Calidad DEL AGUA - Dureza PDF

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Informe sobre dureza del agua con datos reales de laboratorio...

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INFORME DE LABORATORIO Nº2. DETERMINACIÓN DE DUREZA DEL AGUA. Calidad del Agua - 2017 II Definición e importancia del parámetro evaluado. La dureza del agua está relacionada, según Millán et. al (2003), con la cantidad de cationes metálicos (excepto alcalinos), que están presentes en ella y que pueden existir como carbonatos o bicarbonatos. Debido a que la concentración de de iones calcio y magnesio es mayor que a la de cualquier otro catión, se asume que la dureza la representan estos iones, expresado como CaCO3 en miligramos por litro generalmente. Respecto a su importancia, el contenido de sales de calcio y magnesio presenta ciertos inconvenientes con diferentes equipos cuando es calentada, por la formación de carbonatos y sulfatos insolubles que se adhieren a paredes metálicas, por ejemplo, dificultando una dispersión adecuada del calor. Esto sumado a otros factores de calentamiento y sales insolubles conllevan a una caracterización del agua respecto a la dureza cuando se pretende usar para algún fin con el propósito de saber si se encuentra en los niveles aceptables o requiere de un proceso de ablandamiento (Millán et. al., 2003). Las aguas duras tienen sabor desagradable y pueden ser nocivas para el consumo humano. Datos. En las siguientes tablas se relacionan los distintos datos que fueron tomados en la práctica de laboratorio para poder determinar la dureza total y cálcica de una muestra de agua potables tomada del grifo del laboratorio. Es importante mencionar que para determinar el pH de la muestra se utilizó un pHmetro y para la determinación de los valores útiles para encontrar las durezas, el método implementado fue la realización de titulaciones. Tabla N°1. Datos para determinar la dureza total de la muestra de agua tomada del grifo. Muestra

pH

Volumen de la muestra (mL)

Agua potables (grifo)

6,98

50

Volumen utilizado del titulante (mL)

Primer ensayo

2,1

Segundo ensayo

2,7

Tercer ensayo

2,3

Tabla N°2. Datos para determinar la dureza cálcica de la muestra de agua tomada del grifo. Muestra

pH

Volumen de la muestra (mL)

Agua potables (grifo)

6,98

50

Cálculos. Determinación de dureza total:

Volumen utilizado del titulante (mL)

Primer ensayo

2,0

Segundo ensayo

1,8

Tercer ensayo

1,8

A = Volumen del titulante gastado. (mL). N = Equivalentes de EDTA vs CaCO3. (Eq/L). Vm = Volumen de la muestra. (mL) 50000 = Factor de conversión. (mg/L CaCO3). Dureza total del agua potable (tomada del grifo). Primer ensayo:

Segundo ensayo:

Tercer ensayo:

Promedio de dureza total

Determinación de dureza cálcica:

A = Volumen del titulante gastado. (mL). N = Equivalentes de Murexida vs CaCO3. (Eq/L). Vm = Volumen de la muestra. (mL) 50000 = Factor de conversión. (mg/L CaCO3). Primer ensayo:

Segundo ensayo:

Tercer ensayo:

Promedio dureza cálcica

Resultados y análisis. En la siguiente tabla se relacionan el cálculo de la dureza total y la dureza cálcica con el respectivo número del ensayo en donde se puede apreciar un grado de precisión muy alto al momento de realizar la titulación. Tabla N°3. Resultados de la dureza total y dureza cálcica de las sustancia problema. Sustancia Agua potable (grifo).

Dureza total. (mg/L CaCO3)

Dureza cálcica. (mg/L CaCO3)

Primer ensayo

21

Primer ensayo

20

Segundo ensayo.

27

Segundo ensayo.

18

Tercer ensayo.

23

Tercer ensayo.

18

En la siguiente tabla se relacionan los promedios de la dureza total y cálcica los cuales son comparados con los valores admisibles plasmados en el decreto 2115 de 2007 en donde se evalúan los diferentes parámetros que son determinantes para evaluar la calidad del agua. Tabla N°4. Resultados de la dureza total y dureza cálcica de las sustancia problema siendo comparada con los valores admisibles del decreto 2115 de 2007. Sustancia.

Promedio de la dureza total. (mg/L CaCO3)

Valor admisible de dureza total. Decreto 2115 de 2007

Promedio de la dureza cálcica. (mg/L CaCO3)

Valor admisible de dureza cálcica. Decreto 2115 de 2007

(mg/L CaCO3) Agua potables (Grifo).

23,7

(mg/L CaCO3)

300

18,7

N/A

En la siguiente tabla se relacionan los datos obtenidos de dureza total y cálcica con el resultado de alcalinidad desarrollado en la anterior práctica, para realizar un análisis de cada dato con la alcalinidad del agua. Tabla N°5. Promedios de la dureza total y dureza cálcica, y relación con la alcalinidad del agua potable (grifo). Sustancia.

Promedio de la dureza total.

Promedio de la dureza cálcica.

(mg/L CaCO3)

(mg/L CaCO3)

23,7

18,7

Agua potables (Grifo).

Alcalinidad. (mg/L CaCO3) 45

En la siguiente tabla se evidencia las titulaciones realizadas para la obtención de los datos que permitirán calcular la dureza total y cálcica de la muestra de agua tomada del grifo. Tabla N°6. Fotos de las titulaciones realizadas para determinar de la dureza total y dureza cálcica del agua potable (grifo). Muestra de agua potables tomada del grifo. Dureza total.

Dureza cálcica.

Tabla N°7. Clasificación de las aguas según su contenido en CaCO3 (1 ppm = 1 mg/L).

Por Valenzuela Marín, 2004.

Asimismo existen diferentes procesos para el ablandamiento d  el agua, como los establecidos por Valenzuela, 2014: 1. Precipitación con cal - carbonato: Reducción de la dureza por la adición de cal hidratada al agua para precipitar carbonato de calcio, hidróxido de magnesio o ambos. También se destaca la adición de sosa cáustica. 2. Filtración: Material poroso actúa como barrera y retiene sólidos suspendidos reduciendo la dureza, entre otros parámetros del agua. 3. Zeolitas: Proceso antiguo de intercambio iónico eliminando la dureza del agua incluyendo el hierro y el manganeso si estos constituyentes pueden mantenerse de manera en forma iónica reducida. 4. Evaporación - condensación: Calentamiento del agua hasta su punto de ebullición y colecta del vapor condensado para obtener “agua pura”. 5. Entre otros métodos como carbón activado, ósmosis inversa y resinas de intercambio iónico. El agua analizada en el laboratorio presenta una dureza total de 23,7 mg/L de CaCO3 para dicha concentración y según Tabla N°7 la clasificación de esta agua es denominada como suave y está bajo los niveles admisibles según la resolución 2115 del 2007 que indica que el valor máximo que debe presentar un agua que será destinada para consumo humano no exceda el valor de 200 mg/L de CaCO3. Las consecuencias por las cuales el agua presenta dichos valores de dureza total es debido a los procesos de potabilización por los cuales ya ha pasado antes, realizados por el acueducto de Bogotá (Acueducto, 2016). Teniendo en cuenta el valor de la dureza cálcica que fue de 18,7 mg/L de CaCO3 este es menor que el de la dureza total lo cual indica que el desarrollo de la prueba se realizó adecuadamente y además de esto el agua cuenta con otra clase de minerales que ayudan a darle esta propiedad de dureza al agua. Los valores de la alcalinidad están representados por el contenido de bicarbonato. los cuales presentan una correlación positiva con los valores de dureza total, siendo esta última por lo general menor que el contenido de bicarbonatos. La diferencia podría representar los bicarbonatos de metales alcalinos como el sodio. los cuales forman parte de la dureza permanente del agua. Estudios sugieren que la relación de dureza debido a la presencia de bicarbonatos puede ser un índice de posible contaminación en el agua. (Milán et. al., 2003). El valor de pH Medido se encuentra dentro de los niveles admisibles y generalmente este parámetro se asocia a la cantidad de bicarbonatos presentes en la muestra las cuales influyen en la dureza total de la misma. Según Millán et. al (2003), este tipo de aguas poca capacidad de neutralización ácida, por este motivo son muy susceptibles a la contaminación por parte de sustancias ácidas y alcalinas. Es importante mencionar que para la normativa colombiana la dureza cálcica no es tomada en cuenta para determinar la calidad del agua, sin embargo según la OMS con las normas de internacionales para el agua potables establece un valor de referencia de 500 mg/L de CaCO3 para el valor de la dureza cálcica. En este estudio se encontró un valor de 18,7 mg/L de CaCO3 encontrándose bajo los valores admisibles según la OMS indicando un estado óptimo del recurso. Además la dureza cálcica es muy próxima a la dureza total debido a que en gran proporción la presencia de calcio es quien le da la propiedad de dureza al agua. Conclusiones. ●

De los resultados obtenidos se puede situar el agua de grifo del laboratorio dentro del rango de agua suave. T  iene bajas concentraciones de calcio y magnesio, lo que es bueno para las tuberías (evitando formación de complejos insolubles que se adhieran a ellas y las taponen), para las diferentes prácticas que se llevan a cabo y apta para el consumo humano.

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Según los resultados obtenidos para la dureza del agua, esta se encuentra en un rango óptimo para consumo humano según la normatividad colombiana.

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El pH y la alcalinidad tienen relación con la dureza total del agua ya que para los tres parámetros la presencia de bicarbonatos es crucial y su presencia en exceso puede llegar a considerar como indicador para analizar la calidad del agua.

Bibliografía. ●

Ministerio de la Protección Social. (6 de junio de 2007). Características, instrumentos básicos y frecuencias del sistema de control y vigilancia para la calidad del agua para consumo humano . [Resolución 2115 de 2007]. DO: .46679.

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Millán, F., Mathison, J., & Alvares, M. (2003). Estudio comparativo de la dureza del agua en el estado Mérida y algunas localidades del centro y occidente de Venezuela. Revista Ciencia e Ingeniería. 24(1), 2003. Caracas, VE: Red Universidad de Los Andes.

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Valenzuela Marín, T. J. (2004). Exploración de posibilidades para proponer un tren de tratamiento para remoción de dureza que logre la optimización técnica y económica del proceso. [Tesis de grado]. Cap. 3, Revisión Bibliográfica. Universidad de las Américas Puebla, Puebla, México.

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Organización Mundial de la Salud. (2006). Guías para la calidad del agua potable. T  ercera Edición, Vol. (1). Pág 305 - Dureza .

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Acueducto de Bogotá. EAAB, 2016. Manual de calidad de agua....