determinación de solidos

INGENIERÍA AMBIENTAL

TRATAMIENTO DE AGUAS

ALUMNA:

ALICIA FIORELA PÉREZ REÁTEGUI

CICLO:

VII

TEMA:

DETERMINACIÓN DE SÓLIDOS EN EL AGUA

CHICLAYO _ LAMBAYEQUE

2013

I. INTRODUCCIÓN

“…Todos los contaminantes del agua, con excepción de los gases disueltos, contribuyen a la carga de sólidos. Pueden ser de naturaleza orgánica o inorgánica. Proviene de las diferentes actividades domésticas, comerciales o industriales. La definición generalizada de sólidos es la que se refiera a toda materia sólida…” (William, 2010)

Las aguas naturales, residuales o residuales tratadas con altos contenidos de sólidos sedimentables no pueden ser utilizadas en forma directa por las industrias o las plantas potabilizadoras. De ellos se deriva el interés por determinar en forma cuantitativa este parámetro. (INDUSTRIAL, 2000)

II. OBJETIVOS: Determinar el contenido de sólidos totales (ST), sólidos

totales suspendidos (STS), sólidos totales volátiles (STV), Sólidos totales fijos (STF), sólidos suspendidos volátiles (SSV), Sólidos disueltos (SD), Sólidos sedimentables en diferentes muestras de agua residual.

Adquirir destreza en el uso de equipo y material de laboratorio de química del agua.

III. MATERIALES

Materiales Equipos Reactivos- 4 Cápsulas o plato de porcelana- 4 Pipetas graduadas- 4 Probetas- 4 Beaker- 1 Embudo para filtros de membrana

- Papel filtro- Pinzas metálicas- Guantes- Conos Imhoff

- Balanza analítica- Bomba de vacío- Estufa para

secado entre 103-180°C

- Desecador

- Agua destilada

IV. MÉTODOS

Recolección de muestras: Ubicar un efluente para extraer las muestras.

Análisis y cálculos Trabajo de gabinete

V. PROCEDIMIENTOS

1. SÓLIDOS TOTALES

1.1. Análisis de la muestra: Mida un volumen de muestra de agua de 50ml. Transfiérase este volumen medido de muestra bien mezclada a la placa pesada previamente y evapórese llevando a estufa hasta que se seque por aproximadamente una hora a 103-105°C, luego, enfriar la cápsula en el desecador para equilibrar la temperatura y pesar. Repítase el ciclo de secado, enfriado, desecación y pesado hasta obtener

un peso constante.

Fig. 1. Pesado de cápsula Fig. 2. Cápsulas con muestra de agua

Fig. 3. Medición de 50 ml de agua

1.2. Cálculo

Donde:A: Peso de residuo seco + placa, mg B: Peso de la cápsula, mg

El porcentaje de sequedad se calcula según la siguiente expresión:

Fango seco (g) = peso final de la capsula (Pf)(g) – peso inicial de la capsula (Pi)(g)Peso tomado (g) = peso capsula + muestraPeso fango (g) = peso inicial – peso tomado

El porcentaje de humedad se calcula según la siguiente expresión:

REGISTRO DE ANALÍTICAPeso inicial de la capsula, Pi (g)Cantidad de muestra tomada (ml)Peso tomado (peso capsula + muestra) (g)Peso fango (g)Peso final de la capsula (peso capsula + fango seco), Pf (g)Fango seco = peso final de la capsula (Pf) (g) – peso inicial de la capsula (Pi) (g):--------Peso final de la capsula incinerada, Pz (g):----------------------------------------------------------

2. SÓLIDOS DISUELTOS2.1. Selección del filtro y tamaños de la muestra

Elíjase un volumen de muestra que proporcione un residuo entre 2.5 y 200 mg de residuo seco. No debe producirse menos de 2.5 mg de residuo.

mg de sólidos totales /L=(A−B)×1000

Volumen de muestra , mL

2.2. Análisis de la muestraFíltrese un volumen de 50 ml de muestra bien mezclada mediante un

filtro. Transfiérase el filtrado a una cápsula de porcelana pesada (regístrese el peso) y

evapórese hasta que se seque. Séquese al menos durante 1 hora en estufa a 180±2°C, enfríese en un desecador para equilibrar la temperatura y procédase a pesar.

Fig. 4. Filtrado de agua. Fig. 5. Placas en la estufa.

Cálculo

Donde:

A: Peso de residuo seco + cápsula (mg)

B: Peso de la cápsula (mg)

REGISTRO DE ANALÍTICAPeso inicial de la capsula, Pi (g):Cantidad de muestra tomada (ml): Peso capsula + residuo seco (g):

3.- SÓLIDOS SEDIMENTABLES (MÉTODO DEL CONO IMHOFF)

3.1. Procedimiento

mg de sólidos totales disueltosL

=( A−B )×1000

Volumen de muestra , mL

Llénese un cono de Imhoff hasta la marca de 1000 ml (500 ò 250 ml) con una muestra del agua bien mezclada. Déjese sedimentar durante 45 minutos, suavemente agite la muestra de los lados el cono, deje la muestra sedimentar nuevamente pero por 15 minutos. Luego regístrese el volumen de sólidos sedimentables medidos según la graduación del cono, indicando mg/l.

Fig. 6. Agua en proceso de decantación Fig. 7. Sedimentación de sedimentos

Fig. 8 Medición de sólidos sedimentados

Cálculo

mg de S .SL

=mg de S .T . SL

−mg de S .N .SL

Donde:S.S: Sólidos sedimentablesS.T.S: Sólidos totales en suspensiónS.N.S: Sólidos no sedimentables

4.- SÓLIDOS SUSPENDIDOS TOTALES

4.1. Principio Se filtra una mezcla bien mezclada por un filtro estándar de fibra de

vidrio, y el residuo retenido en el mismo se seca a un peso constante a 103-105ºC. El aumento de peso del filtro representa los sólidos totales en suspensión.

4.2. InterferenciasElimínense de las muestras las partículas gruesas flotables o los aglomerados sumergidos de materiales no homogéneas, si se decide que su inclusión no es deseable en el resultado final. Puesto que un residuo excesivo sobre el filtro puede formar una costra hidrófila, que limitase el tamaño de la muestra para que proporcione un residuo no mayor de 200 mg.

4.3. Procedimientoa. Pesar y registrar el

peso del papel filtro a utilizar

b. Análisis de la muestra

Móntese el aparato de filtrado y el papel filtro, humedézcase este con una pequeña cantidad de agua destilada. Fíltrese al vacío 50 ml de volumen medido de muestra bien mezclada. Lávese con tres volúmenes sucesivos de 10 ml de agua destilada permitiendo el drenaje completo del filtro entre los lavados, y continúese succionando durante unos tres minutos después de terminar el filtrado. Separarse cuidadosamente el filtro del aparato y trasládese a una estufa. Alternativamente, procédase a separar el crisol y la combinación del filtro del adaptador del crisol, si se está utilizando un crisol de Gooch. Séquese en estufa a 103-105ºC

durante una hora al menos, enfríese en un desecador para equilibrar la temperatura y pésese. Repetir el ciclo de secado, enfriamiento, desecación y pesado hasta obtener un peso constante o hasta que la pérdida de peso sea menor del 4 % del peso previo a menor de 0.5 mg (escoger la menor de ambas). Fig. 9. Papel filtro con sólidos.

Fig.10. Filtrado de agua Fig.11. Papel filtrado en la estufa.

Fig. 13. Papel filtro con sólidos en enfriamiento

Cálculo

(1.3)

Donde:

mg de sólidos totales en suspensionL

=( A−B )×1000

Volumen de muestra, mL

A: Peso del filtro + residuo seco, mgB: Peso del filtro, mg

REGISTRO DE ANALÍTICAPeso inicial del papel filtro (g) :--------------------------------------------------Cantidad de muestra tomada (ml) :------------------------------------------------Peso papel filtro + residuo seco (g):-------------------------------------------------

VI. RESULTADOS

1. DATOS GENERALES

MUESTRAS DE AGUA TEMPERATURA pH

AGUA DE ACEQUÍA 20°C 7

AGUA RESIDUAL URBANA

22°C 6

CACHASA 31°C 6

CACHASA ALMACENADA

22°C 6

AGUA DE RIEGO 21°C 7

2. SÓLIDOS TOTALES

MUESTRAS DE AGUA

PESO DE CÁPSULA VACÍA

VOLUMEN DE MUESTRA

PESO CON MUESTRA INICIAL

PESO CON MUESTRA FINAL

SÓLIDOS TOTALES

AGUA DE ACEQUIA

64.200g 50ml 113.164g 64.216g 0.32mg/L


58.095g 50ml 107.145g 58.337g 4.84mg/L

CACHASA 55.882g 50ml 105.480g 56.027g 2.9mg/L

CACHASA ALMACENADA

57.631g 50ml 106.797g 57.811g 3.6mg/L

AGUA DE RIEGO

62.372g 50ml 111.555g 62.667g 5.9mg/L

3. SÓLIDOS DISUELTOS

MUESTRA DE AGUA

PESO DE PLACA VACÍA

VOLUMEN DE MUESTRA

PESO CON MUESTRA FINAL

SÓLIDOS DISUELTOS

AGUA DE ACEQUIA

44.062g 50ml 44.087g O.5mg/L


41.682g 50ml 41.883g 4.02mg/L

CACHASA 50.781g 50ml 51.232g 9.02mg/L

CACHASA ALMACENADA

40.455g 50ml 40.529g 1.48mg/L

AGUA DE RIEGO

38.344g 50ml 38.522g 3.56mg/L

4. SÓLIDOS SEDIMENTABLES (MÉTODO DEL CONO IMHOFF)

MUESTRA DE AGUA

VOLUMEN DE MUESTRA

MEDIDAS DE SÓLIDOS SEDIMENTADOS

AGUA DE ACEQUIA 1000ml 1 ml


1000ml 1.6 ml

CACHASA 1000ml 0.8 ml

CACHASA ALMACENADA

1000ml 68 ml

AGUA DE RIEGO 1000ml 12.9 ml

5. SÓLIDOS SUSPENDIDOS TOTALES

MUESTRA PESO INICIAL DEL PAPEL FILTRO

CANTIDAD DE MUESTRA TOMADA

PESO DE PAPEL CON MUESTRA FINAL

SÓLIDOS SUSPENDIDOS TOTALES

AGUA DE 0.420g 50ml 0.892g 9.44mg/L

ACEQUIA


0.634g 50ml 0.700g 1.32mg/L

CACHASA 0.462g 50ml 0.549g 1.74mg/L

CACHASA ALMACENADA

1.145g 50ml 1.305g 3.2mg/L

AGUA DE RIEGO

o.469g 50ml 1.90g 28.62mg/L

VII. CONCLUSIONES

1. Se logró conocer y aprender el procedimiento para la determinación de los distintos sólidos.

2. La temperatura más alta de las muestras fue el agua residual de Cachasa y la más baja fue el agua de acequia.

3. El agua de riego contiene la mayor cantidad de sólidos totales con 5.9mg/L y el agua de acequia contiene la menos cantidad con 0.32mg/L

4. El agua de cachasa contiene la mayor cantidad de sólidos disueltos en el agua con 9.02mg/L.

5. El agua con mayor cantidad de sólidos sedimentable fue el agua de cachasa almacenada con 68 ml de sólidos.

6. El agua con mayor cantidad de sólidos suspendidos totales fue el agua de riego con 28.62mg/L, siguiéndole el agua de acequia con 9.44mg/L.

VIII. RECOMENDACIONES

El tipo de agua a recoger como muestra debe contener alta cantidad de sólidos visibles, para que la determinación sea más efectiva y el alumno no tenga problemas en la experiencia 3 y 4 principalmente.

Es necesario el uso de guantes para realizar las experiencias.

No pipetear con la boca, ya que el agua contiene distintos tipos de contaminantes que pueden afectar a la salud.

IX. DISCUCIONES

1. Para la experiencia 1: Los sólidos secados entre 103 - 105 °C pueden retener aguas de cristalización y también algo de agua ocluida. Como resultado de la conversión del bicarbonato en carbonato, habrá una pérdida de CO2. La pérdida de material orgánico por volatilización será por lo general muy ligera. Los resultados para residuos ricos en aceites y grasas pueden ser cuestionables debido a la dificultad que supone el secado a peso constante en un tiempo razonable.

2. Para la experiencia 2: (MAYAGUEZ) La determinación de sólidos disueltos se basa en filtrar un volumen de agua (100 ml) es un volumen conveniente para agua dulce, para luego de evaporarlo a 105°C, hasta que alcance un peso constante. En la experiencia realizada en el laboratorio la experiencia se realizó con un volumen de 50 ml.

3. Para la experiencia 3: (INDUSTRIAL, 2000) Aconseja que la lectura de los sólidos sedimentables, se debe hacer directamente desde el cono Imhoff. En cambio en esta experiencia se usó una probeta graduada. Indica también que se forman Bolsas de líquido o de aire entre partículas, aconseja tomar en cuenta el volumen de estás al hacer la medición. En la experiencia no se presenció este burbujeo.

4. Para la experiencia 4: El contenido de materia en suspensión es muy variable según los cursos de agua. Para cada uno de ellos está en función de la naturaleza de los terrenos atravesados, de la estación, la pluviometría, los trabajos, los vertimientos etc.

X. CUESTIONARIO

1. ¿Qué información nos proveen las determinaciones de sólidos disueltos de cuerpos de agua dulce naturales y de aguas usadas de origen industrial?

Básicamente nos informa de las sales que tenemos disueltas, en la naturaleza tanto como en la industria pueden ser muy variadas y así como dependiendo de por donde pase ese rio contendrá un tipo u otro de sales por ejemplo un rio pasa por minas de hierro y

sus aguas contienen cantidades toxicas de hierro para el consumo. También podría decirse que estas aguas son debidas a la actividad industrial de la zona pero ahora esta actividad está parada y por filtración siguen siendo aguas cargadas de hierro. El problema básico de las aguas usadas por la industria es si contienen metales pesados como el cromo, mercurio, plomo, cadmio o muchos otros, las aguas pueden ser cristalinas y transparentes pero realmente ser muy toxicas. Un agua fecal nunca nos la beberíamos dado que su olor, gusto o color harían darse cuenta que es mala para el consumo humano, en cambio aguas cristalinas usadas para la industria por ejemplo cromados podría tener pequeñas fugas de cromo al rio y beber ese agua creyendo que es buena y en realidad ser más letal que el agua fecal dado que esta última solo nos causara un dolor de estómago y descomposición. De ahí la importancia de un análisis de este tipo antes de su consumo por que las sales disueltas en el agua no se ven pero pueden ser una toxina letal.

2. Existe una correlación positiva entre el total de sólidos disueltos y la conductividad en ambientes de agua dulce. Dicha correlación se reduce significativamente cuando analizamos ambientes acuáticos hipersalinos. ¿Por qué?Un método alterno más sencillo consiste en estimar los sólidos disueltos totalesUtilizando la medida de conductividad del agua. Se ha encontrado que existe una correlación directa entre conductividad y concentración de sólidos disueltos totales (TDS, por sus siglas en inglés) para cuerpos de aguas dulces y salobres. Dicha correlación no se extiende a ambientes "hipersalinos" (salinidad > 5%), donde la conductividad es afectada por la composición específica de iones presentes en el agua. En dichos ambientes, aun cuando la salinidad de dos estaciones pudiera ser la misma, la conductividad puede ser significativamente diferente, dado que las diferentes especies iónicas presentan niveles de conductancia específica diferentes.

3. ¿Cómo pueden afectar altas concentraciones de sólidos disueltos la transmisión de luz visible a través de la columna de agua y el patrón de absorción diferencial de los largos de onda que integran el espectro visible?

El grado de penetración de la luz en agua está determinado por el tipo y cantidad de materia suspendida y materia disuelta en el agua. Las medidas de la cantidad de luz disponible a través de la columna de agua son importantes para identificar las zonas capaces de sostener actividad fotosintética. De igual forma dichas medidas son importantes para poder simular las condiciones de iluminación natural en el laboratorio.

XI. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

INDUSTRIAL, S. D. (2000). INSTITUTO MEXICANO DE TECNOLOGÍA DEL AGUA . Recuperado el 20 de Octubre de 2013, de imta.gob.mx: https://www.imta.gob.mx/cotennser/images/docs/NOM/NMX-AA-004-SCFI-2000.pdf

MAYAGUEZ, R. U. (s.f.). Departamento de biología. Recuperado el 20 de Octubre de 2013, de biology.uprm.edu: www.uprm.edu/biology/profs/massol/manual/p2-tds.pdf

William. (23 de Abril de 2010). Scribd . Recuperado el 20 de Octubre de 2013, de es.scribd.com: http://es.scribd.com/doc/30397484/Pre-Informe-Determinacion-de-Solidos

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