UNIDAD ACADÉMICA DE CIENCIAS QUÍMICAS Y DE LA SALUD CARRERA DE...
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UNIDAD ACADÉMICA DE CIENCIAS QUÍMICAS Y DE LA SALUD CARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA MACHALA 2016 GUARAS GUAMÁN ANÍBAL XAVIER CUANTIFICACIÓN DE MAGNESIO A PARTIR DE LA DUREZA TOTAL Y CALCIO DEL RIO DOS BOCAS DE LA PARROQUIA EL PROGRESO
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UNIDAD ACADÉMICA DE CIENCIAS QUÍMICAS Y DE LASALUD
CARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA
MACHALA2016
GUARAS GUAMÁN ANÍBAL XAVIER
CUANTIFICACIÓN DE MAGNESIO A PARTIR DE LA DUREZA TOTAL YCALCIO DEL RIO DOS BOCAS DE LA PARROQUIA EL PROGRESO
UNIDAD ACADÉMICA DE CIENCIAS QUÍMICAS Y DE LASALUD
CARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA
MACHALA2016
GUARAS GUAMÁN ANÍBAL XAVIER
CUANTIFICACIÓN DE MAGNESIO A PARTIR DE LA DUREZATOTAL Y CALCIO DEL RIO DOS BOCAS DE LA PARROQUIA EL
PROGRESO
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4
U R K N DU
I
DEDICATORIA
Este presente trabajo está dedicado a Dios, por ser mi guía en cada paso que daba quien
nunca me abandonó en momentos difíciles, el que me dio fuerzas para seguir adelante en
todo lo que me proponía.
A mis padres, quienes día a día me inculcaron muchos consejos en la vida, también por
enseñarme ser una persona responsable, y con cada lucha y esfuerzo me dieron el estudio
que es lo más importante para mi futuro sintiéndome muy orgulloso de mis padres.
II
AGRADECIMIENTO
Agradezco a la Universidad Técnica de Machala, por darme la oportunidad de realizar mi
sueño de ser un profesional con ética y valores, que a su vez se convirtió en mi otro hogar
estos últimos 5 años.
A los profesores quienes fueron los consejeros dentro y fuera de las aulas siendo unos
excelentes docentes y amigos a su vez aunque poco a poco fueron jubilándose por sus
valiosos años de servicio a la institución.
A mis amigos, amigas ya que fuimos un solo grupo pequeño pero siempre unidos,
compartiendo experiencias de vida, aconsejándonos mutuamente y ayudándonos en las
buenas y malas porque en la universidad se aprende a vivir y a crecer cada día más.
III
RESUMEN
El agua es un elemento muy importante y esencial para la vida, por tal motivo no se debe
arrojar contaminantes tóxicos hacia la misma, se debe preservar sus fuentes tales como:
mares, ríos, lagos y otros; debido que pueden alterar sus propiedades físico-químicas.
Este tipo de actividades son las que producen la contaminación de las aguas naturales, y
realizando su respectivo análisis para saber si se encuentra óptima el uso de la misma en
diferentes áreas.
El presente trabajo se enfocó en la cuantificación de magnesio a partir de la dureza total
y calcio en una muestra de agua del rio “Dos Bocas”, que se encuentra ubicado en la
parroquia El Progreso, del cantón Pasaje, provincia de El Oro.
Se realizó los cálculos correspondientes para la cuantificación de magnesio en el agua del
rio “Dos Bocas” y se obtuvo una concentración de 10 ppm de Mg+2 que se encuentra
expresado como carbonato de magnesio (MgCO3), además se realizó tres tomas de
muestras del rio anteriormente mencionado y se envió al laboratorio de análisis agrícolas
NEMALAB S.A. para sus respectivos análisis tanto de dureza total, calcio y magnesio,
los resultados de los análisis se encuentran expresados en el cuadro 1 realizando una
comparación con los datos proporcionados del caso práctico, con respecto a los límites
permisibles que dictamina las normas TULSMA de calidad del agua la concentración de
dureza total debe contener como límite máximo permisible 500ppm por lo tanto se puede
decir que el agua del rio “Dos Bocas” cumple con los límites permisibles
PALABRAS CLAVES: dureza total, calcio, magnesio, propiedades físico-químicas,
cuantificación
IV
ÍNDICE
INTRODUCCIÓN .......................................................................................................... 1
1. El agua ...................................................................................................................... 3
2.1 Calidad del agua ............................................................................................... 3
2.2 Tipos de aguas .................................................................................................. 3
2.2.1 Agua potable .............................................................................................. 3
2.2.2 Agua dura .................................................................................................. 4
2.2.3 Agua de lagos y ríos .................................................................................. 4
2.2.4 Aguas residuales ........................................................................................ 4
2.3 Características físico-químicas del agua ....................................................... 4
2.3.1 Características físicas del agua ................................................................ 4
2.3.1.1 Turbiedad .................................................................................................. 5
2.3.1.2 Color ........................................................................................................... 5
2.3.1.3 Olor y Sabor .............................................................................................. 5
2.3.1.4 Conductividad ........................................................................................... 5
2.3.1.5 Temperatura .............................................................................................. 6
2.3.1.6 Sólidos suspendidos................................................................................... 6
2.3.2 Características químicas del agua ........................................................... 6
2.3.2.1 Dureza ........................................................................................................ 6
2.3.2.2 Alcalinidad ................................................................................................. 7
2.3.2.3 pH ............................................................................................................... 7
2.3.2.4 Sulfatos ....................................................................................................... 7
2.3.2.5 Fosfatos ...................................................................................................... 7
2.3.2.6 Cloruros ..................................................................................................... 8
2.3.2.7 Oxígeno disuelto ........................................................................................ 8
2.3.2.8 Calcio .......................................................................................................... 8
V
2.3.2.9 Magnesio .................................................................................................... 8
2. CÁLCULOS ........................................................................................................... 13
3. CONCLUSIONES ................................................................................................. 20
BIBLIOGRAFÍA .......................................................................................................... 21
VI
Lista de cuadros
Cuadro 1. Resultados del análisis químico en el agua del rio "Dos Bocas" ________ 13
Cuadro 2. Comparación de los resultados analizados en el laboratorio NEMALAB S.A.
con los valores proporcionados del caso práctico. ____________________________ 15
Lista de ilustraciones
Ilustración 1. Toma de muestra de agua del rio "Dos Bocas" punto 1 _____________ 9
Ilustración 2. Toma de muestra de agua del rio "Dos Bocas" punto 2 ____________ 10
Ilustración 3. Toma de muestra de agua del rio "Dos Bocas" punto 3 ____________ 10
Ilustración 4. Determinación de las coordenadas de cada punto de muestreo con GPS
GRMIN CTREX 10 _____________________________________________________ 11
Lista de gráficos
Gráfico 1. Comparación de la concentración de calcio, magnesio y dureza total en
diferentes puntos de muestra. ____________________________________________ 16
Gráfico 2. Comparación de resultados de análisis del contenido de calcio en agua del
rio "Dos Bocas" realizado en laboratorio NEMALAB S.A. con el valor proporcionado
de trabajo práctico. ____________________________________________________ 17
Gráfico 3. Comparación de resultados de análisis del contenido de magnesio en el
agua de rio "Dos Bocas" realizado en laboratorio NEMALAB S.A. con el valor
proporcionado del trabajo práctico. _______________________________________ 18
VII
Gráfico 4. Comparación de resultados de análisis del contenido de dureza total en el
agua del rio "Dos Bocas" realizado en laboratorio NEMALAB S.A. con el valor
proporcionado del trabajo práctico. _______________________________________ 19
VIII
Lista de abreviaturas y símbolos
Ca: Calcio
Mg: Magnesio
Ppm: Partes por millón
Ca (CO3): Carbonato de calcio
Mg (CO3): Carbonato de magnesio
μm: Micra
dl: decilitro
mg: Miligramos
nm: Nanómetros
1
INTRODUCCIÓN
“El agua es esencial e imprescindible para que la vida misma sea posible sobre la faz de
la tierra” (1). La cual a su vez se encuentra presente en el planeta con un 70% tanto en
los océanos, lagos, ríos, etc. En cambio en su forma sólida se encuentra en los casquetes
polares.
Este recurso hídrico renovable tiene unas características únicas que la hace fundamental
para la vida de los seres humanos, está presente en cualquier actividad que se realice por
lo tanto hasta hoy no se conoce ninguna otra sustancia que pueda reemplazarla, es por
esto que se la considera como el recurso único que servirá para el desarrollo sostenible.
Por tal razón es importante darle su respectivo tratamiento a las aguas para su acorde uso,
tanto para uso doméstico e industrial.
En algunas industrias las aguas residuales salientes son arrojadas directamente a los ríos
sin darles ningún tratamiento óptimo a dichas aguas es por esto que son los principales
causantes de la contaminación provocando la inexistencia de seres vivos tanto en los ríos
como en los mares que son afectados por estas aguas contaminadas.
“La mayor parte de las empresas utiliza agua para sus procesos industriales o para los
servicios de la planta” (3). Normalmente el agua es indispensable para cualquier uso
cotidiano diariamente de todos los humanos.
“Uno de los fines principales del consumo de agua, a nivel industrial, es su uso como
elemento de transferencia de calor en procesos de calentamiento” (4). La cual se usa en
calderas para generar vapor y a través de estos generar energía calórica para ser utilizada
en diferentes partes de una industria. El agua utilizada en una caldera debe ser
previamente tratada para evitar dificultades tales como: corrosión, incrustaciones y
depósitos, todos estos problemas están contenidos y relacionados con las impurezas que
contiene el agua.
El presente trabajo tiene como finalidad cuantificar el ión magnesio a partir de la dureza
total y calcio de una muestra de agua del río “Dos Bocas” que se encuentra ubicado en la
parroquia el Progreso, del cantón Pasaje, provincia de El Oro.
2
La alta concentración de sales de calcio y magnesio presente en el agua es causante de la
dureza total, por lo que ocasiona incrustaciones en las tuberías de agua.
Partiendo de lo dicho, el problema que puede ocasionar una dureza muy elevada en el
agua es disminuir la eficiencia en calderas que son utilizadas en industrias para generar
energía calorífica.
El propósito de realizar este tipo de estudio es comprobar que la concentración de dureza
total en el agua del río “Dos Bocas” se encuentre dentro del límite permisible que
establece la norma de calidad del agua TULSMA.
3
1. El agua
“El agua es un elemento indispensable para nuestra existencia como especie, siendo así
mismo un medio para nuestro desarrollo socioeconómico” (3). La calidad del agua para
el desarrollo de los seres vivos suele ser caracterizada por varios tipos de análisis que se
rigen en las normas correspondientes para distintas clases de aguas, siendo el propósito
de conocer la calidad y establecer si cumple con los parámetros de calidad permitidos
para utilizar en diferentes áreas.
“La disponibilidad de agua es de suma importancia para la vida y el desenvolvimiento
económico de cualquier región del mundo” (2). Este recurso es indispensable para todos
los seres vivos ya que posee unas propiedades únicas en su calidad siendo la mayor
demanda en el sector agrícola.
2.1 Calidad del agua
“La calidad del agua tiene consecuencias directas sobre la salud humana” (2). La calidad
del agua es necesaria tanto para la salud y el desarrollo productivo debido que la salud de
los seres humanos depende solamente de la calidad del agua consumida. “La calidad del
agua se determina comparando las características físicas y químicas de una muestra de
agua con estándares de calidad del agua” (5). Por lo tanto el control bacteriológico del
agua es importante para mejorar el buen manejo de este recurso hídrico y uso para muchas
actividades, por tal motivo se debe realizar una evaluación de la calidad para comparar
sus parámetros de control con los que están establecidos en las normas de calidad del
agua TULSMA y así implementar controles físico-químicos y microbiológicos.
2.2 Tipos de aguas
2.2.1 Agua potable
Es una sustancia que es sometida a procesos de potabilización la misma que sea apta para
el consumo humano o animal, por tal razón puede ser consumida sin ningún peligro para
la salud. El proceso de potabilización se realiza con la purificación, filtración y otras
operaciones las cuales no logran que el agua sea químicamente pura. “El magnesio se
4
presenta en el agua potable como carbonato de magnesio (MgCO3), y junto con el calcio
y el flúor, principalmente, son los que conforman la dureza del agua” (6).
2.2.2 Agua dura
Se conoce como agua dura a las pequeñas cantidades de sales de calcio y magnesio que
contiene el agua, estos minerales dificultan que otras sustancias se puedan disolver
correctamente en el agua, por lo tanto las aguas duras provocan incrustaciones en las
tuberías de agua potable.
2.2.3 Agua de lagos y ríos
El agua de los lagos son como mares pequeños, algunos son de agua salada mientras que
otros son de agua dulce, el agua de los ríos es dulce con pequeñas cantidades de minerales
presentes tales como el magnesio y calcio.
2.2.4 Aguas residuales
Se denominan aguas residuales a aquellas aguas que son contaminadas durante su empleo
en diferentes actividades realizadas. En cuanto a los trabajos de ganadería y agricultura
producen una contaminación muy peligrosa con sus residuos orgánicos que son arrojados
hacia los ríos directamente.
“El mal tratamiento de aguas servidas de los hogares o industrias, provocan precursores
responsables del deterioro de los ríos así como de las aguas subterráneas que contienen el
preciado líquido vital” (7).
2.3 Características físico-químicas del agua
2.3.1 Características físicas del agua
Turbiedad
Color
Olor y Sabor
Conductividad
Temperatura
5
Sólidos suspendidos
Para conocer cada una de estas características físicas a continuación se presenta las
respectivas definiciones.
2.3.1.1 Turbiedad
Es la reducción de transparencia de un líquido que se origina por las partículas en
suspensión y disueltas de gases líquidos y sólidos, la turbiedad se mide mediante el
método de UNF (Unidades nefelometricas de formacina).
2.3.1.2 Color
Se debe a presencias de compuestos inorgánicos, orgánicos e iones metálicos tales como
hierro y magnesio.
Color verdadero. Es el color del agua, después de que se elimina la turbiedad.
Color aparente. Se denomina color aparente al color producido por las sustancias disueltas
y materiales en suspensión en el agua.
2.3.1.3 Olor y Sabor
Tanto el olor como el sabor del agua están relacionados entre sí por lo que son unas
características principales que constituye el agua.
2.3.1.4 Conductividad
Es una medida de la capacidad que permite transportar una corriente eléctrica a una
solución acuosa. Es muy utilizado para determinar el contenido de sales disueltas en ella.
6
2.3.1.5 Temperatura
Es un parámetro muy importante en el agua, influye tanto en el retardo o aceleración de
una actividad biológica. Cuando la temperatura aumenta la concentración de oxigeno
disminuye haciendo que el agua sea déficit de oxígeno, ocasionando la muerte de especies
acuáticas.
2.3.1.6 Sólidos suspendidos
Son los sólidos suspendidos de material orgánico e inorgánico que se encuentran en
suspensión en el agua.
2.3.2 Características químicas del agua
Dureza
Alcalinidad
pH
Sulfatos
Fosfatos
Cloruro
Oxígeno disuelto
Calcio
Magnesio
En cuanto a las características químicas del agua definiremos a cada una de ellas para una
mejor comprensión.
2.3.2.1 Dureza
El término dureza se refiere a la concentración de iones calcio y magnesio en muestra de
agua y constituye un parámetro de la calidad del agua de interés doméstico o industrial.
La dureza del agua está asociada a la capacidad de cationes presentes en la misma, el agua
dura ocasiona depósitos sólidos en las tuberías llegando a obstruir, se determina dos tipos
7
de dureza tales como, dureza temporal que solo contiene carbonatos de calcio y magnesio,
y en cuanto la dureza permanente solo contiene sales de calcio y magnesio.
“Las durezas de carbonato de calcio y carbonato de magnesio son menos soluble en agua
caliente que en agua fría” (8). El límite máximo permisible de la dureza total en agua
natural para consumo humano es de 500ppm CaCO3 que dictamina la norma TULSMA
de calidad del agua.
2.3.2.2 Alcalinidad
Se refiere a la capacidad del agua que neutraliza ácidos en presencia de carbonatos, y
bicarbonatos, la cual es la causa de la alcalinidad del agua más común y se expresa como
carbonato de calcio.
2.3.2.3 pH
Es el parámetro más importante que se utiliza con frecuencia en pruebas usadas en el agua
realizando medidas tanto ácidas o alcalinas. El pH muestra la concentración de iones
hidrógenos que se encuentran presentes en disoluciones.
2.3.2.4 Sulfatos
Es uno de los compuestos que están presentes en cantidades mayores en aguas naturales.
El ion sulfato es importante determinar, se han reportado muchos casos como la acción
laxante en el cuerpo especialmente en los niños.
2.3.2.5 Fosfatos
Los fosfatos se encuentran comúnmente en las aguas naturales porque son nutrientes
esenciales para la vida acuática los más comunes son los ortofosfatos, fosfatos
condensados y los fosfatos orgánicos.
8
2.3.2.6 Cloruros
Normalmente las aguas superficiales no contienen cloruros con concentraciones muy
altas para que pueda afectar el sabor, de tal manera estos pueden ejercer una acción de
disolvente en ciertas sales que están presentes en el agua.
2.3.2.7 Oxígeno disuelto
La presencia de oxígeno disuelto resulta principalmente del aire, los niveles bajos de
oxígeno en el agua indican una contaminación elevada debido a materia orgánica o una
actividad bacteriana en el agua.
2.3.2.8 Calcio
Es un mineral muy importante para la vida de las plantas y animales, es el tercer elemento
que se encuentra muy abundante en la corteza terrestre. “El calcio es considerado un
macromineral, ya que necesitamos consumir más de 100mg/día. La concentración normal
de calcio en la sangre es de 10mg/dl con un rango entre 8,8 y 10,6mg/dl” (9). En cambio
refiriéndonos a la concentración de calcio en el agua y su uso a nivel industrial es
perjudicial ya que los iones de calcio junto con los iones de magnesio forman
incrustaciones, cuando su concentración es muy elevada ocasiona que el agua sea dura,
para esto se realiza el llamado ablandamiento del agua.
2.3.2.9 Magnesio
El magnesio (Mg) es el cuarto catión más abundante en el cuerpo humano y el segundo
más abundante en el fluido intracelular (10). No se encuentra en su estado libre sino se
encuentra combinado como carbonato de magnesio, este a su vez se encuentra en el agua
en pequeñas o grandes concentraciones junto con el calcio formando la denominada
dureza total siendo la que ocasiona los depósitos en las tuberías de agua.
9
TOMA DE MUESTRA DEL RÍO “DOS BOCAS
Para la toma de muestra de un río, de acuerdo a las normas INEN 2176:1998 se debe
utilizar frascos de vidrio o de polietileno considerando diversos factores tales como
profundidad, caudal, distancia a la orilla. La muestra se tomó lo más lejos posible de la
orilla, procurando no remover el fondo.
Para tomar una muestra de un lago o de un río se debe sujetar el frasco por el fondo en
posición invertida, sumergiéndolo completamente y dándole la vuelta en sentido contrario
a la corriente (río) o desplazándolo horizontalmente en la dirección de la boca del frasco
(lago).
Se determinó 3 puntos de toma de muestra en el río “Dos Bocas” ubicado en la parroquia
El Progreso, del cantón Pasaje, provincia de El Oro. Como establece a las normas INEN
2176:1998 con una distancia de 200 metros de cada punto y a su vez con sus respectivas
coordenadas.
Ilustración 1. Toma de muestra de agua del rio "Dos Bocas" punto 1
Fuente: Celular Samsung Galaxy ACE, registro fotográfico en las riberas del río “Dos Bocas”
Coordenadas: Datum WGS 84. 17M: X= 0639984 Y= 9638577 Fecha: Miércoles 29
de julio de 2016
10
Ilustración 2. Toma de muestra de agua del rio "Dos Bocas" punto 2
Fuente: Celular Samsung Galaxy ACE, registro fotográfico en las riberas del río “Dos Bocas”
Coordenadas: Datum WGS 84. 17M: X= 0640107 Y= 9638588 Fecha: Miércoles 29 de
julio de 2016
Ilustración 3. Toma de muestra de agua del rio "Dos Bocas" punto 3
Fuente: Celular Samsung Galaxy ACE, registro fotográfico en las riberas del río “Dos Bocas”
Coordenadas: Datum WGS 84. 17M X= 0640262 Y= 9638599 Fecha: Miércoles 29 de julio
de 2016
11
Ilustración 4. Determinación de las coordenadas de cada punto de muestreo con GPS
GRMIN CTREX 10
Fuente: Celular Samsung Galaxy ACE, registro fotográfico en las riveras del río “Dos Bocas”
METODOLOGÍA UTILIZADA PARA LA DETERMINACIÓN DE MAGNESIO
EN AGUA DEL RIO “DOS BOCAS”.
ANÁLISIS REALIZADOS EN LAS INSTALACIONES DEL LABORATORIO
NEMALAB S.A.
MÉTODO: ABSORCIÓN ATÓMICA
Esta normativa técnica se utiliza para la determinación de magnesio (Mg) en aguas
naturales y otras matrices ambientales digeridas (aguas residuales, residuos sólidos,
suelos, sedimentos, soluciones resultantes del test de toxicidad en lixiviados, etc.), en el
rango de 0,007 a 1ppm para la llama de aire/acetileno u óxido nitroso/acetileno.
Para la determinación de magnesio tanto en aguas de ríos, arroyos, lluvia, subterráneas,
etc. Se realiza un filtrado a la muestra previo a su preservación por filtro membrana de
0,45 μm. El metal se determina por Espectrofotometría de Absorción Atómica (EAA) con
12
llama, a 285,2 nm y una lámpara de cátodo hueco de magnesio. El contenido de magnesio
se determina mediante una curva de calibración.
Se prepara como mínimo cuatro soluciones estándar de magnesio y un cero, por peso, en
tubos de plástico, a partir de la solución estándar de 1000ppm o de 100ppm diluyendo
con ácido nítrico, agua y solución de lantano o solución de cesio (según se use llama de
aire o de óxido nitroso respectivamente) tal que la concentración final de ácido sea la
misma que las muestras y 10% v/v la solución de lantano o 10% v/v la solución de cesio.
Medir las muestras con sus duplicados y blancos. Aproximadamente cada 10 lecturas de
muestras, medir un estándar de la curva de calibración. Si la medida de la muestra excede
el mayor valor de curva preparada, preparar estándares de mayor concentración, como en
10.1 o diluir la muestra con agua, ácido nítrico, lantano o cesio, según corresponda. La
concentración final deberá ser aproximadamente 10% v/v para cesio o 10 %v/v para
lantano y misma proporción de ácido nítrico que las muestras.
El contenido de magnesio se determina mediante una lectura directa de la curva de
calibración.
METODOLOGÍA UTILIZADA PARA LA DETERMINACIÓN DE CALCIO EN
AGUA DEL RIO “DOS BOCAS”.
ANÁLISIS REALIZADOS EN LAS INSTALACIONES DEL LABORATORIO
NEMALAB S.A.
MÉTODO: ABSORCIÓN ATÓMICA
Esta normativa técnica se utiliza para la determinación de calcio (Ca) en aguas naturales
y otras matrices ambientales digeridas (aguas residuales, residuos sólidos, suelos,
sedimentos, soluciones resultantes del test de toxicidad en lixiviados, etc.), en el rango de
0,05 a 7ppm para la llama de óxido nitroso / acetileno y de 0,4 a 50ppm para la llama aire
/ acetileno.
Para determinar calcio para aguas naturales (ríos, arroyos, lluvia, subterránea, etc), se
realiza un filtrando la muestra previo a su preservación por filtro membrana de 0,45 μm
para reducir la interferencia por materia orgánica y convertir todo el metal a una forma
libre y una lámpara de cátodo hueco de calcio. El metal se determina por
13
Espectrofotometría de Absorción Atómica (EAA) con llama a 422,7 nm. El contenido de
calcio se determina mediante una curva de calibración.
Se preparar como mínimo cuatro soluciones estándar de calcio y un cero a partir de la
solución estándar de 1000ppm o de 100ppm diluyendo con ácido nítrico, agua y solución
de lantano o solución de cesio (según se use llama de aire o de óxido nitroso
respectivamente) tal que la concentración final de ácido sea la misma que las muestras y
10% v/v la solución de lantano o 10% v/v la solución de cesio.
Medir las muestras con sus duplicados y blancos. Aproximadamente cada 10 lecturas de
muestras, medir un estándar de la curva de calibración. Si la medida de la muestra excede
el mayor valor de curva preparada, preparar estándares de mayor concentración, como en
10.1 o diluir la muestra con agua, ácido nítrico, lantano o cesio, según corresponda. La
concentración final deberá ser aproximadamente 10% v/v para cesio o 10 %v/v para
lantano y misma proporción de ácido nítrico que las muestras.
El contenido de calcio se determina mediante una lectura directa de la curva de
calibración.
LABORATORIO DE ANÁLISIS AGRÍCOLA NEMALAB S.A.
Cuadro 1. Resultados del análisis químico en el agua del rio "Dos Bocas"
MUESTRA CALCIO
(ppm)
MAGNESIO
(ppm)
DUREZA
TOTAL (ppm)
1 204 16.038 30.9
2 156 13.122 23.9
3 144 11.664 21.9
Fuente: Laboratorio NEMALAB S.A.
LABORATORIO DE ANÁLISIS BROMATOLÓGICOS UTMACH
2. CÁLCULOS
Determinación de la concentración de magnesio del agua del rio “Dos Bocas” a partir de
la dureza total y calcio a partir de los datos proporcionados del problema.
14
Datos:
Dureza total= 30ppm expresados en (CaCO3)
Calcio= 8ppm
Para la determinación de magnesio primero se debe realizar el cálculo de la dureza
relativa del calcio expresados como carbonato de calcio (CaCO3) a partir de la siguiente
ecuación.
𝑝𝑝𝑚. 𝐶𝑎 𝑥 100 𝐶𝑎𝐶𝑂3
40𝐶𝑎= 𝑝𝑝𝑚. 𝑑𝑒 𝐶𝑎
ecu (1)
Reemplazando valores en la ecuación 1.
8𝑝𝑝𝑚. 𝐶𝑎 𝑥 100 𝐶𝑎𝐶𝑂3
40𝐶𝑎= 20𝑝𝑝𝑚. 𝑑𝑒 𝐶𝑎 (𝑒𝑥𝑝𝑟𝑒𝑠𝑎𝑑𝑜𝑠 𝑐𝑜𝑚𝑜 𝐶𝑎𝐶𝑂3)
Calculo de magnesio
𝑝𝑝𝑚. 𝐷𝑢𝑟𝑒𝑧𝑎 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 (𝐶𝑎𝐶𝑂3) − 𝑝𝑝𝑚. 𝐶𝑎 (𝐶𝑎𝐶𝑂3) = 𝑝𝑝𝑚. 𝑀𝑔+2
ecu (2)
Remplazando valores en la ecuación 2.
30𝑝𝑝𝑚. 𝐷𝑢𝑟𝑒𝑧𝑎 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 (𝐶𝑎𝐶𝑂3) − 20𝑝𝑝𝑚. 𝐶𝑎 (𝐶𝑎𝐶𝑂3) = 10 𝑝𝑝𝑚. 𝑀𝑔+2
15
Cuadro 2. Comparación de los resultados analizados en el laboratorio NEMALAB S.A.
con los valores proporcionados del caso práctico.
Fuente: Elaboración propia
DATOS
PROPORCIONADOS DEL
PROBLEMA PRACTICO
DEL EXÁMEN
COMPLEXIVO
RESULTADOS DE LOS ANÁLISIS
DE AGUA DEL RIO "DOS BOCAS"
LABORATORIO NEMALAB S.A.
MUESTRA
1
MUESTRA
2
MUESTRA
3
PA
RÁ
ME
TR
OS
CALCIO (ppm) 8 204 156 144
MAGNESIO (ppm) 10 16.038 13.122 11.664
DUREZA TOTAL (ppm) 30 30,9 23,9 21,9
16
ANÁLISIS DE RESULTADOS DE AGUA DEL RIO “DOS BOCAS” EN EL
LABORATORIO NEMALAB S.A.
Gráfico 1. Comparación de la concentración de calcio, magnesio y dureza total en
diferentes puntos de muestra.
Fuente: Elaboración propia
En la gráfica se puede apreciar que la concentración de magnesio en la muestra 1 es más
elevada en comparación a la muestra 2 y 3. Pero a su vez cumplen con los límites
permisibles de las normas INEN 1108:2006 establecidas.
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
220
CALCIO MAGNESIO DUREZA TOTAL
Co
nce
ntr
ació
n (
pp
m)
Muestras
Resultados de los analisis en el agua del rio "Dos Bocas "
MUESTRA 1 MUESTRA 2 MUESTRA 3
17
COMPARACIONES DE RESULTADOS ANALIZADOS EN EL LABORATORIO
NEMALAB S.A. Y VALORES PROPORCIONADOS DEL PROBLEMA
PRÁCTICO DEL EXÁMEN COMPLEXIVO.
Gráfico 2. Comparación de resultados de análisis del contenido de calcio en agua del
rio "Dos Bocas" realizado en laboratorio NEMALAB S.A. con el valor proporcionado
de trabajo práctico.
Fuente: Elaboración propia
En esta gráfica se puede observar la comparación de la concentración de calcio de
diferentes muestras de agua del rio “Dos Bocas” analizadas en el laboratorio NEMALAB
S.A. con el valor proporcionado del trabajo práctico, por lo tanto se demuestra una alta
diferencia entre los resultados del laboratorio y el valor del problema práctico.
204
156
144
8 8 80
102030405060708090
100110120130140150160170180190200210
MUESTRA1
MUESTRA2
MUESTRA3
Co
nce
ntr
ació
n d
e ca
lcio
(p
pm
)
Muestras
Comparación de resultados de analisis del contenido de calcio en
el agua del rio "Dos Bocas" realizado en laboratorio NEMALAB
S.A. con el valor proporcionado de trabajo práctico
ANÁLISIS DEL CONTENIDO DE CALCIO EN AGUA DEL RIO DOS BOCAS REALIZADO EN LABORATORIO NEMALAB S.A.
VALOR PROPORCIONADO DEL TRABAJO PRÁCTICO
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Gráfico 3. Comparación de resultados de análisis del contenido de magnesio en el agua
de rio "Dos Bocas" realizado en laboratorio NEMALAB S.A. con el valor proporcionado
del trabajo práctico.
Fuente: Elaboración propia
En este gráfico de barras se puede observar la comparación de la concentración de
magnesio de diferentes muestras de agua del rio “Dos Bocas” analizadas en el laboratorio
NEMALAB S.A. con la concentración de magnesio calculado matemáticamente con
datos proporcionado del trabajo práctico.
16,038
13,122
11,664
10 10 10
0
2
4
6
8
10
12
14
16
MUESTRA1
MUESTRA2
MUESTRA3
Co
nce
ntr
acio
n d
e m
agn
esio
(p
pm
)
Muestras
Comparación de resultados de analisis del contenido de magnesio en el agua del rio "Dos Bocas" realizado en
laboratorio NEMALAB S.A. con el valor proporcionado de trabajo práctico
ANÁLISIS DEL CONTENIDO DE MAGNESIO EN AGUA DEL RIO DOS BOCAS REALIZADO ENLABORATORIO NEMALAB S.A."
VALOR CALCULADO MATEMÁTICAMENTE POR EL MÉTODO VOLUMÉTRICO
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Gráfico 4. Comparación de resultados de análisis del contenido de dureza total en el
agua del rio "Dos Bocas" realizado en laboratorio NEMALAB S.A. con el valor
proporcionado del trabajo práctico.
Fuente: Elaboración propia
En esta gráfica se puede observar la comparación de la concentración de la dureza total
de diferentes muestras de agua del rio “Dos Bocas” analizadas en el laboratorio
NEMALAB S.A. con el valor proporcionado del trabajo práctico, por lo tanto se
demuestra una diferencia no muy elevada entre los resultados del laboratorio y el valor
del problema práctico.
30,9
23,921,9
30 30 30
0
5
10
15
20
25
30
35
MUESTRA1
MUESTRA2
MUESTRA3
Du
reza
to
tal
pp
m d
e C
a (C
O3)
Muestras
Comparación de resultados de analisis del contenido de dureza
total en el agua del rio "Dos Bocas" realizado en laboratorio
NEMALAB S.A. con el valor proporcionado de trabajo práctico.
ANÁLISIS DEL CONTENIDO DE DUREZA TOTAL EN AGUA DEL RIO DOS BOCAS REALIZADO ENLABORATORIO NEMALAB S.A
VALOR PROPORCIONADO DEL TRABAJO PRÁCTICO
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3. CONCLUSIONES
En función de los cálculos matemáticos realizados por análisis volumétrico, para la
cuantificación de magnesio que está contenido en la muestra de agua del río “Dos Bocas”
se obtuvo una concentración de 10 ppm de magnesio expresado como carbonato de
magnesio (MgCO3).
El agua del río “Dos Bocas” se encuentra dentro de los límites permisibles para el
contenido de dureza total según la norma TULSMA ya que es la cantidad de sales de
calcio y magnesio presentes en el agua, donde establece que el límite máximo permisible
de dureza total que puede contener el agua natural es de 500ppm.
Considerando los resultados del análisis tanto de dureza total, calcio y magnesio enviados
al laboratorio NEMALAB S.A. se puede decir que el contenido de calcio en el agua del
río “Dos Bocas” es muy elevado en comparación con el valor que proporciona el trabajo
práctico, y en cuanto al contenido de dureza total y magnesio están en un rango no muy
superior a los propuestos del problema antes mencionados.
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