Nombre: Valdospino Cevallos Denisse
Paralelo: 2
Profesor: PhD. Joel Vielma
Fecha de entrega: 15/enero/2017
Guayaquil - Ecuador
ESPOLLABORATORIO DE
QUÍMICA GENERAL 22DO TÉRMINO2016 - 2017
DUREZA DEL AGUA - OBTENCIÓN Y ANÁLISIS DE AGUA DESIONIZADA
Ilustración 1. Foto tomada en el laboratorio de Química General 2. Práctica #9 Y#10
1. Tema:
DUREZA DEL AGUA – OBTENCIÓN Y ANÁLISIS DEL AGUA DESIONIZADA
2. Marco teórico
El agua, la Tierra, el aire y la energía son aquellos recursos naturales sobre los cuales se sustentan la vida. (Rodríguez, 2010).La calidad del agua es de vital importancia, esta debe ser clara, inodora y libre de partículas que le den un mal sabor, así como también debe de estar libre de todo microorganismo que cause enfermedades. (Escuela Superior Politecnica del Litoral- ICQ, 2003).El agua es el líquido más abundante y la sustancia más común de la tierra. Cubre aproximadamente el 72% de la superficie terrestre. Es posible encontrarla en la naturaleza en los tres estados: líquido, sólido (hielo y nieve) y como gas (vapor de agua) en la atmósfera. Es esencial para la vida; el cuerpo humano está compuesto de aproximadamente un 65 - 70 % de agua. (Rodríguez, 2010).En los océanos el agua presente es más bien una solución electrolítica diluida, los principales solutos son iones de Na+ y Cl-, otros de los iones presentes son Mg2+, Ca2+, K+, HCO3
-, SO42-, Br-, estos son más del 99% de sólidos disueltos en agua de
mar. (Escuela Superior Politecnica del Litoral - ICQ, 2003).
Ilustración 2. Tabla solutos más importantes que se encuentran en el agua de mar con sus respectivas concentraciones. Fuente: edUTecNe. Rodríguez 2010.
Los ríos presentan una variación muy grande en el contenido total de sales y en la composición de las mismas, la variación que se presenta en estas aguas es muy superior a la que se encuentra en el agua de los mares abiertos. El agua de los ríos es “dulce”, lo que implica que la concentración de minerales es inferior a 500 ppm, a diferencia del agua de los océanos en donde la salinidad de agua de mar es de 35000 ppm. (Rodríguez, 2010).En las tablas se puede observar como disminuyen las concentraciones de algunos elementos en el agua de río con respecto a la concentración en el agua de océano.
El término DUREZA DEL AGUA, se refiere a la capacidad que tiene el agua para precipitar el jabón, está dureza es producida principalmente por las sales de calcio y magnesio presentes en el agua, por lo tanto la dureza corresponde a la suma de las concentraciones de los cationes metálicos (con excepción de los metales alcalinos y el ión hidrógeno). (Rodríguez, 2010).Cabe indicar que la forma en la que el agua adquiere esta dureza es al pasar a través de las formaciones geológicas en las que los elementos metálicos que causan la dureza están presentes, al pasar el agua por estas lugares su poder solvente disuelve e incorpora los elementos a su estructura. (Rodríguez, 2010).
Ilustración 3. Tabla principales solutos presentes en el agua de ríos y sus respectivas concentraciones. Fuente: edUTecNe. Rodríguez, 2010.
El agua que es para usos domésticos, agrícolas e industriales procede de lagos, ríos y otras fuentes subterráneas. Esta agua debe ser tratada para eliminar bacterias y otras impurezas peligrosas para los seres vivos. Después de este tratamiento el agua no se encuentra totalmente pura, aún en esta se encuentran presentes pequeñas cantidades de sales disueltas, particularmente cloruros, sulfatos, fluoruros e hidrogenocarbonatos de sodio, potasio, magnesio y calcio. Para eliminar las altas concentraciones de estas sales que pueden estar presentes en el agua se debe realizar un proceso conocido como deionización o desmineralización. (Barnstead, 1991).La desionización, también conocida como desmineralización o intercambio de iones, consiste en la remoción de iones y minerales del agua por medio de resinas sintéticas, las cuales absorben las sales ionizadas disueltas y proporciones iones de H+ Y OH-. Estas resinas se dividen en dos: resinas catiónicas, que remueven los iones positivos y resinas aniónicas que remueven los iones negativos. (Barnstead,1991).
Ilustración 4. Clasificación de la dureza según la OMS. Fuente: edUTecNe.
Ilustración 5. Proceso de intercambio iónico. Foto tomada en el laboratorio de química durante la práctica correspondiente a dureza y desionización del agua.
3. Objetivo general
Determinar la dureza del agua del Lago ESPOL, antes y después del proceso de desionización.
Efectuar las medidas de conductividad y prueba de dureza
4. Objetivos específicos
Se obtendrá usando el método complexométrico la dureza del agua del Lago ESPOL antes de someter el agua de esta misma fuente a un proceso de desionización y también después de hacerlo.
Se hará pasar el agua del Lago ESPOL, por las resinas de intercambio catiónico para obtener el agua desionizada.
Se medirá con un multímetro la conductividad eléctrica del agua cada vez que se la haga pasar por las resinas.
5. Materiales y equipos
ReactivosAgua del Lago ESPOL
Negro de eriocromo T (indicador)
Solución Buffer
EDTA solución estándar: 1ml EDTA = 1,050 mg de CaCO3
Bureta , Agitador, Pipetas, Pera de succión
Vasos de precipitación 100 m l y 250 m l
Calentador
2 tubos de vidrio
Lana de vidrio
Resina aniónica y Resina catiónica
M ultím etro
Ilustración 6. Materiales que se utilizaron en la práctica.
1.
2.
3.
4.
5.
6. Procedimiento experimental
7. Resultados obtenidos
1.-
En un vaso de precipitación se colocó 25 ml de agua del Lago ESPOL. A esta muestra de agua se le añadió 0.5 ml de solución Buffer y se añadieron, con un gotero, 6 gotas de indicador negro de eriocromo T (hasta que la muestra de agua tuvo una coloración en tono de rosa a rojo), se agitó la solución para que lo que había sido agregado se mezcle bien.
2.-
Se colocó el vaso de precipitación debajo de la bureta, que contenia la solución de versenato sódico (EDTA) y se abrió el paso de la misma para que caiga en el vaso de precipitación que contiene la muestra, esto se hizo muy lento y se agitaba la muestra con cada gota de solución que caia, se hizo la titulación hasta que la muestra que estaba de color rosa-rojo cambió a azul claro y se cerró el paso de la solución de versenato sódico.
3.-
Se anotó el consumo de versenato sódico, observando la bureta.Con el dato de volumen de versenato sódico consumido durante la titulación del agua del Lago ESPOL se obtuvo la dureza total haciendo uso de la siguiente fórmula: Dt= 40 * Volumen de EDTA * Equivalente en mg de CaCO3.Este mismo procedimiento se realizó una vez se obtuvo el agua desionizada, para calcular la dureza total del agua que fue pasada por las resinas de intercambio iónico.
4.-
Se tomaron 25 ml de agua de Lago y se proedió a hacerla pasar por el tubo que contiene la resina de intercambio catiónico y en la parte de abajo del tubo se colocó otro vaso de precipitación en donde se recogió el escurrido, es decir se recogió el agua que ya había pasado por la resina.Cuando ya se recogió toda la muestra que había pasado por la resina, se midió con un multimetro la resistencia y se anotó este valor. Luego se llevó una vez más a pasar la muestra por la resina catiónica y se volvió a medir su resistencia.De forma seguida se realizaron los pasos del #4 (con la misma muestra) pero en este caso se hizo pasar la muestra por la resina aniónica y se anotaron los valores que marcaba el multímetro. Al finalizar se hizo la prueba de dureza total de la muestra de agua desionizada.
CÁLCULOS: AGUA DEL LAGO ESPOL (ANTES DE LA DESIONIZACIÓN).
DT=1000ml1 l
× Vol .EDTA mlVol .muestraml
×mg deCaCO3
1mlde EDTA
DT=1000ml1 l
× 3,7ml EDTA25ml
×1,050mgdeCaCO3
1ml EDTA
DT=155,4mgl
=155,4 ppm
AGUA DEL LAGO ESPOL (DESPUÉS DE LA DESIONIZACIÓN).
DT=1000ml1 l
× 2,1ml EDTA23ml
×1,050mgdeCaCO3
1ml EDTA
DT=95,9mgl
=95,9 ppm
RESISTENCIAS.
CONDUCTIVIDAD (S)= 1RESISTENCIA(Ω)
Tabla 1. Resultados de dureza total para el agua de lago ESPOL, antes y después del intercambio iónico.
MUESTRAS VOLUMEN MUESTRA
VOLUMEN DE EDTA CONSUMIDO DUREZA TOTAL (DT)
Agua de Lago ESPOL 25 ml 3,7 ml 155,4 ppm
Agua de Lago ESPOL
(desionizada)23 ml 2,1 ml 95,9 ppm
Tabla 2. Mediciones de resistencia y conductividad eléctrica para el agua de lago ESPOL, que se realizaron en cada paso de esta por las resinas de intercambio iónico.
MUESTRA DE AGUA DEL LAGO ESPOL RESISTENCIA (Ω) CONDUCTIVIDAD
( Siemens)
RESINA CATIÓNICA Escurrido #1 3816.79 2.62 x 10 -4
Escurrido #2 3846.15 2.60 x 10 -4
RESINA ANIÓNICA Escurrido #3 4032.26 2.48 x 10 -4
Escurrido #4 4629.63 2.16 x 10 -4
8. Análisis de los resultados
La unificación de estas prácticas, resulta de gran ayuda para entender, con los resultados, cuál es el efecto que tiene el proceso de desionización del agua o el intercambio iónico. Se pueden relacionar los valores de dureza no solo para indicar cuál de las dos muestras de agua presenta mayor dureza, sino que además hay que tener encuentra que estamos tratando con agua del mismo lugar u origen, en este caso el agua del Lago ESPOL, y que la diferencia es el hecho de que para el primer calculo de dureza se lo hizo a la muestra sin que haya sido pasada por las resinas de intercambio iónico y la segunda muestra ya se la ha pasado por las resinas de intercambio iónico antes de realizar el calculo de dureza.Los cálculos nos ayudan a comprender que al hacer pasar el agua por las resinas de ionización, es decir al desionizar el agua, la dureza de esta disminuye, esto dado que la resina absorbe los iones metálicos del agua y tiende a purificarla, en otras palabras al hacer la desionización la concentración de sales en el agua disminuye y como consecuencia disminuye su dureza total.Analizando los resultados de resistencia y conductividad eléctrica que se midieron cada vez que se hacia pasar el agua por las resinas (como se indica en el procedimiento), se observa que los valores de resistividad van aumentando con cada paso del agua por las resinas y por el contrario los valores de conductividad van disminuyendo, lo cuál es otro indicativo de que el agua esta perdiendo metales y sales que son los que conducen la electricidad.
9. Conclusiones y recomendaciones
La dureza del agua del Lago ESPOL, disminuyó después de haber realizado la desionización de la misma, lo cuál permite concluir en que el proceso fue efectivo ya que si se logró disminuir la concentración de sales en esta agua.
Para el calculo de dureza se recomienda estar atento a la coloración del agua tanto al agregar el indicador, como al realizar la titulación, ya que se debe detener el paso del versenato sódico a penas cambie de tonalidad el agua de (rosa-rojo a azul claro), ya que s se pasa el agua se devolverá a su color transparente y el valor de volumen consumido de versenato sódico será incorrecto.
Con cada paso del agua por las resinas (catiónica 2 veces y aniónica 2 veces) la conductividad eléctrica de esta disminuye y su resistividad aumenta, lo cual permite concluir en que el proceso es efectivo y que se logra disminuir las concentraciones de sales en el agua, además esto significa que el agua después de pasar por las resinas es más pura.
Al realizar las mediciones de conductividad eléctrica con el multímetro, es necesario tomar en consideración que este puede verse afectado por diferentes condiciones y que para obtener el valor es necesario mantener quieto el vaso y estar atento a los valores que marca este hasta que se llegue a un valor que se mantenga constante y así poder registrar este valor.
10. Bibliografía
Barnstead. (1991). Purificación del agua.
(2009). Química la Ciencia Central. En L. B. BROWN, Química la Ciencia Central (págs. 842 - 872). México: Pearson Pretince Hall.
Escuela Superior Politecnica del Litoral - ICQ. (2003). Manual de Prácticas de Química General 2. Guayaquil.
Prinzio, Comes, & Ramia. (2011). FAMAF. Recuperado el 27 de 12 de 20161, de http://www2.famaf.unc.edu.ar/materias/anteriores/0167/2011/Practico_9_2011.pdf
Rodríguez, S. (2010). Editorial de la Universidad Tecnológica Nacional. Recuperado el 14 de 1 de 2017, de edUTecNe: http://www.edutecne.utn.edu.ar/agua/dureza_agua.pdf
