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FACULTAD DE INGENIERA

UNIVERSIDAD DE BUENOS AIRES

DEPARTAMENTO DE INGENIERA SANITARIA

NOCIONES DE QUMICA SANITARIA

ING. ENRIQUE M. LZARO

2014

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NDICE

Disponibilidad de agua en la tierra . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

El ciclo del agua . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

La qumica del agua o Conceptos generales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 o tomos, molculas e iones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 o Enlaces qumicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

La molcula de agua . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 o Puente de hidrgeno . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 o Otras propiedades del agua

Densidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 Tensin superficial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 Ionizacin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 Presin osmtica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 Viscosidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 Transparencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

Impurezas en el agua . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

Solubilidad de los minerales electrolitos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

Solubilidad de gases en el agua . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

Solubilidad de la materia orgnica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 o Demanda bioqumica de oxgeno (DBO) o Demanda qumica de oxgeno (DQO) o Carbono orgnico total (TOC) o Color o Sustancias solubles (SS) o Absorcin especfica ultravioleta (SUVA) o Otras definiciones: NOM, DOC, POC, COT, VOC, SOC, BDOC, AOX.

Equilibrio de solubilidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

Identificacin del origen de las especies qumicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 o Sustancias qumicas naturalmente presentes en el agua. . . . . . . . . . . . . . 21 o Sustancias qumicas de origen agropecuario . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 o Sustancias qumicas de origen industrial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 o Sustancias qumicas de origen poblacional . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

Anlisis de aguas o Equivalentes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

Dureza . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

Alcalinidad y relaciones de pH . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 o El pH del agua . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 o Impacto de la disolucin de CO2 en el agua . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

ndices de estabilidad al CaCO3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

Otros parmetros que se observan en los anlisis de aguas o Slidos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 o Turbiedad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 o Sabor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 o Olor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 o Color . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49

BIBLIOGRAFA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

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DISPONIBILIDAD DE AGUA

La disponibilidad de agua en la tierra es tremenda. La superficie del planeta est cubierta por agua en casi el 75% del total y el volumen es de aproximadamente 1.400 millones de kilmetros cbicos. Esta cantidad se mantiene casi constante desde que la tierra adquiri su fisonoma. Tal valor nos puede llevar a la idea errnea de que no hay que preocuparse por su disponibilidad. Tengamos en cuenta que el consumo de una persona promedio durante toda su vida (70 aos, 2 litros por da) es de unos 51.000 litros de agua, o sea 51 m3. Este valor es casi insignificante comparado con la cifra del volumen total, pero nosotros necesitamos una mayor cantidad, adems de la bebida, para todos los usos cotidianos: preparacin de alimentos, higiene personal, procesos de fabricacin, riego, etc. El agua que se usa para todos los fines citados es la que conocemos como agua dulce, con la salvedad que la que se consume o la que se usa para la preparacin de alimentos debe ser potable.

Observando las caractersticas fsicas y qumicas del agua presente en el planeta, vemos que casi el 97% del total est en los mares y ocanos, con un contenido salino tal que hace imposible su uso para los fines que necesitamos. En promedio se tienen unos 35 g/L de sales. Si bien existen tecnologas de tratamiento para convertir el agua de mar en agua dulce, por ejemplo los procesos de smosis inversa, su costo es tal que, por ahora, la hacen inaplicable.

Todava resta un 3% del total presente como agua dulce, pero la gran mayora (casi un 2%) est en forma de hielo y glaciares y por lo tanto no est disponible en forma inmediata para los usos de la poblacin.

El resto se encuentra en ros, lagos, humedales y en las napas subterrneas y su distribucin es despareja, con lo cual tenemos zonas donde el agua abunda y produce inconvenientes por su exceso y otras grandes extensiones desrticas donde la carencia es casi total.

El cuadro siguiente da valores ms exactos sobre la cantidad y distribucin del agua.

Tipo de agua Cantidad (106 Km3) Porcentaje Total 1.386 100

Agua salada 1.338 96,53

Agua dulce 35,03 2,53 Icebergs y glaciares 24,06 1,74

Agua de pozo y humedad del suelo 10,65 0,78

Lagos y pantanos 0,108 0,08

Humedad en el aire 0,01 0,0007 Ros 0,002 0,00015

Otros 12,97 0,94

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La figura siguiente muestra una representacin visual de dichas cantidades.

De la informacin dada por estos cuadros e ilustraciones, podemos tener una idea cabal de la necesidad de cuidar el recurso que es esencial para la vida del planeta.

Todas las actividades que realizamos utilizando agua, ya sea en usos domsticos o industriales, terminan produciendo aguas de desecho, las cuales contienen sustancias en cantidad y calidad tales que la hacen inapropiada para el consumo humano directo. Adems mediante las prcticas de fertilizacin o de volcados de sustancias lquidas o slidas a los cuerpos de agua, tambin incorporamos sustancias que la contaminan. Y como se trata de un recurso limitado, el abuso de estas prcticas puede terminar con su disponibilidad.

En promedio, los usos que le damos al agua son: agricultura 70%, industria 22% y domstico 8%.

Pero la naturaleza nos da una mano y realiza una purificacin de las aguas, gracias a la accin del sol, poniendo en marcha lo que se conoce como ciclo del agua.

EL CICLO DEL AGUA

El ciclo natural del agua o ciclo hidrolgico, es el medio por el cual el agua, en sus tres formas fsicas presentes (lquida, slida y vapor) circula a travs de la bisfera. Este ciclo es una descripcin completa de cmo el agua se mueve arriba, sobre y a travs del manto terrestre. Sin embargo, la mayor cantidad de agua est en depsito por largos perodos de tiempo y no forma parte continua del ciclo hidrolgico. Este depsito lo forman los ocanos, y son los que aportan el 90% del agua que se evapora por accin de la luz solar.

El agua deja la superficie de la tierra y va a la atmsfera por medio de la evaporacin a partir de ros, lagos y ocanos o a travs de la transpiracin desde las plantas. Forma nubes que condensan humedad en forma de nubes, sobre la tierra y los ocanos. Hay que notar, sin embargo, que una

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gota de agua puede viajar miles de kilmetros hasta que se condensa para formar gotas de lluvia, nieve, aguanieve o granizo.

El agua que se colecta sobre la tierra fluye hacia el ocano formado arroyos y ros, acumulndose en lagos en forma temporaria. Otra parte se percola por el manto terrestre y forma las napas subterrneas. El agua contenida en estas napas, en definitiva va hacia el ocano pero lo hace a velocidades muy inferiores con respecto al movimiento de las aguas superficiales. Su velocidad se pude medir en centmetros o milmetros por ao, pero estn en movimiento.

Este ciclo se repite constantemente proporcionando agua dulce en forma permanente.

En cuanto a la velocidad con que el agua lquida puede volver a evaporarse, est estimado que durante una lluvia corta en poca estival, una gran parte del agua que alcanza la tierra vuelve a la atmsfera en cuestin de minutos, las gotas que caen en los ocanos pueden llegar a tardar unos 37.000 aos y finalmente las que formarn las aguas subterrneas o los glaciares, pueden tardar millones de aos.

Aproximadamente el 2% del agua absorbida por las races de las plantas se utiliza para la fotosntesis, mientras que el resto viaja hacia las hojas y por transpiracin vuelve al ciclo de nuevo.

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LA QUMICA DEL AGUA

CONCEPTOS GENERALES

La qumica involucra el estudio y las interacciones entre tomos y molculas que componen toda la materia. En un nivel ms alto, el qumico del agua estudia la naturaleza y las propiedades variables del agua, pero cualquier accin que uno ejerza sobre el agua, como ser simplemente la cloracin para hacer segura el agua de bebida, ya lo transforma en un qumico, y por lo tanto debe tener conocimientos de su accin.

El agua no es una sustancia pura, y puede tener sustancias disueltas que pueden producir incrustaciones o sarro, corrosin de las superficies metlicas, slidos en suspensin, etc, y por lo tanto tendremos que explorar que soluciones se pueden aplicar para corregir estos defectos como ser filtracin, intercambio onico, smosis inversa, reaccin qumica, etc.

En esta seccin veremos los aspectos qumicos bsicos necesarios para el conocimiento de la qumica del agua.

TOMOS, MOLCULAS E IONES

Un tomo es la porcin ms pequea de materia que tienen las caractersticas del elemento; una molcula es la porcin ms pequea de tiene las propiedades del compuesto. Los iones son tomos aislados o grupos de tomos que por prdida o ganancia de electrones poseen carga elctrica.

El estudio de la materia comienza con los tomos, los cuales consisten de una nube electrnica que rodea un ncleo compuesto de protones y neutrones. Los tomos neutros contienen igual cantidad de electrones que protones. Cuando este balance se rompe, ya sea por prdida o ganancia de electrones, tenemos iones.

Las reacciones qumicas entre tomos y molculas involucran la interaccin de los electrones de las capas ms externas.

Los tomos se identifican por su nombre, nmero atmico y su masa atmica. El nmero atmico en un tomo neutro es el nmero de protones que posee en su ncleo y que es igual al nmero de electrones. La masa atmica es la suma de los protones y neutrones en el ncleo.

Por sus propiedades generales, los elementos se pueden disponer en una tabla, conocida como tabla peridica de los elementos, que los agrupa por repeticin, o periodicidad, de sus propiedades fsicas. Si bien hubo varios intentos de organizar los elementos en una tabla como la del cientfico ingls John Newlands, que los agrup por orden creciente de peso, en 1869 el cientfico ruso Dimitri Mendeleev hizo una tabla parecida, pero cambi de lugar algunos elementos basndose en sus propiedades antes que en su peso, y de esas forma pudo agrupar correctamente todos los tomos conocidos hasta ese momento (63 en total) e intercal espacios vacos indicando que all deberan existir otros elementos no descubiertos an y predijo exactamente sus propiedades.

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Nuestra moderna tabla peridica se basa en el trabajo hecho por el cientfico britnico Henry Moseley, quien muri en la primera guerra mundial, realizada sobre los estudios de difraccin de rayos X, con lo que se determina el nmero de protones en el tomo.

El nmero atmico, o sea en nmero de protones de un tomo est relacionado con su estructura, la cual gobierna su comportamiento qumico.

ENLACES QUMICOS

Los tomos se unen entre s para formar molculas, las cuales pueden ser de iguales o distintos tomos. Este enlace es los suficientemente fuerte como para que las molculas sean estructuras estables.

Hay tres tipos de enlaces principales en el que pueden tomar parte los electrones de las capas externas para formar las molculas:

1. Enlace inico 2. Enlace covalente 3. Enlace covalente coordinado o dativo

En el enlace inico, hay una atraccin entre dos iones con cargas opuestas. Generalmente se tiene este tipo de unin entre un metal y un no metal. Los metales tienen facilidad para entregar electrones, transformndose as en cationes (positivos) y los no metales tienen mucha afinidad para atraer electrones, transformndose as en aniones (negativos). El ejemplo ms tpico es el de la molcula de cloruro de sodio. El electrn del sodio es atrapado por el tomo de cloro. Se dice que el cloro es ms electronegativo.

As, ambos tomos alcanzan la configuracin electrnica ms estable de 8 electrones en su capa externa, y el enlace se mantiene estable.

El segundo tipo de enlace, el enlace covalente, se produce cuando los tomos que intervienen en la reaccin aportan cada uno un electrn el cual es compartido por ambos.

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Tal es el caso de la molcula de cloro gaseoso, en la cual cada uno de los tomos intervinientes cede un electrn el cual es compartido para lograr la configuracin electrnica estable de 8 electrones en su capa exterior. En el caso de uniones covalentes en las que intervenga el tomo de hidrgeno, este logra la estabilidad con solo 2 electrones en su capa externa. Tal es el caso del cloruro de hidrgeno o cido clorhdrico.

El grado de covalencia es mayor cuando se unen tomos similares, como las uniones carbono-carbono, hidrgeno-hidrgeno, oxgeno-oxgeno, etc.

El tercer tipo es el covalente dativo o coordinado. Este enlace ocurre cuando un tomo es el que cede los dos electrones para compartir y formar la unin qumica. En el ejemplo del dibujo inferior, el tomo de azufre comparte dos electrones con otros dos de la molcula de oxgeno formando dos uniones covalentes normales. Una vez alcanzado su configuracin electrnica estable (8 electrones), cede un par de electrones a cada tomo de oxgeno para formar la molcula de trixido de azufre.

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Dado que las masas de los tomos y de las molculas son relativas y muy pequeas, los qumicos utilizan la unidad llamada mol. El mol es una unidad arbitraria expresada en gramos y es igual a la suma de las masas atmicas de los componentes. Por ejemplo, en el carbonato de calcio, CaCO3, el mol es la suma de los pesos atmicos del calcio (40), el carbono (12) y 3 veces el oxgeno (3x16) dando 100 g/mol. La cantidad de tomos o molculas que hay en 1 mol de sustancia est definida por el Nmero de Avogadro y es de 6,02x1023 unidades por mol.

LA MOLCULA DE AGUA

Durante muchsimos aos se pens que el agua era un elemento, uno de los cuatro elementos de la naturaleza: aire, fuego, tierra y agua. Con el desarrollo de la ciencia se lleg a la certeza de que no es un elemento sino un compuesto, es decir, formado por otros elementos.

En el ao 1873, el qumico y fsico ingls Henry Cavendish estaba haciendo experimentos con la corriente elctrica. l, colocaba sustancias en el interior de una ampolla cerrada, las someta al paso de la corriente y observaba los resultados. En uno de los experimentos, coloc agua, le pas corriente y el agua desapareci. En principio, pens que se trataba de una falla en el cierre de la ampolla y repiti el experimento y el resultado se repiti. Lo que hizo Cavendish fue pasar el agua a sus componentes gaseosos. Analiz los gases que se formaron dentro de la ampolla y encontr dos tipos: un gas liviano, llamado aire inflamable y otro ms pesado llamado aire vital.

El siguiente paso fue juntar de nuevo ambos gases, en volmenes distintos y someterlos a una chispa. En general observ que se quemaban bastante bien, pero cuando la relacin era de dos de aire inflamable a una de aire vital, se produca una explosin y en las paredes del tubo aparecan gotas de agua. Cavendish entonces hizo un anuncio: el agua no es un elemento, sino un compuesto formado por dos elementos independientes: uno que soporta la combustin y el otro combustible. La frmula del agua es H2O, la que solo nos dice que en su composicin intervienen dos tomos de hidrgeno y un tomo de oxgeno. En condiciones normales de presin y temperatura existe como slido, lquido y vapor en la atmsfera.

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Un aspecto importantsimo en el arreglo espacial de la molcula de agua es que los tomos de hidrgeno estn separados por un ngulo de 105, lo que lleva a que la distribucin de cargas no sea simtrica. El tomo de oxgeno, muy electronegativo, hace que los electrones puestos en juego por el hidrgeno, para formar la unin covalente, estn ms cerca de su ncleo, con lo que la molcula tendr un exceso de carga negativa cerca del oxgeno y un exceso de carga positiva cerca de los tomos de hidrgeno. De esta manera, se forma un dipolo elctrico. La molcula de agua es polar.

El tomo de oxgeno ocupa el centro de una pirmide de base triangular, mientras que los tomos de hidrgeno ocupan dos de sus vrtices.

La caracterstica de polaridad hace que muchas sustancias se disuelvan en el agua, por lo que es casi imposible que en la naturaleza encontremos agua pura. Puede disolver la mayora de los compuestos, tanto inorgnicos como orgnicos.

Un ejemplo de su accin polar lo tenemos en la disolucin de un slido inico, como el cloruro de sodio. Las molculas de agua rodearn al catin sodio (+) enfrentndolo con el oxgeno y al anin cloruro (-) con los hidrgenos.

PUENTE DE HIDRGENO

La naturaleza dipolar de las molculas de agua hace que se agreguen, o sea que los lados del hidrgeno se acerquen a los lados del oxgeno, formando un entrecruzamiento llamado puente de hidrgeno.

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Cada molcula de agua se encuentra rodeada por otras 4 molculas. Las lneas llenas indican los enlaces covalentes mientras que las lneas punteadas indican los enlaces o puentes de hidrgeno que se forman por atraccin electrosttica. De esta forma, el agua presenta caractersticas de una sustancia de mayor peso molecular.

Esta fuerza atractiva es una caracterstica muy importante y es responsable del comportamiento particular del agua. Una de las consecuencias es que las molculas de agua no pueden dejar con facilidad la superficie de un cuerpo lquido para pasar a vapor, o sea que tiene alta presin de vapor, 17,5 mmHg a 20C. Para que esto suceda, hay que proporcionar energa suficiente para romper este enlace o puente de hidrgeno, la cual es mayor que la necesaria para producir este cambio de estado en otras sustancias similares.

En consecuencia, el agua tiene tres propiedades importantes para el uso industrial:

1. La energa contenida en el vapor de agua es alta, hacindolo una gran fuente de calor. El

calor que intercambia en el pasaje de lquido-vapor, v, es de 540 Kcal/g, o sea 9.720 Kcal/mol.

2. El agua absorbe o libera ms calor por cada cambio incremental de temperatura que otras sustancias similares. La capacidad calorfica, Cp, es de 1 cal/g C. Este alto valor la hace apta para el intercambio de calor, ya sea para calentar o para enfriar sin variar abruptamente su temperatura. Tambin es importante esta propiedad para la realizacin de los ciclos vitales y la regulacin gradual de la temperatura del aire entre las estaciones, especialmente en reas cercanas a los ocanos.

3. El agua libera ms calor cuando se congela que otras sustancias similares. El calor de fusin, Hf es de 80 Kcal/g, o sea 1.435 Kcal/mol.

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OTRAS PROPIEDADES DEL AGUA

DENSIDAD

El congelamiento del agua es inusual comparado con otras sustancias similares. En general todas las sustancias se hacen ms densas cuando cambian su estado de lquido a slido, pero en el caso del agua y debido a los enlaces de puente de hidrgeno, la formacin del cristal hace que su volumen sea mayor que como lquido y por lo tanto el hielo flota porque es menos denso. Si esta situacin no ocurriera, los lagos se congelaran desde el fondo hacia la superficie y la vida que conocemos nos sera posible.

La densidad del agua lquida tiene un valor que ronda a 1 g/mL, valor que se usa para casi todos los fines prcticos, pero vara con la temperatura. El mayor valor de densidad se da cuando el agua tiene 4C y la presin es de 1 atmsfera y es 1,000 g/mL. En la tabla que sigue se tienen todos los valores de densidad desde el hielo hasta el agua lquida a 100 C.

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TENSIN SUPERFICIAL

Esta propiedad hace que la superficie del lquido tienda a comportarse como una delgada capa elstica. El agua tiene un alto valor de tensin superficial debida al enlace de puente de hidrgeno, lo que hace que las molculas tiendan a atraerse mutuamente. Solo es superada en este valor por el mercurio. Esta atraccin hace que se formen gotas y que se pegue sobre el vidrio, tejidos orgnicos, suelo y ropas. Tambin produce que el agua eleve su nivel dentro de un tubo capilar. Y de esta forma, el agua es la responsable de la circulacin de los fluidos en las plantas, desde las races hacia las hojas.

En la figura se observa la formacin de meniscos en un tubo de vidrio conteniendo agua, y su relacin con el enlace de hidrgeno. A la derecha, se hace notar la elevacin del nivel dentro del capilar venciendo la fuerza de la gravedad.

IONIZACIN

El agua pura y destilada tiene un bajo nivel de ionizacin, produciendo 10-7 moles de ion hidrgeno y 10-7 moles de ion hidroxilo por litro.

Tan bajo nivel de iones hace que el agua pura sea un aislante, ya que la corriente elctrica es transportada por las especies con carga. A medida que disolvemos una sal o un compuesto inico, se observa un desarrollo de la conductividad elctrica, por lo que haciendo medidas de conductividad podemos tener una idea de la cantidad de sales disueltas, pero no de las especies presentes. En general, por cada 1 S/cm tenemos 0,675 mg/L de slidos disueltos. Pero este valor siempre tenemos que verificarlo.

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PRESIN OSMTICA Otro fenmeno importante que ocurre con el agua cuando acta como solvente, es decir, formando soluciones, es la presin osmtica. Si una membrana separa dos soluciones acuosas, una ms concentrada y otra ms diluida, el agua tratar de atravesar la membrana desde la parte diluida hacia la concentrada para tratar de igualar las concentraciones salinas a ambos lados. El pasaje de agua continuar hasta lograr el equilibrio y se tiene una diferencia en alturas que es lo que se define como presin osmtica. Indicado como P1 en el dibujo. Este es un proceso natural controla el funcionamiento de todas las clulas vivientes.

smosis Natural smosis Inversa El proceso de smosis inversa consiste en aplicar una presin superior a la presin osmtica de la solucin concentrada, P2 en la figura, para hacer que el agua fluya desde la solucin concentrada hacia la diluida, generando agua relativamente pura. El agua contenida en el sector concentrado se descarta antes de alcanzar un nivel salino tal que incruste las membranas semipermeables. Una idea de los valores de presin osmtica segn la concentracin salina se indica en el siguiente cuadro:

Concentracin salina Presin osmtica

Baja concentracin, 100 mg/L TDS Aprox. 1 psig

Agua de pozo, 1.500 mg/L TDS 15 psig (1 atm)

Agua de mar, 35.000 mg/L TDS 350 psig (24 atm)

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La retencin de sustancias se indica en el siguiente cuadro:

Especies qumicas Retencin

Iones divalentes (Ca++, Mg++, SO4=,) 98 99%

Iones monovalentes (Na+, K+, Cl-, ) 96 99%

Gases disueltas (O2, CO2, Cl2,) 0%

VISCOCIDAD Es una medida de la friccin interna, la friccin de una capa de molculas movindose sobre otras. Tambin es una medida de la resistencia del agua a ser movida por las bombas. A medida que la temperatura aumenta, la friccin disminuye y esto permite que los gases y las sales puedan difundirse ms rpidamente, los tratamientos qumicos se aceleran y los procesos de desgasificacin y sedimentacin proceden ms rpido. TRANSPARENCIA Por ltimo, el agua es transparente y deja pasar la luz visible y un poco de la radiacin ultravioleta, lo cual permite el desarrollo de la vida, mediante el desarrollo de la fotosntesis, hasta ciertas profundidades marinas.

IMPUREZAS EN EL AGUA Prcticamente hablando, no hay sustancia qumica que sea pura. El nivel de impurezas en el agua fresca se mide en mg/L. Un contenido de una sustancia del 1% significa 10.000 mg/L. A veces se usa la notacin de partes por milln (ppm). 1 ppm es 1 mg/Kg. Como el agua destilada tiene una densidad prcticamente de 1 Kg/L, la unidad ppm es equivalente al mg/L. Cuando se trabaja con agua de mar o salmueras, el valor de la densidad puede ser mucho mayor y empiezan a observarse discrepancias. La unidad ms precisa es el mg/L. Cualquier cosa que est en el agua y no es H2O, es una impureza. El principal trabajo del qumico de aguas es determinar esas impurezas, definir el nivel a partir del cual las impurezas presentan un problema para el uso que se intenta dar al agua y definir los mtodos de tratamiento econmico para lograr los lmites de calidad impuestos. Las impurezas en el agua son ampliamente clasificadas como sales inorgnicas (la mayor cantidad y que son consecuencia de la disolucin de sustancias de los mantos rocosos por los cuales circula en agua) y materia orgnica (relacionada con la vida acutica y los vegetales que se encuentran en las cuencas).

SOLUBILIDAD DE MINERALES - ELECTROLITOS Cuando el agua disuelve un mineral, los iones del mineral se disocian en la solucin para formar aniones y cationes. La solubilidad del mineral depende de la temperatura. Muchos, como en el caso del nitrato de potasio (KNO3), aumentan su solubilidad al aumentar la temperatura, otros se ven poco afectados, como el cloruro de sodio (NaCl); pero hay notables excepciones a este comportamiento y que afectan el uso del agua en los procesos industriales, como veremos ms

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adelante, y que son el carbonato de calcio (CaCO3), el carbonato de magnesio (MgCO3), el sulfato de calcio (CaSO4) y el hidrxido de magnesio [Mg(OH)2], los cuales disminuyen la solubilidad al aumentar la temperatura. Un experimento simple que permite verificar la ionizacin es la de colocar dos electrodos en un recipiente con agua destilada y cerrar el circuito con una fuente de corriente continua y una lmpara, como se muestra en la figura.

En esas condiciones, la lmpara no brilla ya que el agua pura es un aislante. A medida que vamos agregando pequeas porciones de una sal, como la sal de mesa (NaCl), la lmpara empieza a brillar y brilla ms a medida que se agrega ms sal. Si en lugar de sal agregamos azcar, veremos que la lmpara no brilla. El azcar se disuelve porque es un slido orgnico polar pero no es un electrolito.

SOLUBILIDAD DE GASES EN AGUA As como los minerales, los gases se disuelven en agua y este proceso es gobernado por la Ley de Henry, la cual relaciona la cantidad de gas disuelto con su presin parcial y la temperatura. De tal forma que cada gas tiene su propia solubilidad en agua, como lo tienen las distintas sales minerales. El aire es una mezcla de gases cuyos principales componentes son el nitrgeno en un 79% y el oxgeno en un 21%.Todos los porcentajes son v/v. A presin atmosfrica y una temperatura de 20C, la solubilidad es de 15 mg/L para el nitrgeno y de 10 mg/L para el oxgeno. Si la presin fuera el doble, tambin lo sern las concentraciones. Al contrario que con los minerales, todos los gases disminuyen su solubilidad a medida que aumenta la temperatura. El CO2 tiene una alta solubilidad. Su concentracin en el aire es de aproximadamente 0,04% y en las condiciones indicadas arriba, su solubilidad en agua es de aprox. 0,58 mg/L. En una atmsfera completa de CO2, (o sea el 100%), la solubilidad alcanza a 1.600 mg/L. La ley de Henry fija un valor de una constante para cada especie qumica en estado gaseoso, la cual da una idea su la solubilidad. Para el CO2, el valor de la constante es KH = 3,38x10

-2 mol/L. atm. [CO2 (aq)] = KH * (presin total presin de vapor del agua)*0,04/100 (en mol/L) Para hacer los clculos, tenemos que considerar la presin del vapor de agua en la atmsfera, que es de 0,0313 atm a 25C. [CO2 (aq)] = 3,38x10

-2 mol/L. atm. * (1 0,0313) atm * 0,04/100 = 1,31x10-5 M = 0,58 mg/L

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SOLUBILIDAD DE LA MATERIA ORGNICA Por materia orgnica se entiende una amplia variedad de compuestos naturales o desarrollados por el hombre, en los cuales los elementos principales son el carbono (C), el hidrgeno (H), y a menudo otros tomos como oxgeno (O), nitrgeno (N), azufre (S), etc. Toda la materia viviente est formada por molculas orgnicas y una gran variedad de productos qumicos sintticos son orgnicos. Pueden ser muy solubles, como el alcohol o prcticamente insolubles como los materiales plsticos. La mayora de los productos orgnicos son indeseables en el agua, ya que pueden ensuciar los sistemas de distribucin, ser alimento para las bacterias y peligrosos para el desarrollo de la vida acutica. Dentro de los compuestos orgnicos que aparecen naturalmente en el agua como producto del metabolismo celular, de microorganismos, de insectos, peces y vegetacin en descomposicin, tenemos el tanino, la lignina, los cidos hmicos (hidrosolubles) y los cidos flvicos (solubles en lcalis). Muchos de ellos presentes como soluciones coloidales. En general producen coloraciones en el agua que van desde el amarillo al marrn. Dentro de los compuestos orgnicos biodegradables tenemos los alcoholes, cidos, almidones, grasas, protenas, steres y aldehdos. Los no biodegradables son tanino, lignina, fenoles, celulosa, benceno y algunos polisacridos. En general, salvo contadas excepciones, la materia orgnica se determina en conjunto, utilizando ciertos parmetros ya estandarizados como ser: DBO: Demanda Bioqumica de Oxgeno mide la capacidad de los microorganismos de metabolizar la materia orgnica. Usualmente el experimento se lleva a cabo durante 5 das a una temperatura constante de 20C. (DBO5). Determina el contenido de materia orgnica biodegradable y se expresa como mg O2/L. Si la incubacin se extiende por un perodo de entre 20 y 30 das, se obtiene el DBOu (ultimate) o extremo. En los primeros 5 das la reaccin es bsicamente carboncea, luego empieza a metabolizarse el nitrgeno por accin de nistrosomonas y nitrobacter. En general DBO5 = 0,75 DBOu. DQO: Demanda Qumica de Oxgeno mide la capacidad del cido crmico en caliente para oxidar la materia orgnica. El experimento se lleva a cabo en 2 horas y determina los componentes orgnicos biodegradables y no biodegradables. El resultado tambin se expresa en mg O2/L. Se puede establecer una relacin numrica entre DBO y DQO realizando ambos experimentos sobre una clase de agua y encontrando dicho valor. TOC: Carbono Orgnico Total mide la cantidad de CO2 producido por los componentes orgnicos cuando una muestra de agua es atomizada en una cmara de combustin. Hay que tener presente que la alcalinidad del agua debe ser eliminada primero (acidificando hasta un pH inferior a 4,5 y llevando a ebullicin) porque de lo contrario el resultado tendra un error por exceso. El resultado se expresa como mg C/L. Color: es una medida aproximada de la cantidad de tanino, lignina y cidos hmicos en ciertas aguas superficiales y desages industriales. El resultado se expresa en Unidades de Color en la escala Pt-Co.

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SS: sustancias solubles. Se indica la cantidad de sustancia que se obtiene cuando se la somete a una extraccin, indicando el tipo de solvente que se utiliza, como ser cloroformo, ter etlico, alcohol etlico, etc. Se lo utiliza para determinar la presencia de cierto conjunto de sustancias como ser detergentes, grasas, etc. El resultado se expresa en peso extrado por litro de agua. SUVA: Absorcin Especfica Ultra Violeta mide la absorbancia de la luz ultravioleta de 254 mn de longitud de onda, principalmente debida dobles enlaces y anillos bencnicos. Es un indicador del contenido de cidos hmicos en el agua (precursores de los THMs). Este parmetro se calcula dividiendo la absorcin de la luz UV de la muestra (en m-1) por la concentracin de DOC (en mg C/L). OTRAS DEFINICIONES En la bibliografa se encuentran otro tipo de definiciones para la materia orgnica que se determina y algunos ejemplos son: NOM: Materia Orgnica Natural principalmente del humus del suelo y de la actividad qumica y biolgica sobre materiales orgnicos (vegetales en descomposicin, etc.) DOC: Carbono Orgnico Disuelto mide el total de la materia orgnica que queda en el agua luego de someterla a una filtracin por una membrana de 0,45 m de dimetro de poro. POC: Carbono Orgnico Particulado mide el total de la materia orgnica que queda retenido en el filtro de 0,45 m de dimetro de poro. COT = DOC + POC VOC: Carbono Orgnico Voltil mide la cantidad de sustancias orgnicas que se desprenden de una muestra de agua al someterlas a aereacin o calentamiento. Estos compuestos orgnicos poseen una temperatura de ebullicin menor a 100 C y una presin de vapor mayor a 1 mmHg a 25 C. SOC: Carbono Orgnico Sinttico son los compuestos orgnicos aquellos obtenidos de los procesos de manufactura, no son naturales ni derivados de los procesos de fermentacin. En general son muy txicos y sospechados de ser cancergenos. BDOC: Carbono Orgnico Biodegradable. AOX: Sustancias Orgnicas Halogenadas indica la cantidad de materia orgnica que est unida a algn tomo de halgeno, como ser Cloro, Bromo, Yodo o Flor. Es una medida indirecta de la cantidad de trihalometahos (THMs) presentes en el agua. Para la determinacin de sustancias orgnicas especficas, se usan tcnicas cromatogrficas, ya sea en fase lquida o gaseosa. Se aplican para la determinacin de los compuestos que estn regulados con lmites mximos.

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EQUILIBRIO DE SOLUBILIDAD No existen reglas fijas para predecir la solubilidad de los diferentes compuestos qumicos en el agua, pero a priori se puede establecer la siguiente escala:

Las sales de Na, K y NH4 son altamente solubles

Los cidos minerales, como HCl, H2SO4, HNO3 son muy solubles, al igual que algunos alcoholes.

La mayoras de los halogenuros (Cl- , Br-, I-) son bastante solubles excepto cuando estn unidos a ciertos cationes de metales pesados como Hg, Pb y Ag entre otros.

La mayora de los carbonatos, sulfatos, fosfatos e hidrxidos son muy poco solubles excepto cuando estn unidos a los cationes indicados en el primer tem.

La solubilidad es la cantidad mxima de soluto que se puede disolver en un solvente, y es el valor de la concentracin que se alcanza en solucin cuando todava est presente slido sin disolver.

Como se indic anteriormente, es funcin de la temperatura principalmente y de la presin. Tambin este valor es influenciado por la presencia de otras sales presentes.

El punto (1) indica una solucin sobresaturada de KClO4 y el punto (2) una solucin que no alcanza la saturacin. Los puntos sobre la curva (S) son soluciones saturadas a esa temperatura.

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La solubilidad es la concentracin de equilibrio que existe entre la miscibilidad total (agua con alcohol etlico, soluble en todas las proporciones) y la inmiscibilidad que presenta el mercurio en agua.

En la bibliografa se suele indicar como lmite entre la solubilidad de las sustancias el valor de 2000 mg/L, que es la solubilidad aproximada de CaSO4 en agua pura, entonces:

Sustancia muy soluble: solubilidad mayor a 5000 mg/L

Sustancia soluble: solubilidad entre 2000 y 5000 mg/L

Sustancia muy poco soluble: solubilidad entre 20 y 2000 mg/L

Sustancia insoluble: solubilidad menor a 20 mg/L

La tabla indica valores de referencia para la solubilidad de determinadas sustancias qumicas en agua.

El valor de la concentracin de equilibrio que alcanzan las distintas sustancias disueltas, que estn comprendidas en la categora de muy poco solubles (VSS) hacia insolubles, est determinada por la relacin matemtica conocida como Producto de Solubilidad o Kps.

El valor numrico de Kps es igual al producto de las concentraciones MOLARES de los iones que se encuentran en la solucin saturada, sin tener en cuenta la presencia del slido precipitado.

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IDENTIFICACIN DEL ORIGEN DE LAS ESPECIES QUMICAS SUSTANCIAS QUMICAS NATURALMENTE PRESENTES EN EL AGUA Todas las aguas naturales contienen un rango de sustancias orgnicas e inorgnicas. Los inorgnicos derivan de las rocas y el suelo a travs del cual pasa el agua o sobre el cual fluye, mientras que los orgnicos derivan de la descomposicin de los vegetales, algas y de otros microorganismos que crecen en el agua o los sedimentos. La mayora de estas sustancias naturales son de carcter inorgnico, y son las causantes de los principales problemas estticos y de salud, ms que las causadas por los derivados de la actividad humana. Los problemas estticos se deben a la presencia de gustos, olores o colores indeseables en el agua. Los causantes de coloraciones son principalmente el Fe y el Mn. Ambos se encuentran disueltos en el agua como bicarbonatos, y al entrar en contacto con el oxgeno se oxidan y forman unos flculos marrones-amarillentos en el caso del hierro y un precipitado como finas laminillas negras en el caso del manganeso. Altas concentraciones de sulfato, especialmente si est combinado con el magnesio, pueden tener efectos laxantes en personas que no estn acostumbradas a ingerir agua con esas caractersticas. Las concentraciones de ion cloruro altas pueden conferir un gusto salado. En las aguas de pozo puede haber sulfuro de hidrgeno, que le confiere un olor desagradable. Valores elevados de calcio y magnesio producen incrustaciones. Ninguno de ellos es peligroso para la salud en las concentraciones normales. Las sustancias que son peligrosas para la salud luego de una ingesta de agua durante muchos aos abarcan al arsnico, flor, selenio y nitratos. Producen enfermedades crnicas, invalidez y muerte prematura. La presencia de estas sustancias depende del manto rocoso y de la formacin morfolgica del suelo, por ejemplo, zonas ridas, basamento volcnico, etc. y de factores que afectan la solubilidad. En general se encuentran en mayor cantidad en las aguas de pozo. La ingesta prolongada de arsnico provoca hiperqueratosis palmo-plantar, decoloracin de la piel, cncer de piel, pulmn, vejiga y rin. En el caso del flor, un valor entre 0,7 y 2 mg/L es beneficioso para evitar la formacin de caries, pero valores ms elevados dan lugar a fluorosis dental y en general daa el tejido seo volvindolo ms quebradizo. Si bien los valores de selenio son bajos en general, la poblacin expuesta a altos valores desarrollar trastornos gastrointestinales, decoloracin de la piel y problemas dentales, cada de cabello y uas, y cambios en el sistema nervioso perifrico. La presencia de nitratos en las aguas est relacionada con las actividades humanas y la contaminacin por materias orgnicas. La ingesta de nitratos afecta principalmente a los nios en edad de lactancia, produciendo una enfermedad conocida como sndrome del nio azul. Los nitratos reaccionan con la hemoglobina de la sangre y la transforman en metahemoglobina, hacindole perder su capacidad para el transporte de oxgeno. Entre las sustancias orgnicas naturales, podemos encontrar las toxinas de las algas, principalmente de cianobacterias, tambin conocidas como algas verde-azuladas, las cuales estn presentes en reservorios, lagos, diques y ros de curso lento. Los peligros a la salud estn relacionados cuando se produce un Bloom o sobre crecimiento de algas. Este desarrollo es de corta duracin y est asociado con cuestiones estacionales y la presencia de nutrientes, especialmente fsforo.

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SUSTANCIAS QUMICAS DE ORIGEN AGROPECUARIO Las principales sustancias contaminantes que provienen de las actividades agrcola-ganaderas son los nitratos y los pesticidas. Tambin ocasiona un exceso de materia orgnica y fsforo. El uso de fertilizantes como las aguas negras (excretas humanas), abonos animales, fertilizantes inorgnicos y bioslidos contienen altas cantidades de nitratos, sales de amonio y nitrgeno orgnico, las cuales alcanzan los cursos de agua por escorrenta o infiltracin. Las prcticas animales intensivas, conocidas como feed lots. La principal fuente de contaminacin en estos casos es una deposicin inadecuada de los residuos que se generan, incorporando nitratos y materia orgnica al agua. El uso de pesticidas, herbicidas, fungicidas y cura semillas incorpora estas sustancias al agua ya sea por escorrenta o infiltracin, aunque por ahora se detectan a niveles de trazas. Dependen de la cantidad usada, volatilizacin, degradacin, absorcin por parte del suelo e infiltracin. SUSTANCIAS QUMICAS DE ORIGEN INDUSTRIAL Las industrias involucradas en la extraccin, manufactura y procesos suelen ser fuentes de contaminacin de las aguas. En general podemos encontrar todo tipo de metales pesados, cianuro, hidrocarburos, formacin de espuma superficial, colores y olores fuertes. Todos dependen de los volcados de las diferentes clases de industrias. SUSTANCIAS QUMICAS DE ORIGEN POBLACIONAL Los asentamientos poblacionales son fuente de muchas sustancias que alcanzan los cursos de agua superficial y las napas subterrneas. Incorporacin de nitrgeno y fsforo a partir de aguas residuales, metales pesados y nitratos de los rellenos sanitarios, hidrocarburos, solventes y sustancias qumicas de uso hogareo, infiltracin de hidrocarburos por tanques daados en estaciones de servicio y tanques de almacenamiento, herbicidas e insecticidas utilizados en el control de vectores de plagas. Tambin en el tratamiento de las aguas de consumo humano se incorporan desinfectantes como cloro, dixido de cloro, cloraminas, etc. ; coagulantes como sales de hierro y aluminio y subproductos de la desinfeccin (DBPs).

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ANALISIS DE AGUAS EQUIVALENTES

En la literatura podremos encontrar muchas definiciones de equivalentes masa y no existe una definicin universal aceptada. Por ejemplo, en la qumica del agua se usan 3 mtodos para definir los equivalentes masa:

1. Equivalente masa basado en la carga inica 2. Equivalente masa basado en las reacciones cido-base 3. Equivalente masa basado en las reacciones de xido-reduccin

El equivalente masa basado en la carga inica se obtiene dividiendo el peso molecular de la sustancia por el nmero de electrones de un determinado signo que se forman

Equivalente masa = peso molecular/carga inica Ejemplos: K+ Peso molecular = 39 g/mol; cantidad de cargas = 1 Eq= 39/1 = 39 g/Eq. SO4

= Peso molecular = 96 g/mol; cantidad de cargas = 2 Eq= 96/2 = 48 g/Eq. Fe(HCO3)2 Peso molecular= 177,8 g/mol; cantidad de cargas =2 Eq= 177,8/2 = 88,9 g/Eq. En el ltimo caso, cuando la molcula de bicarbonato ferroso se ioniza en el agua, el hierro catin tiene una carga de +2, mientras que el anin bicarbonato tiene carga de -1, pero son dos bicarbonatos los que forman la molcula, lo que resulta que hay 2 cargas positivas y 2 cargas negativas en forma neta. En las sustancias que no se ionizan, como los gases disueltos y el dixido de silicio entre otras, el peso molecular es igual a su equivalente masa. El equivalente masa basado en las reacciones cido base se obtiene dividiendo el peso molecular del cido o de la base, dividido por el nmero de protones o hidroxilos que intervienen en la reaccin.

Equivalente masa = peso molecular/n Donde n es el nmero de protones o hidroxilos que se liberan. Ejemplos: HCl Peso molecular = 36,5 g/mol; H+ que libera = 1 Eq = 36,5/1 = 36,5 g/Eq. Ca(OH)2 Peso molecular = 74 g/mol; OH

- que libera = 2 Eq = 74/2 = 37 g/Eq. H3PO4 Peso molecular = 98 g/mol; H

+ que libera = 3 Eq = 98/3 = 32,7 g/Eq.

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El equivalente masa basado en las reacciones de xido-reduccin, se obtiene dividiendo el peso molecular de la sustancia por el nmero de electrones que intercambia en la reaccin en la cual interviene.

Equivalente masa = peso molecular/n Donde n es el nmero de electrones que intercambia en la reaccin. Ejemplo: En reacciones cidas, el permanganato se reduce desde una valencia de +7 a +2 mientras que otro compuesto se oxida. La semireaccin de reduccin es la siguiente:

MnO4- + 8 H+ + 5e- = Mn2+ + 4 H2O

Como se observa, el permanganato intercambia 5 electrones en su transformacin a catin manganeso, por lo tanto su equivalente ser Eq = 119/5 = 23,8 g/Eq. En general, para los clculos que realizaremos, el equivalente masa que usaremos con mayor frecuencia es el indicado en primer lugar. Esto nos permitir expresar una sustancia en funcin de otra y hacer comparaciones con mayor facilidad. Y la sustancia de referencia a la que acudiremos con mayor frecuencia es el carbonato de calcio (CaCO3), cuyo peso molecular es de 100 g/mol y el equivalente es de 50 g/Eq. Las tablas que se muestran a continuacin exponen los equivalentes masa de las sustancias ms fcilmente encontradas en el agua.

Nombre Frmula Peso

molecular Peso

equivalente

Sal de mesa (Table salt) NaCl 58,5 58,5

Soda custica (Caustic soda) NaOH 40 40

Sulfato de sodio (Salt cake) Na2SO4 142 71

Soda solvay (Soda ash) Na2CO3 106 53

Piedra caliza (Limestone) CaCO3 100 50

Cal viva (Quicklime) CaO 56 28

Cal apagada (Slaked lime) Ca(OH)2 74 37

Yeso (Gypsum) CaSO4 .2 H2O 172 86

cido muritico HCl 36,5 36,5

cido sulfrico H2SO4 98 49

Amonaco acuoso NH4OH 35 35

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Podemos ahora establecer otro concepto y es el siguiente: La cantidad de masa de una sustancia dividida por su equivalente masa, da como resultado el nmero de equivalentes. Muchos anlisis de agua tienen sus componentes expresados como equivalentes, equivalentes por litro (Eq/L) o mili equivalentes por litro (meq/L) La unidad de concentracin denominada Normalidad es la que indica la cantidad de equivalentes masa por litro. Por ejemplo, una solucin que contiene 42 g CaCl2 por litro, siendo el peso molecular de la sustancia igual a 111 g/mol, tendr una concentracin de 0,38 moles por litro (0,38 M) o una concentracin de 0,76 equivalentes masa por litro (0,76 N)

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DUREZA Un denominador comn en la mayora de los problemas relacionados con el agua es la dureza, que es un trmino popular heredado del pasado, y debido al uso hogareo que se le da al agua para el lavado. En algunos casos, ya sea usando aguas superficiales o de pozo, se necesitaba ms jabn para producir espuma y las ropas no se limpiaban bien. Para paliar esta situacin, los pobladores juntaban agua de lluvia en barriles para obtener un buen lavado. En efecto, esta relacin entre consumo de jabn y dureza de las aguas fue tan fundamental que una solucin estndar de jabn se us durante muchos aos para indicar el grado de dureza del agua. La tcnica consiste en agregar, a un volumen determinado de agua, gota a gota la solucin de jabn estndar y agitar hasta que se produzca espuma. Contando las gotas se determina la dureza. La dureza de un agua se define como la suma total de cationes metlicos polivalentes. Ellos son Calcio, Magnesio, Estroncio, Hierro, Manganeso, Aluminio, Cinc y Vanadio; pero como los principales o de mayor concentracin son iones de calcio y magnesio (Ca++ y Mg++), la dureza se define como la suma de ellos independientemente del anin al cual estn ligados, y su cantidad se expresa tradicionalmente en trminos equivalentes a CaCO3 y se expresa como mg CaCO3/L. La dureza en el agua no causa efectos adversos a la salud y su aceptacin vara segn el paladar del consumidor. En la bibliografa de la OMS se cita la posibilidad de una correlacin entre la disminucin de enfermedades cardiovasculares en personas que ingieren agua con elevada dureza, pero no est demostrad con firmeza. De acuerdo a la dureza, las aguas se pueden clasificar segn el siguiente cuadro:

Concentracin en mg CaCO3/L Clasificacin 0 50 Blanda

50 150 Moderadamente dura

150 300 Dura

> 300 Muy dura

Otras formas de indicar la dureza de un agua se basan en mediciones ms antiguas, pero que an podemos encontrarlas en la literatura y son las siguientes: F: grados franceses. Se define como 1 parte de CaCO3 en 100.000 partes de agua, o sea 1 g CaCO3 en 100 litros de agua.

1 F = 10 mg CaCO3/L D: grados alemanes. Se define como 1 parte de CaO en 100.000 partes de agua, o sea 1 g CaO en 100 litros de agua.

1D = 17,86 mg CaCO3/L B: grados ingleses. Se define como 1 grano (64,8 mg) de CaCO3 en 1 galn (4,5461 L) de agua.

1B = 14,29 mg CaCO3/L

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La dureza se clasifica en dos tipos, segn el anin asociado

a. Dureza temporal: es la debida a carbonatos y bicarbonatos. Se la denomina as porque cuando el agua se lleva a hervor, los cationes precipitan mayoritariamente. Como se haba mencionado anteriormente, la solubilidad de estas sales disminuye al aumentar la temperatura. Las ecuaciones qumicas son las siguientes:

a. Ca(HCO3)2 + calor = CaCO3 + H2O + CO2 b. Mg(HCO3)2 + calor = MgCO3 + H2O + CO2

Las molculas de carbonato de calcio y magnesio precipitan, y el dixido de carbono se va a la atmsfera. Otra forma de eliminar la dureza temporal es incrementando el valor del pH por arriba de 10, por ejemplo con el agregado de soda custica (NaOH), ya que de esta forma, el equilibrio bicarbonato-carbonato se desplaza hacia la derecha y se forman los carbonatos de calcio e hidrxido de magnesio y precipitan. Tambin se puede eliminar la dureza temporal agregando cal apagada (slaked lime), hidrxido de calcio, y la reaccin que tiene lugar es la siguiente

c. Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 = 2 CaCO3 + 2 H2O d. Mg(HCO3)2 + 2 Ca(OH)2 = 2 CaCO3 + Mg(OH)2 + 2 H2O

Para elevar el pH, hay que tener en cuenta la concentracin de CO2 disuelta en el agua y neutralizarla con Ca(OH)2 segn la reaccin

e. CO2 + Ca(OH)2 = CaCO3 + H2O

b. Dureza permanente: es la debida a los otros aniones a los que pueden estar unido los cationes, entre ellos sulfato, cloruro, nitratos, etc. La denominacin se debe a que esta dureza no es eliminada por la accin del calor. Para eliminar este tipo de dureza, se recurre al tratamiento con carbonato de sodio, y las reacciones que tienen lugar son las siguientes:

a. CaCl2 + Na2CO3 = CaCO3 + 2 NaCl b. CaSO4 + Na2CO3 = CaCO3 + Na2SO4 c. Mg(NO3)2 + Ca(OH)2 = Mg(OH)2 + 2 Ca(NO3)2 [El Mg siempre precipita como

hidrxido. El nitrato de calcio formado se elimina con carbonato de sodio] Y as todas las combinaciones posibles entre cationes y aniones.

La forma de conocer las clases de dureza que tenemos en el agua, es relacionar la dureza total y la alcalinidad total, ya que ambas se expresan en la misma unidad, o sea en mg CaCO3/L. La dureza total menos la dureza temporal da como resultado la dureza permanente. As se pueden calcular, llegado el caso, las masas de cal apagada y carbonato de sodio que se necesitan para eliminarla.

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Ejemplo: El anlisis de un agua de pozo arroja los siguientes resultados

Especie qumica mg/L Equivalente masa

meq/L Expresada como mg CaCO3/L

Cationes

Ca++ 52 20,0 2,6 130

Mg++ 15 12,2 1,2 60

Na+ 110 23,0 4,8 240

Total 8,6 430

Aniones

HCO3- 212 61,0 3,5 175

Cl- 96 35,5 2,7 135

SO4= 72 48,0 1,5 75

NO3- 56 62,0 0,9 45

Total 8,6 430

Los equivalentes totales de aniones y cationes deben ser iguales para mantener la neutralidad elctrica del agua. Los valores de la ltima columna se obtienen multiplicando los miliequivalentes de cada sustancia por 50, que es el equivalente del CaCO3. Dibujamos un diagrama de barras colocando los valores de concentracin, expresados en mg CaCO3/L, de los cationes en la parte superior y los aniones en la parte inferior, comenzando con calcio y magnesio en los cationes y bicarbonatos en los aniones y luego completando con los restantes 130 190 430

Ca++ Mg++ Na+

HCO3- Cl- SO4

= NO3-

175 310 385 430 Se observa que la dureza total es igual a 190 mg CaCO3/L, mientras la alcalinidad es de 175 mg CaCO3/L. La diferencia ser dureza permanente, o sea 15 mg CaCO3/L. En este caso, la dureza temporal es igual a la alcalinidad. La dureza tambin se puede eliminar sometiendo el agua a un proceso de ablandamiento por resinas de intercambio inico (resina catinica regenerada en ciclo sodio), por nanofiltracin o por smosis inversa. El agregado de sales de polifostato de sodio, producen un efecto de formacin de complejos, rodeando a los tomos de calcio y de magnesio, evitando la formacin de sarro. Si bien estos tomos siguen en solucin no producen los efectos indeseados de incrustacin.

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ALCALINIDAD Y RELACIONES DE pH Para operar cualquier sistema de aguas, es necesario tener un conocimiento de las relaciones de alcalinidad y pH que ocurren. Estas relaciones estn basadas en ecuaciones matemticas sencillas.

EL pH DEL AGUA Es una convencin usada para ubicar al agua en un dado rango entre acidez y alcalinidad y es uno de los factores ms tenidos en cuenta por los qumicos del agua. La molcula de agua est en equilibrio entre la forma molecular y sus iones segn la ecuacin

H2O = H+ + OH-

Y las concentraciones en equilibrio estn gobernadas por la constante Kw en la siguiente forma

Kw = [H+][OH-] = 10-14

La cual indica que el producto de las concentraciones molares de ambos iones es una constante, cuyo valor es muy bajo. A medida que una de ellas crece, la otra decrece en una cantidad tal que su producto siempre es constante. En la neutralidad, ambas concentraciones son iguales y su valor es de 10-7 mol/L. El trmino pH est definido como el logaritmo negativo de la concentracin molar de in hidrgeno

pH = - Log [H+] El pH = 7.0, donde ambas concentraciones son iguales, es el punto neutral. Valores de pH por debajo de 7.0 indican condiciones cidas mientras que valores de pH superiores a 7.0 indican condiciones alcalinas. El pH es la indicacin del balance entre las concentraciones de hidrgeno y oxidrilos. No es una medida cuantitativa del nivel de las sustancias cidas o alcalinas disueltas en el agua. Otras sustancias e iones disueltos en el agua, como en dixido de carbono, bicarbonato y carbonatos pueden afectar la acidez o la alcalinidad del agua. Dichas sustancias pueden variar el pH segn la cantidad de H+ y de OH- que puedan liberar. Dado que el pH es una funcin logartmica, hay que tener en cuenta que por cada unidad de disminucin de pH, la concentracin de [H+] aumenta 10 veces. El operador p que indica - Log se puede aplicar tambin a las constantes de equilibrio. O sea pKw = - Log Kw La constante de equilibrio, Kw, depende de la temperatura, siendo el valor de pKw = 14 cuando la temperatura es de 25C. Su valor decrece a medida que aumenta la temperatura, por lo tanto, el pH del agua decrecer a medida que calentamos el agua. El pH se puede medir con un pHmetro, pero cuando su valor es menor a 5 la concentracin de H+ est en el rango de los mg/L, y ya se puede medir, adems, por mtodos qumicos tradicionales como lo es la titulacin, usando un indicador de color adecuado.

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El indicador qumico ms usado en este aspecto es el naranja de metilo (methyl orange) y el cambio de color se produce en el rango de pH de 4,4 a 4,2. Su uso es tan comn que cuando se determina la alcalinidad del agua en este punto, se indica como alcalinidad M o alcalinidad al naranja de metilo. El valor de acidez que se determina para valores inferiores se define como acidez mineral libre (FMA). Un pHmetro tambin puede determinar la concentracin de OH- aplicando

pKw = pH + pOH =14 pOH = 14 pH pOH = - Log [OH-] [OH-] = 10-pOH en mol/L

Cuando el pH de una solucin acuosa excede el valor de 9,6 a 9,8, comienza a aparecer una concentracin medible de iones OH-. La alcalinidad puede entonces ser medida con el pHmetro o por mtodos qumicos. A partir de ese valor tendremos alcalinidad custica o debida a oxidrilos. Estos conceptos son necesarios para que el qumico de aguas tenga una relacin en perspectiva sobre los valore de pH. El qumico terico indicar que la neutralidad est en el valor de pH = 7. Este valor no indica nada en s mismo. El qumico del agua deber determinar los valores de alcalinidad y CO2 disuelto. Su punto de diferenciacin entre acidez y alcalinidad es 4,2 a 4,4 en vez de 7. Otra referencia muy comn en las mediciones es la alcalinidad P, o sea el punto al cual vira de color el indicador fenolftalena y cuyo valor se ubica en un pH de 8,2 a 8,4. En la gran mayora de las fuentes naturales de agua, el pH es inferior a 8,2 y mayor a 5, o sea que no tienen ni acidez mineral libre ni alcalinidad debida a oxidrilos. Todas las variaciones de pH se dan, entonces, debido a la presencia de bicarbonatos, donde los cidos dbiles como el cido carbnico pueden estar presentes.

IMPACTO DE LA DISOLUCIN DE CO2 EN EL AGUA Como se mencion previamente, el CO2 si bien se encuentra en una concentracin muy baja en la atmsfera, es un gas muy soluble y da lugar a consecuencias importantsimas en la vida del planeta. Por ejemplo, a travs del proceso de la fotosntesis, el dixido de carbono y el agua reaccionan para formar hidratos de carbono, la base orgnica de toda molcula viviente. Las sales de carbonato que encontramos disueltas en el agua son consecuencia de esta disolucin gaseosa. En el agua de lluvia normal, la concentracin de CO2 es inferior a 1 mg/L, pero cuando el agua penetra el suelo, se ve expuesta a concentraciones muchsimo mayores debidas al metabolismo de los microorganismos. Las aguas de pozo, que han atravesado zonas ricas en CO2 pueden llegar a tener concentraciones de cientos de mg/L CO2. El dixido de carbono reacciona en el agua y produce los siguientes equilibrios:

CO2 (gas) + H2O = CO2 (aq) H2O + CO2(aq) = H2CO3 H2CO3 = H

+ +HCO3-

HCO3- = H+ + CO3

=

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El agua entonces toma caractersticas cidas y disuelve los minerales de la corteza terrestre, principalmente el calcio y el magnesio que se encuentran en la dolomita como se muestra en la siguiente reaccin:

2 H2O + 2 CO2 + CaMg(CO3)2 = Ca(HCO3)2 + Mg(HCO3)2 Y de esta forma se incorpora dureza y alcalinidad al agua. Adems permanece disuelto una pequea cantidad de CO2. Esto crea un balance entre la alcalinidad y el pH, y sus valores se pueden obtener por clculos matemticos a partir de las constantes de equilibrio o desde el grfico que se muestra a continuacin:

El grfico muestra la relacin entre la concentracin de dixido de carbono con respecto a la alcalinidad total (alcalinidad M). Si, ingresando con el valor de pH del agua, obtenemos una relacin de 1:10 (0,1 del grfico) indicar que tenemos una concentracin de CO2 de 1 mg/L cuando la alcalinidad total es de 10mg/L; el mismo resultado que si el agua tuviera 10 mg/L de CO2 y una alcalinidad de 100 mg/L. La diferencia est en el hecho de que el agua en el segundo caso tendr una capacidad buffer mucho mayor que la indicada en primer lugar, lo que se traduce en una mayor resistencia al cambio de pH. La alcalinidad se define como la capacidad del agua para aceptar H+, o sea su capacidad de neutralizar los cidos. El grfico anterior se usa para determinar la concentracin de CO2 en el agua a partir de la determinacin del pH y de la alcalinidad total. Usando el ejemplo que se encuentra dibujado, con un pH de 6,9 tendremos una relacin de 0,3. Si la alcalinidad total tiene un valor de 150 mg/L, la concentracin de CO2 ser de 45 mg/L. En este

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grfico, todas las concentraciones estn expresadas en mg CaCO3/L, por lo que tendremos que transformarlo, usando los equivalentes, a mg/L de CO2.

1 mg/L CO2 (50/44) = 1,14 mg/L CO2 como CaCO3 Entonces la concentracin expresada como dixido de carbono ser

45 mg/L (como CaCO3)/1,14 = 39,5 mg/L como CO2. El grfico est limitado a valores de pH y alcalinidad en donde la concentracin de CO2 no es despreciable. El grfico demuestra el balance entre pH, alcalinidad y [CO2], el cual depende de factores como la temperatura, la presin parcial del dixido de carbono y la alcalinidad total. Muchas aguas de pozo poseen una alta concentracin de CO2, pero an teniendo alta alcalinidad total, el pH ser bajo. La cantidad de cada especie alcalina disuelta en el agua viene dada por el equilibrio de las tres reacciones que se indicaron anteriormente y que son, de nuevo, con sus constantes de equilibrio

H2O + CO2 = H2CO3 Ke= 10 - 2,8

H2CO3 = H+ +HCO3

- Ka1 = 10 - 6,35

HCO3- = H+ + CO3

= Ka2 = 10 - 10,33

Las especies de carbono inorgnico, como funcin del pH se muestran en el siguiente grfico

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Del grfico podemos observar que para un pH < 4,3 solo es significativa la concentracin de dixido de carbono, o sea, que estar presente como gas disuelto en el agua. Para valores de pH > 12,5, solo es significativa la concentracin del ion carbonato. Por debajo de pH = 8,3 solo estarn presentes las especies bicarbonato y dixido de carbono, mientras que por arriba de ese valor, coexistirn bicarbonatos y carbonatos. Es evidente que cuando el pH > 7, empiezan a coexistir los iones OH- y contribuyen a la alcalinidad y por lo tanto se debe conocer su concentracin para describir completamente la alcalinidad del agua. De todas formas, como se mencion anteriormente, el valor de los oxhidrilos empieza a ser significativo cuando el pH supera el valor de 9,3. Este grfico es una aproximacin, ya que hay otras sustancias que incorporan alcalinidad al agua como ser los bisulfitos [HSO3

-], sulfuros [S=], fosfatos [H2PO3- ; HPO3

=], boratos y silicatos. En el grfico siguiente, tenemos los rangos de pH y la existencia de las sustancias principales que dan lugar a la alcalinidad. La concentracin de H+ y de OH- estn expresadas como mg CaCO3/L.

NDICES DE ESTABILIDAD AL CaCO3 Las aguas se pueden evaluar sobre su estabilidad al CaCO3 para predecir si habr formacin de incrustaciones y sarro o habr corrosin en los reservorios y en los sistemas de distribucin. Este ndice se puede obtener de ensayos o de operaciones matemticas estandarizadas a partir de datos conocidos.

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El Test del Mrmol, aunque de uso infrecuente, nos da una idea sobre los principios que rigen la estabilidad al carbonato de calcio. Si un agua est sobresaturada en carbonato de calcio, la adicin de un polvo fino de mrmol har que se observe la precipitacin del carbonato cubriendo las partculas de mrmol. El efecto es medido por una reduccin de la dureza y de la alcalinidad del agua, medidos luego de la decantacin y la filtracin. Tambin se observa una reduccin en el pH del agua. En este caso, se dice que el agua tiene un ndice de Saturacin Positivo. En el caso contrario, que el agua est sub saturada con carbonato de calcio, o sea que el agua es agresiva o corrosiva, observaremos la disolucin de parte del polvo de mrmol agregado, con lo que se incrementar la dureza, la alcalinidad y el pH. Se dice que el agua tiene un ndice de Saturacin Negativo. Trabajando con los valores de equilibrio, incorporando factores de disociacin del cido carbnico, bicarbonato y carbonato, y basado en la solubilidad terica del CaCO3 en diferentes temperaturas y la salinidad del agua, Langelier desarroll un mtodo para predecir el pH de saturacin (pHs) de todas las aguas. Si el pH del agua es inferior al valor de pHs, el agua tiene un ndice de saturacin negativo y disolver CaCO3, con lo que el agua ser corrosiva sobre el acero y ms an si hay oxgeno disuelto presente. Si el valor del pH medido es mayor que pHs, el agua est sobresaturada y precipitar CaCO3, y probablemente forme incrustaciones. Cuanto mayor sea la diferencia entre el pH medido y el pHs calculado, ms inestable ser el agua. El ndice de Langelier se define como

LSI (ndice de Langelier) = pH pHs LSI > 0 incrustante LSI < 0 corrosiva LSI = 0 en equilibrio El ndice de Langelier es el ndice ms utilizado en los trabajos de agua. Se usa principalmente para sistemas con baja velocidad de circulacin, filtros, ablandadores, sedimentadores, etc. Basado en estudios de condiciones reportadas de corrosin e incrustacin en una gran variedad de sistemas municipales, Ryznar hizo una modificacin del ndice de Langelier para realizar predicciones ms precisas sobre el comportamiento del agua

RSI (ndice de Ryznar) = 2 pHs pH RSI < 6 incrustante RSI > 6 corrosiva RSI = 6 en equilibrio

Se aplica principalmente a caeras con una velocidad de flujo > 0,6 m/s.

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El valor de pHs se halla del siguiente grfico

Actualmente, se pueden hacer clculos mucho ms precisos con ayuda de la computadora donde podemos incluir con mayor precisin la temperatura, todas las constante de solubilidad y equilibrio, salinidad, gases disueltos, iones interferentes, etc. Hay mtodos bien desarrollados en el Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater. En general, las autoridades requieren que las empresas que distribuyen agua tengan un ndice que las haga levemente incrustantes, para evitar la corrosin de las caeras y la consecuente lixiviacin de metales pesados como Cu, Zn, Pb, Cd y Fe. Adicionalmente, las imperfecciones debidas a la corrosin son un buen sitio para el desarrollo de contaminacin microbiana.

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OTROS PARMETROS QUE SE OBSERVAN EN LOS ANLISIS DE AGUAS SLIDOS Relacionado con la conductividad, estn los slidos totales disueltos (TDS), que en general representan todas las sustancias inorgnicas disueltas en el agua. Puede haber sustancias orgnicas pero siempre estn en muy baja concentracin. Principalmente se debe la presencia de carbonatos, bicarbonatos, cloruros, sulfato, nitrato, sodio, potasio, calcio y magnesio. Su presencia se debe al contacto de agua con el manto rocoso del suelo. En general siempre se quieren determinar los slidos suspendidos y los slidos disueltos, entonces en la bibliografa se podrn encontrar las siguientes definiciones: TDS: slidos totales disueltos Slidos precipitables: se encuentran en suspensin y se retiran por precipitacin (cono de Imhoff) SS: Slidos no disueltos (en suspensin) Slidos totales: determinados por evaporacin de la muestra (disueltos y suspendidos) La conductancia especfica se relaciones con TDS por los iones conductores de electricidad. La medicin de conductancia da una idea de los TDS. Hay una relacin entre ppm y S. La relacin es ms precisa cuanto menor es el contenido salino del agua. La conductividad vara con la temperatura y siempre se especifica a 25C TURBIEDAD En el agua encontramos slidos en suspensin y partculas coloidales. Como vimos arriba, los slidos en suspensin se pueden filtrar, secar y pesar, pero los coloides permanecen en la solucin acuosa y son los causantes de la turbiedad. La turbiedad es una medida de la cantidad de materia finamente suspendida, principalmente arcillas, cieno, partculas orgnicas sin vida, plancton junto con las partculas orgnicas e iorgnicas en suspensin. Tambin puede ser causada por carbonato de calcio precipitado, hidratos de aluminio y xidos de hierro. Los tratamientos para su remocin son la coagulacin, precipitacin y filtracin. Se coloca un valor lmite en las aguas de consumo no solo por su carcter objetable a la vista, sino porque protege a los microorganismos de los efectos de los desinfectantes. La unidad en que se mide la turbiedad son las Unidades Nefelomtricas de Turbiedad, NTU. El equipo que se usa es un nefelmetro o turbidmetro en el cual la muestra se coloca en un tubo de vidrio de dimensiones especficas. Se lo ilumina con una luz y una lente convexa que tiene foco en la mitad del recorrido. En ese punto, un fotodedector mide la luz que se dispersa en direccin perpendicular al rayo de luz incidente. El valor de NTU se lee en una pantalla o aguja.

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Antiguamente la turbiedad se meda en unidades visuales de Jackson (JTU), y es ms adecuada para altos valores de turbiedad. La unidad de medida estaba basada en la disolucin de SiO2 y se determinaba cual absorba igual cantidad de luz en el camino ptico. 1 mg SiO2/L = 1 unidad de turbidez.

Las escalas NTU y JTU no son comparables. Existe otra unidad que es SDI, o ndice de densidad de arcilla, y que se usa para determinar el rendimiento de los filtros micrnicos. En este caso, se hace pasar agua a una determinada presin a travs de un filtro de poro de 0,45 m y se mide el tiempo en que tarda en taparse. SABOR Y OLOR En el anlisis de estos parmetros en el agua, los valores umbrales que se pueden detectar por los sentidos humanos son muy variables, pudiendo detectar valores tan bajos como 1 g/L en el caso de la geosmina y tan altos como 20 mg/L en el cloroformo. Los testeos se hacen con paneles de personas siguiendo las directivas del Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, y sus descripciones se refieren a trminos cualitativos como: pantanoso, herbceo, medicinal, sptico, fenlico, mohoso, a pez, dulce. En las aguas de pozo, el olor ms ofensivo se debe a la presencia de H2S, el cual le imparte un olor a huevo podrido en altas concentraciones y a pantanoso o mohoso si est en bajas concentraciones. El origen de este olor es atribuido a la accin de bacterias anaerbicas sobre sulfuros orgnicos, azufre elemental, sulfitos y sulfatos. En las aguas superficiales, el olor es causado por algas, actinomycetes y otros microorganismos. Esta circunstancia es detectada ms comnmente luego del Bloom de algas verde azuladas en los reservorios. El mayor reclamo en los consumidores de aguas de red es el gusto y olor a cloro, en cual puede tener lmites de deteccin tan bajos como 0,2 a 0,4 mg/L. SABOR El sabor se usa para determinar la aceptabilidad del agua a partir de un juicio basado en una evaluacin sensorial. Se refieren solo a las sensaciones gustativas que indican las papilas de la lengua y que son: amargo, salado, agrio y dulce. La temperatura de la muestra debe estar cerca de los 15C. Como ste es un test organolptico, no tiene valor cientfico. OLOR Se asume que los olores en el agua son impartidos por sustancias qumicas, particularmente sustancias orgnicas, debido a procesos naturales de descomposicin de vegetales y de actividad microbiana. El test de olor es una determinacin organolptica y por lo tanto tiene las limitaciones indicadas en el prrafo anterior. El test de umbral de olor (Odor Threshold Test), dentro de sus limitaciones, es una prueba cuantitativa ya que se trata de obtener el mnimo valor posible del contaminante debajo del cual no confiere olores. La temperatura de la muestra debe ubicarse en los 60C para obtener la mejor evaporacin.

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Los resultados se expresan en TON (Threshold Odor Number) y se define con la siguiente relacin matemtica:

TON = (Vt + Vd)/Vt Donde Vt es el volumen testeado y Vd es el volumen de dilucin. El agua que se utiliza para diluir est libre de olores. Si Vd = 0, TON = 1 (es el valor ms bajo obtenible) Si Vd = Vt, TON = 2 Si Vd = 2Vt TON = 3 Cuanto mayor es el TON, ms contaminado est el agua con sustancias qumicas. COLOR El color en las fuentes de agua est dado principalmente por la presencia de hierro, manganeso, humus, materiales de turba, plancton y hierbas. Tambin puede haber colores causados por el volcado de desages industriales. El color medido como color verdadero se obtiene luego de filtrar la muestra para retirar la turbiedad, y se la compara con una serie de soluciones patrones. El valor medido se indica en TCU (unidades verdaderas de color) Si la turbiedad no se retira de la muestra, el color medido se informar como color aparente. En el laboratorio se usa la comparacin del color con la escala del platino-cobalto (Pt-Co), que es marrn-amarillenta, y tambin se debe indicar el valor de pH ya que ste valor puede afectar la formacin de color. Un agua con color de 10 a 15 TCU casi no se nota. Un agua con un color a 100 TCU tiene la apariencia del t. Si bien los parmetros de sabor, olor y color rara vez tienen relacin con efectos txicos, son la primera barrera frente a un potencial peligro para la salud.

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BIBLIOGRAFA The Nalco Water Handbook, 2nd Ed. Frank Kemmer McGraw-Hill 1988 The Nalco Water Handbook, 3ed Ed. Daniel Flynn McGraw-Hill 2009 Handbook of Drinking Water Quality, 2nd Ed. John DeZuane John Wiley & Son 1997 The Science of Water. Concepts and Applications, 2nd Ed. Frank Spellman CRC Press 2008 Water Quality and Treatment, 5th Ed. AWWA 1999 Environmental Chemistry, 7th Ed. S. E. Manahan CRC Press 2000 Chemical Safety of Drinking Water WHO 2007 Physical-Chemical Treatment of Water and Wastewater A. y G. Sincero CRC Press 2003 Kurita Handbook of Water Treatment, 2nd Ed. 1999 Qumica General, 8 Ed Petrucci, Harwood, Herring Prentice Hall - 2003 Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, 21th Ed. APHA, AWWA 2012