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ANALISIS DE AGUA RESUMEN Se determinó la cantidad de dureza total, alcalinidad, cantidad de cloruros y sulfatos que se encontraban presentes en una muestra de agua Bonafont y Zoe (agua alcalina) cumplen con los parámetros establecidos por las Normas Oficiales Mexicana 001, 002, 073, 123 las cuales establecen los parámetros permisibles de agua potable, a través de la metodología establecida para el análisis y determinación de alcalinidad, dureza, cloruros y sulfatos en agua potable, de la cual se pudo comprobar que el agua Bonafont con un pH de 7.71, contiene 134.3 ppm de alcalinidad total, 107.1 ppm dureza total, 12.5 ppm de cloruros y 32 ppm de sulfatos en comparación con un agua alcalina Vitawa pH 8.51, en la cual se obtuvieron valores de 16.3 ppm de alcalinidad total, 9.5 ppm de dureza total, 4.9 ppm de cloruros y 23.3 ppm de sulfato; concluyendo que a pesar de ser valores totalmente diferentes y no son muy cercanos entre sí, estás dos muestras cumplen con los parámetro establecidos por las normas anteriormente mencionadas.

INTRODUCCIÓN El agua es un líquido vital para la sobrevivencia de todo ser vivo, la cual lleva un ciclo dinámico entre océanos, casquetes polares, ríos lagos y arroyos. Ya que el cuerpo de los seres vivos está constituido por más del 60% de agua, el cual está constituido por músculos, sangre, etc. El agua es un compuesto que se forma a partir de la unión, mediante enlaces covalentes, de dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno; su fórmula molecular es H2O y se trata de una molécula muy estable. En la estructura de la molécula los dos átomos de hidrógeno y el de oxígeno están dispuestos en un ángulo de 105°, lo cual le confiere características relevantes. (1) El agua dulce es relativamente escasa en la superficie de la Tierra: únicamente un 3% del agua en la Tierra es dulce y los lagos y estanques de agua dulce constituyen un 0.29% del agua dulce de la Tierra. El 20% de toda el agua dulce se encuentra en un único lago: el Lago Baikal en Asia, y otro 20% está almacenado en los Grandes Lagos (Hurón, Michigan y Superior). Los ríos contienen únicamente un 0.006% de todas las reservas de agua dulce. (1,2) El agua se clasifica en: 

Dulce o fresca



Salabre



Salmuera dura o fuerte.

Los seres vivos están formados en su mayor parte por agua. En el caso de algunos animales marinos el porcentaje de agua puede superar el 95%. Las semillas secas, que conservan sólo rastros de humedad, no pueden germinar sin absorber grandes cantidades de agua. (3) El agua interviene en todas las funciones vitales de plantas, animales y seres humanos. La calidad del agua potable es una cuestión que preocupa en países de todo el mundo, en desarrollo y desarrollados, por su repercusión en la salud de la población. Los agentes infecciosos, los productos químicos tóxicos y la contaminación radiológica son factores de riesgo. La salubridad y la calidad del agua son fundamentales para el desarrollo y el bienestar humanos. Proporcionar acceso a agua salubre es uno de los instrumentos más eficaces para promover la salud y reducir la pobreza. (4)

Como autoridad internacional en materia de salud pública y de calidad del agua, la OMS dirige los esfuerzos mundiales por prevenir la transmisión de enfermedades transmitidas por el agua. Uno de los parámetros que permite evaluar la salinización de aguas subterráneas es el de los sólidos totales. De acuerdo a su concentración, las aguas subterráneas se clasifican en: dulces (‹1 000 mg/l), ligeramente salobres (1 000 a 2 000 mg/l), salobres (2 000 a 10 000 mg/l) y salinas (›10 000 mg/l). De acuerdo con la NORMA Oficial Mexicana NOM-127-SSA1-1994, Salud ambiental, agua para uso y consumo humano-Límites permisibles de calidad y tratamientos a que debe someterse el agua para su potabilización y la NORMA Oficial Mexicana NOM-041-SSA1-1993, Bienes y servicios. Agua purificada envasada. Especificaciones sanitarias, las cuales tableen los parámetros que deben cumplir las aguas para considerarse atas para el consumo humano y siempre y cuando estas cumplan los con los nutrientes e iones necesarios para aportarnos, y no sólo se basan en aspectos químicos, sino que también especifican que no debe de contar con agentes bacteriológicos, en un litro no debe haber ni una unidad de agentes patológicos. (6) Es de vital importancia conocer la cantidad de componentes que contiene el agua de consumo humano, ya que de no estar dentro de los parámetros permisibles de dureza, alcalinidad, sulfatos, cloruros y demás componentes puede ocasionar diversas enfermedades gastrointestinales, como puede ser la diarrea osmótica que se produce por la presencia en el intestino distal de un soluto no absorbido que aumenta la carga osmótica y arrastra líquido a la luz intestinal. Generalmente se trata de hidratos de carbono simples pequeños como lactosa, glucosa o sacarosa, osmóticamente muy activos, que son mal absorbidos, bien porque existe una alteración en el transporte (malabsorción de glucosa galactosa), o más frecuentemente por déficit transitorio de disacaridasas. O bien de la litiasis renal, también denominada urolitiasis o nefrolitiasis, es una enfermedad causada por la presencia de cálculos o piedras en el interior de los riñones o de las vías urinarias (uréteres o vejiga) causadas por

no consumir la cantidad requerida de Ca, Na, SO 4 en el líquido vital que es el agua.

2+

y otros minerales que se encuentran presentes

(7)

En general, un agua con un pH < 7 se considera ácido y con un pH > 7 se considera básica o alcalina. El rango normal de pH en agua superficial es de 6,5 a 8,5 y para las aguas subterráneas 6 – 8.5. La alcalinidad es una medida de la capacidad del agua para resistir un cambio de pH que tendría que hacerse más ácida; mientras que un agua con un pH > 8.5 podría indicar que el agua alcalina. Puede presentar problemas de incrustaciones por dureza, aunque no representa un riesgo para la salud, pero puede causar problemas estéticos. Es necesaria la medición de la alcalinidad y el pH para determinar la corrosividad del agua. Mantener la acidez y la alcalinidad balanceadas es la clave para un buen funcionamiento del cuerpo. - No debe pensarse en ácido como “malo” y alcalino como “bueno”; la nutrición es vital para lograr un estado óptimo. (8) PROBLEMA El presente trabajo se realizó para la identificación de los parámetros permisibles del agua de consumo humano, ya que es importante conocer cuál será la alcalinidad, dureza, la cantidad de cloruros y de sulfatos que se encuentran presentes en una muestra de agua Bonafont, Zoe y otras aguas potables, ya que es importante conocer si estás son aptas para el consumo humano. HIPÓTESIS Se espera identificar en una muestra de agua Bonafont y Zoe contengan menos de 300 mg/L de CO32- y HCO3+; determinar si es un agua blanda (concentraciones menores a 60mg/L), un agua medianamente dura (61-120 mg/L) o dura (121-180mg/L) de carbonato de calcio; se espera obtener una cantidad de 25 mg/L de iones cloruro y una cantidad menor de 500 mg/L de iones sulfato; esto de acuerdo a las Norma Oficial Mexicana 001, 002, 127, y 0073, que establecen los parámetros establecidos para el agua de consumo humano (agua potable). OBJETIVOS General Determinar la alcalinidad, dureza, cantidad de cloruros y sulfatos presentes en una muestra de agua potable (Bonafont y Zoe). Particular  Preparación de disoluciones para determinación de alcalinidad, dureza, cantidad de cloruros y sulfatos  Determinar los parámetros físicos y químicos de las muestras de agua.

 Determinar el pH de las muestras de agua.  Llevar a cabo un análisis gravimétrico para la determinación de sulfatos, determinar la alcalinidad, dureza y cloruros de cada una de las muestras.  Comprobar su cumplen con los parámetros establecidos en la Norma Oficial Mexicana 127, sobre los parámetros permisibles en aguas potables. METODOLOGÍA Preparación de disoluciones » Solución NaCl. Pesar 0.01462g de NaCl (grado analítico) previamente seco sobre una balanza analítica, transferir a un vaso de precipitado y disolver con 10 mL de agua destilada, transferir a un matraz aforado de 25 mL y llevarlo a la marca de aforo con agua estilada. » Tomar 0.6 mL de H2SO4 concentrado con una pipeta volumétrica de 1/100, transferirlo a un vaso de precipitado de 30 mL con un poco de agua y disolverlo con 20 mL; transferir a un matraz aforado de 1L y llevar a la marca de aforo con agua destilada. » Pesar en una balanza analítica 3.72g de EDTA, disolver con 100 mL de agua destilada en un vaso de precipitado de 250 mL; transferir a un matraz aforado de 1L y llevarlo a la marca de aforo con agua destilada. » Pesar en una balanza analítica 4g de NaOH (grado analítico) en un vaso de precipitado de 100 mL previamente tarado, disolver con 40 mL de agua destilada y transferir a un matraz aforado de 100 mL y llevarlo a la marca de aforo. Alcalinidad o Estandarizar el H2SO4 tomando alícuotas de 25 mL de NaCO3 en un matraz Erlenmeyer (repetir esto con 5 alícuotas más); registrar el gasto de H 2SO4 y realizar los cálculos necesarios para determinar la normalidad del ácido sulfúrico. o Tomar una muestra de 25 mL de agua Bonafont o Zoe y transferir a un matraz Erlenmeyer, medir el pH, añadir fenolftaleína, si vira en color rosa añadir el ácido sulfúrico hasta que se vuelva incoloro y registrar el gasto el cual indica CO 32-. Si es incoloro añadir el naranja de metilo inmediatamente y registrar el gasto de H 2SO4 hasta el vire, el cual indica HCO 3, repetir esto con 5 muestras de agua. o Realizado los pasos anteriores con cada una de las muestras de agua de diferente marca. o Hacer cálculos para determinar CO32- y HCO3.

Dureza o Tomar una muestra de 25 mL de agua (Bonafont o Zoe), añadir 2 mL de solución Buffer de amonio pH 10 y agregar un poco de NET observar el vire al valorarlo con una solución de EDTA 0.02N y registrar el gasto. o Realizar esto 5 veces con las muestras de agua. o Tomar una muestra de 25 mL de agua, añadir 2 mL de solución Buffer de NaOH pH 12 y agregar un poco de CALCON, observar el vire al valorarlo con una solución de EDTA 0.02 N y registrar el gasto. o Repetir esto 5 veces con cada una de las muestras de agua de diferente marca. o

Realizar cálculos para determinar la dureza total, dureza cálcica y dureza de Mg.

Cloruros o Estandarizar el AgNO3 con una solución de NaCl 0.01 N para determinar la concentración real a la cual se encuentra el nitrato de plata. o Tomar una muestra de 25 mL de agua (Bonafont o Zoe) en matraces Erlenmeyer, verificar que se encuentre en un pH de 3 a 7, valorar con la solución de AgNO 3, agregarle 1 mL de indicador K2CrO4 a cada una de las muestras que se encuentran en los matraces, valorar hasta observar el cambio de vire de amarillo a rojo. Realizarlo 5 veces con cada una de las aguas de distinta marca Bonafont y Zoe. o Realizar los cálculos correspondientes para la determinación de cloruros. Sulfatos o Poner a peso contante el papel Whatman, pesar sobre un vidrio de reloj tarado y en una balanza analítica, introducir en una estufa a 800° C durante 20 minutos aprox. Retirar y volver a tomar su peso en la balanza analítica y guardar en un desecador mientras no se esté utilizando. o Añadir a una muestra de 100 mL de agua 0.5 mL de HCl concentrado en un vaso de precipitado de 150 mL, agregar 10 mL de BaCl 2, llevar a digestión en una parrilla de calentamiento por aproximadamente 10 min, hasta alcanzar su punto de ebullición, una vez formado el precipitado decantar y lavar utilizando un papel Whatman No. 5, lavar con abundante agua fría hasta que se crea que el precipitado está totalmente limpio, comprobar si esté ya está totalmente libre de impurezas, y esto se hace tratando de precipitar el desecho de la filtración. Llevar a calcinar a 600 °C en una mufla durante 1 hora y por ultimo pesar el papel calcinado sobre una balanza analítica.

o Repetir los pasos anteriores para la otra muestra de agua y para cada una de las diferentes marcas de agua. o Realizar los cálculos para la determinación de sulfatos presentes en el agua.

Para la determinación de alcalinidad, dureza total, cloruros y sulfatos se utilizó la siguiente formula:

( Normalidad del titulante ) (Gasto del titulante)( Peq de la muestra) x 1000 (mLde lamuestra de agua)

RESULTADOS Tabla 1. Resultados generales de alcalinidad, dureza, cloruros y sulfatos de las muestras de agua. Santa pH Alcalinidad T

E-pura Bonafont

Ciel

Campo 2

Vitawa

Vitawa

Zoe

María 7.60 68.2

7.78 20.6

7.71 134.4

6.6 53.0

8.4 230

8.75 34.4

8.88 49.5

8.51 16.3

-

-

-

-

50

-

-

-

68.2

20.6

134.4

53.0

180

34.4

49-5

16.3

44.9 20.4 24.5 5.9 26.8

12.5 2.1 10.4 32.9

107.1 69.2 37.9 12.5 32.0

66.2 39.2 26.9 81.9 81.9

250 90 160 65 70

30.2 22.1 8.2 64.8 24.3

50.5 31.4 19.1 51.2

9.5 4.7 4.7 4.9 23.3

(ppm)

Alcalinidad F (ppm)

Alcalinidad NM (ppm)

Dureza T (ppm) Dureza Ca (ppm) Dureza Mg (ppm) Cl- (ppm) SO4 2- (ppm)

Grafica 1. pH de las muestras de agua.

pH 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0

S

ta an

Como se puede observar en a gráfica anterior, el pH de las diferentes marcas de agua analizadas se encentra en un rango de 6.5 a 8.9, y con excepción de las aguas que son alcalinas, las muestras de agua si cumplen con el parámetro de pH para aguas de consumo humano, mientras que las alcalinas exceden el 8.5 marcado por las normas. ía ar M

E

a ur -p

Bo

na

nt fo

Cie

l m Ca

po

2

wa ta Vi

Vi

t

a aw

e Zo

Agua Bonafont: 7.71 Agua alcalina Zoe: 8.51

Gráfica 2. Alcalinidad de las muestras de agua.

Alcalinidad 250

Como se puede observar en la gráfica anterior, los

200

valores de alcalinidad son muy variados, de

150

alcalinidad total se obtuvieron valores en un rango

100

de 16 a 230 ppm, de alcalinidad con Fenolftaleína

50

como indicador solo una muestra presento el vire

0

l e ía 2 nt ra wa wa Zo Cie o ar fo pu ta ta p a i i M n ET (ppm) V V m a Alcalinidad Bo AlcalinidadCaF (ppm) Alcalinidad NM (ppm) nt Sa

en 50 ppm y alcalinidad con Naranja de Metilo en su mayoría eran iguales que su alcalinidad total, con excepción de campo 2 que dio 180 ppm con

una diferencia de su alcalinidad con Fenolftaleína. Agua Bonafont: 134.4 ppm Agua alcalina Zoe: 16.3 ppm

Dureza

Gráfica 3. Dureza de las muestras de agua.

300 250

En la gráfica anterior al igual que en la gráfica 1, se

200

puede ver la gran diferencia de valores de cada marca de agua analizada, la dureza total va de un

150

rango desde 9.5 hasta 250 ppm, la dureza cálcica va 100

de 2 a 90 ppm y la dureza en Mg desde 4.7 hasta 50

160 ppm de cada muestra de agua, mostrando una

0

Sa

a nt

ar M

D

ía

p E-

a ur

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B

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)

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Cie

l m Ca

D

C (

po

2

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)

wa

D

ta Vi

wa

M (

e Zo

gran diferencia entre las aguas y las aguas alcalinas con relación a la muestra de campo 2.

)

Agua Bonafont: T=107.1 ppm

Ca=69.2 ppm Mg= 37.9 ppm

Agua alcalina Zoe: T=9.5 ppm Ca= 4.8 Mg= 4.7 ppm

Gráfica 4. Cloruros en cada una de las muestras de

Cloruros

agua.

90 80

Como se puede observar en la gráfica anterior, los

70 60

valores de cantidad de cloruros presentes en las

50

muestras de agua son muy variados, desde las que

40 30

no presentaron cloruros, como la Ciel que presento

20

una cantidad muy elevada de 81 ppm de cloruros,

10

las muestras se encontraban en un rango de 4.9 a

0

S

ta an

a M

rí a E

a ur -p

Bo

na

l Cie

nt fo

m Ca

po

2 Vi

t

a aw

wa ta i V

e Zo

81 ppm en las cuales hay una gran diferencia numérica.

Agua Bonafont: 12.5 ppm Agua alcalina Zoe: 4.9 ppm

Gráfica 5. Sulfatos presentes en las muestras de agua.

Sulfatos 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

Sa

ía ra nt ar fo pu a M E n a Bo nt

Como se puede observar en la gráfica 5, la cantidad de sulfatos en pequeña en comparación a los otro parámetros, los cuales van de 20 a 80 ppm, siendo el agua Ciel la que presento la mayor cantidad de sulfatos presentes, pero a Cie

l m Ca

po

2

wa wa ta ta i i V V

e Zo

comparación de otros parámetros, aquí los datos no varían tanto entre una muestra y otra. Agua Bonafont: 32 ppm

Agua alcalina Zoe: 23.3 ppm ANALISIS Y DISCUSIÓN DE RESLTADOS Como se pudo observar en la tabla 1 y en la gráfica 2 , los resultados entre una y otra marca de agua son muy variados; con respecto a la alcalinidad del agua, la marca que presentó una mayor alcalinidad fue la de campo 2 y en seguida el agua Bonafont con 230 y 134.4 ppm respectivamente, en comparación con las que tuvieron una mejor alcalinidad como fue el agua alcalina Zoe y la Epura con una alcalinidad de 16.3 y 20.6 ppm respectivamente; a pesar de que en la Norma Oficial Mexicana 127-SSA1-1994 está establecido que para que un agua sea considerada como apta para el consumo debe cumplir con una cantidad menor a 300 ppm de alcalinidad total (9), en este estudio se pudo comprobar que tanto como el agua que se analizó (Zoe y Bonafont), como el resto de las muestras si cumplen con los parámetros establecidos con respecto a la alcalinidad total de la muestra. Aun que se podría considerar que se presentó un pequeño error en la técnica, ya que la prueba de la alcalinidad debe ser la primera en realizarse al destapar la botella, ya que la muestra podría modificar su pH y a su vez el equilibrio químico tiende a desplazarse hacia el otro lado, lo que podría modificar la cantidad de CO3

2-

y HCO3 – presentes en la muestra y en el presenté estudio fue

la segunda prueba que se realizó, por lo que se pudo haber mostrando un pequeño error sobre la toma de la misma. Con relación al pH de las muestras de agua, como se puede observar en la gráfica 1, el pH si es constante entre las muestras de agua, en México está establecido que un agua potable para el consumo humano debe de cumplir con un pH de 6.5 a 8.5 para considerarse apta (7), en el presente estudio se realizó el análisis de 2 marcas de agua consideradas alcalinas, lo que indica que tendrían un pH mayor a 7, pero nuestras muestras de agua denotaron que cumplían con un pH mayor a 8.5, lo cual se podría considerar que las muestras de agua alcalina no cumple con los parámetros establecidos para su consumo, en cambio, el resto de las agua comerciales cumplían con un rango de pH que iba desde 6.6 del agua Ciel, hasta un 8...