones de suelo contaminado?5.- ¿Qué efecto tiene añadir al suelo una solución de KCl en lugar de agua pura?6.- ¿Cómo se remueven las principales interferencias en la determinación de Cr6+?

BIBLIOGRAFÍA:

CLESCERI Leonore; “Standard methods for the examination of water and wastewater”; 16ª edición.

ANEXOS

Anexo 1. Frases R y S (Significado de las frases R y S en las Etiquetas) “en desuso”

"R" Reactividad

R1 - Explosivo en estado seco.R2 - Riesgo de explosión por choque, fricción, fuego u otras fuentes de ignición.R3 - Alto riesgo de explosión por choque, fricción, fuego u otras fuentes de ignición.R4 - Forma compuestos metálicos explosivos muy sensibles.R5 - Peligro de explosión en caso de calentamiento.R6 - Peligro de explosión, en contacto o sin contacto con el aire.R7 - Puede provocar incendios.R8 - Peligro de fuego en contacto con materias combustibles.R9 - Peligro de explosión al mezclar con materias combustibles.R10 - Inflamable.R11 - Fácilmente inflamable.R12 - Extremadamente inflamable.R14 - Reacciona violentamente con el agua.R15 - Reacciona con el agua liberando gases extremadamente inflamables.R16 - Puede explosionar en mezcla con substancias comburentes.R17 - Se inflama espontáneamente en contacto con el aire.R18 - Al usarlo pueden formarse mezclas aire-vapor explosivas/inflamables.R19 - Puede formar peróxidos explosivos.R20 - Nocivo por inhalación.R21 - Nocivo en contacto con la piel.R22 - Nocivo por ingestión.R23 - Tóxico por inhalación.R24 - Tóxico en contacto con la piel.R25 - Tóxico por ingestión.R26 - Muy tóxico por inhalación.R27 - Muy tóxico en contacto con la piel.R28 - Muy tóxico por ingestión.R29 - En contacto con agua libera gases tóxicos.R30 - Puede inflamarse fácilmente al usarlo.R31 - En contacto con ácidos libera gases tóxicos.R32 - En contacto con ácidos libera gases muy tóxicos.R33 - Peligro de efectos acumulativos.R34 - Provoca quemaduras.R35 - Provoca quemaduras graves.R36 - Irrita los ojos.R37 - Irrita las vías respiratorias.R38 - Irrita la piel.R39 - Peligro de efectos irreversibles muy graves.R40 - Posibles efectos cancerígenos.R41 - Riesgo de lesiones oculares graves.R42 - Posibilidad de sensibilización por inhalación.R43 - Posibilidad de sensibilización en contacto con la piel.R44 - Riesgo de explosión al calentarlo en ambiente confinado.R45 - Puede causar cáncer.

R46 - Puede causar alteraciones genéticas hereditarias.R48 - Riesgo de efectos graves para la salud en caso de exposición prolongada.R49 - Puede causar cáncer por inhalación.R50 - Muy tóxico para los organismos acuáticos.R51 - Tóxico para los organismos acuáticos.R52 - Nocivo para los organismos acuáticos.R53 - Puede provocar a largo plazo efectos negativos en el medio ambiente acuático.R54 - Tóxico para la flora.R55 - Tóxico para la fauna.R56 - Tóxico para los organismos del suelo.R57 - Tóxico para las abejas.R58 - Puede provocar a largo plazo efectos negativos en el medio ambiente.R59 - Peligroso para la capa de ozono.R60 - Puede perjudicar la fertilidad.R61 - Riesgo durante el embarazo de efectos adversos para el feto.R62 - Posible riesgo de perjudicar la fertilidad.R63 - Posible riesgo durante el embarazo de efectos adversos para el feto.R64 - Puede perjudicar a los niños alimentados con leche materna.R65 - Nocivo: si se ingiere puede causar daño pulmonar.R66 - La exposición repetida puede provocar sequedad o formación de grietas en la piel.R67 - La inhalación de vapores puede provocar somnolencia y vértigo.R68 - Posibilidad de efectos irreversibles.

"S" Seguridad

S1 Consérvese bajo llave. S2 Manténgase fuera del alcance de los niños. S3 Consérvese en lugar fresco. S4 Manténgase lejos de locales habitados. S5 Consérvese en (líquido apropiado a especificar por el fabricante). S6 Consérvese en (gas inerte a especificar por el fabricante). S7 Manténgase el recipiente bien cerrado. S8 Manténgase el recipiente en lugar seco. S9 Consérvese el recipiente en lugar bien ventilado. S12 No cerrar el recipiente herméticamente. S13 Manténgase lejos de alimentos, bebidas y piensos. S14 Consérvese lejos de (materiales incompatibles a especificar por el fabricante). S15 Conservar alejado del calor. S16 Conservar alejado de toda llama o fuente de chispas - No fumar. S17 Manténgase lejos de materiales combustibles. S18 Manipúlese y ábrase el recipiente con prudencia. S20 No comer ni beber durante su utilización. S21 No fumar durante su utilización. S22 No respirar el polvo. S23 No respirar los gases/humos/vapores/aerosoles [denominación(es) adecuada(s) a especificar por el fabricante]. S24 Evítese el contacto con la piel. S25 Evítese el contacto con los ojos. S26 En caso de contacto con los ojos, lávense inmediata y abundantemente con agua y acúdase a un médico. S27 Quítese inmediatamente la ropa manchada o salpicada.

S28 En caso de contacto con la piel, lávese inmediata y abundantemente con ... (productos a especificar por el fabricante). S29 No tirar los residuos por el desagüe. S30 No echar jamás agua a este producto. S33 Evítese la acumulación de cargas electrostáticas. S35 Elimínense los residuos del producto y sus recipientes con todas las precauciones posibles. S36 Úsese indumentaria protectora adecuada. S37 Úsense guantes adecuados. S38 En caso de ventilación insuficiente, úsese equipo respiratorio adecuado. S39 Úsese protección para los ojos/la cara. S40 Para limpiar el suelo y los objetos contaminados por este producto, úsese ... (a especificar por el fabricante). S41 En caso de incendio y/o de explosión, no respire los humos. S42 Durante las fumigaciones/pulverizaciones, úsese equipo respiratorio adecuado [denominación (es) adecuada(s) a especificar por el fabricante]. S43 En caso de incendio, utilizar (los medios de extinción los debe especificar el fabricante). (Si el agua aumenta el riesgo, se deberá añadir: "No usar nunca agua'). S45 En caso de accidente o malestar, acúdase inmediatamente al médico (si es posible, muéstresele la etiqueta). S46 En caso de ingestión, acúdase inmediatamente al médico y muéstrele la etiqueta o el envase. S47 Consérvese a una temperatura no superior a °C (a especificar por el fabricante). S48 Consérvese húmedo con (medio apropiado a especificar por el fabricante). S49 Consérvese únicamente en el recipiente de origen. S50 No mezclar con (a especificar por el fabricante). S51 Úsese únicamente en lugares bien ventilados. S52 No usar sobre grandes superficies en locales habitados. S53 Evítese la exposición - recábense instrucciones especiales antes del uso. S56 Elimínense esta sustancia y su recipiente en un punto de recogida pública de residuos especiales o peligrosos. S57 Utilícese un envase de seguridad adecuado para evitar la contaminación del medio ambiente. S59 Remitirse al fabricante o proveedor para obtener información sobre su recuperación/reciclado. S60 Elimínense el producto y su recipiente como residuos peligrosos. S61 Evítese su liberación al medio ambiente. Recábense instrucciones específicas/ficha de datos de seguridad. S62 En caso de ingestión no provocar el vómito: acúdase inmediatamente al médico y muéstresele la etiqueta o el envase. S63 En caso de accidente por inhalación, alejar a la víctima fuera de la zona contaminada y mantenerla en reposo. S64 En caso de ingestión, lavar la boca con agua (solamente si la persona está consciente).

Nota: también se puede utilizar las siguientes combinaciones de frases SS1/2, S3/7, S3/9/14, S3/9/14/49, S3/9/49, S3/14, S7/8, S7/9, S7/47, S20/21, S24/25, S27/28, S29/35, S29/56, S36/37, S36/37/39, S36/ 39, S37/39, S47/49.

Anexo 2.- HDS Hojas de datos de Seguridad

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