Análisis de agua

I) PRESENTACIÓN

Los alumnos de la facultad de Ciencias Agropecuarias, escuela de Ingeniería Agroindustrial, se complacen en presentarle a Ud. el siguiente informe acerca de la práctica de determinación analítica de agua del Río Moche. En él se presentan datos acerca de un proceso sistematizado desde la toma de la muestra hasta el análisis de ésta.

Esperamos que el presente informe sea de su agrado pero sobre todo cumpla con las expectativas planteadas por Ud.

LOS AUTORES

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II) ANÁLISIS DE AGUA DEL RÍO MOCHE

1) BREVE DESCRIPCIÓN DEL RÍO MOCHE

El río Moche es un corto río de la vertiente del Pacífico, localizado en la costa norte del Perú, en el Departamento de La Libertad. La cuenca del río Moche políticamente se localiza en la Región La Libertad, comprendiendo total o parcialmente las provincias de Trujillo, Otuzco, Santiago de Chuco y Julcán. Geográficamente sus puntos extremos se hallan comprendidos entre los 7º46' y 8º15' de Latitud Sur y los 78º16' y 79º08' de Longitud Oeste. Altitudinalmente, se extiende desde el nivel del mar hasta la línea de cumbres de la Cordillera Occidental de los Andes, cuyos puntos más elevados están sobre los 4.000 msnm.

Nace en la Laguna Grande sobre los 3.988 m en las cercanías del pueblo de Quiruvilca, con el nombre de río Grande, adoptando posteriormente los nombres de río San Lorenzo y río Constancia. A la altura de la localidad de San Juan, a unos 14 km de su origen, toma el nombre de río Moche, el mismo que conserva hasta su desembocadura en el mar. Su cuenca tiene un área total de drenaje, hasta su desembocadura, en el océano Pacífico de 2.708 km² y la longitud máxima de recorrido, desde sus nacientes hasta su desembocadura es de 102 km, y una pendiente promedio de cauce de 4 %. La pendiente del cauce en sus afluentes es aún más pronunciada llegando a un valor de 16 %, en el caso de la quebrada La Cuesta. Sus afluentes principales, por la margen derecha, son los ríos o quebradas Motil, Chota, Otuzco, Cumbray y Catuay. Por la margen izquierda, el río Chanchacap.

El escurrimiento superficial del río Moche se debe principalmente a las precipitaciones estacionales que caen sobre las laderas occidentales de la cordillera de los Andes. La cuenca alta no presenta nevados de importancia que contribuyan a mejorar el régimen de descargas, en época de deshielo.

Figura N° 01: Río Moche. Foto Víctor CORCUERA 2008

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2) METODOLOGÍA

La metodología empleada en el siguiente informe es descriptiva, acompañada imágenes tomadas por los autores, seguidos de su ubicación y explicación; además de información adicional relevante.

Figura N° 02: Alrededores de la zona de toma de muestra. Foto Internet.

Figuras N° 03 y 04: Grupo de trabajo en el lugar de muestreo.

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3) PARÁMETROS MEDIDOS EN LABORATORIO:

a) Determinación de dureza total (D.T.)

FUNDAMENTO TEÓRICO:

La dureza del agua, es una característica debido principalmente a la concentración de sales de calcio y magnesio que se presentan como CaCO3, MgCO3, CaCl2, MgCl2, CaSO4, MgSO4, etc. y se expresa generalmente en mg/L como CaCO3 equivalente, aun cuando el análisis no expresa necesariamente el compuesto que causa dicha dureza.

El análisis de la dureza del agua es importante por las siguientes razones:

Para controlar la calidad del agua utilizada en la producción de vapor, pues dependiendo del tipo y presión de operación de la caldera, esta debe ser cero, de tal manera que asegure una eficiente transmisión de calor, por lo que se puede prolongar su eficiencia y vida útil.

Para evitar la formación de incrustaciones en tuberías o duetos industriales. Garantiza la obtención de productos alimenticios de sabor agradable y de buena

calidad organoléptica en las industrias de procesos. Permite determinar la conveniencia de su uso doméstico e industrial o en todo caso de

la necesidad de un proceso previo de ablandamiento.

De acuerdo a la concentración de dureza las aguas pueden clasificarse así:

Agua blanda: 0 – 75 mg/L. Agua moderadamente dura: 75 – 150 mg/L. Agua dura: 300 mg/L. Agua muy dura: > 300 mg/L.

Los principales iones que causan la dureza son:

Cationes: Ca2+, Mg2+, Sr2+, Fe2+ , Mn2+

Aniones: HCO3-, SO4

2-, Cl-, NO3-, SiO3

2-.

MATERIALES

NaOH Agua destilada Buffer pH = 10 MgCl2 EDTA0.01M

PROCEDIMIENTO

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Tomar 25 ml de muestra en un matraz.

2 Agregarle 25 ml de agua destilada.

3 Luego agregarle 5 ml de Buffer pH = 10

4 Agregarle 1-2 gotas de MgCl25 Titular con EDTA hasta cambio de color de purpura hasta azul. Anotar gasto (V) mL de

EDTA.

Luego realizamos los cálculos utilizando la siguiente formula:

DT=4000×V gEDTA×N EDTA

DUREZA TOTAL

DT=4000×V gEDTA×N EDTA

DT=4000×5ml ×0,01M

DT=200

b) Determinación de dureza cálcica (Dca):

FUNDAMENTO TEÓRICO:

El calcio y magnesio son los principales contaminantes que forman incrustaciones en la mayoría de los sistemas de abastecimiento de agua cruda.

Casi todos los métodos de tratamiento para agua de calderas tiene por objeto evitar o reducir la formación de los depósitos de Calcio y Magnesio. Estos dos iones producen sobre la superficie de transferencia térmica depósitos o incrustaciones duras y suaves.

El carbonato de calcio es uno de los principales constituyentes de los depósitos en los sistemas de precalentamiento, mientras el sulfato de calcio se deposita en menos proporciones.

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El silicato de magnesio y el hidróxido de magnesio, generalmente forman depósitos suaves y lodos. Todos estos depósitos reducen la eficiencia en el sistema de transferencia de calor.

En los sistemas de enfriamiento abierto pueden formarse incrustaciones, debido a la concentración de sólidos disueltos que se producen durante el enfriamiento por evaporación.

Por lo tanto; la determinación de la dureza cálcica consiste en añadir EDTA (o sus sales) a una muestra que contenga calcio y magnesio, en donde primero se combina con el calcio. El calcio puede determinarse con EDTA, si incrementamos el pH para favorecer la precipitación del magnesio como hidróxido, de tal manera que en este caso el indicador utilizado se combine únicamente con calcio. Varios indicadores cambian el color cuando todo el calcio ha sido complejado con el EDTA a un pH 12 ó 13, siendo los más utilizados el Murexida (purpurato de amonio) y el Eriocromo azul negro.

Ca2+ + Mg+ + Murexida Mg(OH)2(s) + Ca Murexida

Ca Murexida + EDTA EDTA Ca + Murexida

Figura N° 05: Indicador final- Púrpura

i) Reactivos: Solución de EDTA Standard 0,01 M. NaOH grado reactivo en pellets. Indicador murexida (purpurato de amonio).

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Figuras N°06, 07 y 08: Reactivos a utilizar. Murexida (IZQ), NaOH (CENTRO) y EDTA (DER).

ii) Procedimiento:

1. Tomar como muestra 25 mL de muestra.2. Agregar 25ml de agua destilada.3. Agregar de 1 a 2 pellet de NaOH (Hidróxido de Sodio). Disolver completamente.4. Agregar gotas de indicador Murexida hasta color ligeramente rojo cereza.5. Titular con EDTA hasta cambio de color rojo vino hasta purpura. Anotar gasto (V) mL

de EDTA.6. Realizar los cálculos utilizando la misma fórmula usada para la dureza total, teniendo

en cuenta que en esta determinación no hay posibilidad de introducir calcio toda vez que son todos los reactives puros, por lo que no se realiza la prueba en blanco.

iii) Cálculos:

La dureza Cálcica se expresa también en ppm CaCO3, por lo tanto la relación a utilizar es:

DCa=4000×V gEDTA×N EDTA

Donde: V gEDTA :Volúmengastado de EDTA (enmL )

N EDTA :Normalidad de EDTA .

Reemplazando en la fórmula los datos obtenidos:DCa=4000×3,25ml ×0,01M

DCa=130

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c) Dureza magnésica (Dmg)

Su deducción es indirecta, pues se asume que la dureza total del agua está representada únicamente por el calcio y magnesio; de tal manera que la diferencia entre la dureza total y la cálcica es la dureza magnésica, es decir:

Dureza Magnésica (ppm CaCO3) = Dureza total - Dureza cálcica

Reemplazando en la fórmula los datos obtenidos en laboratorio:

DurezaMagnésica ( ppmCaCO3)=200−130

DurezaMagnésica ( ppmCaCO3 )=70

d) Determinación de calcio y magnesio

Su deducción es numérica. Conocida la dureza cálcica se concluye que,

ppm de Ca2+ = Dureza cálcica ( PM de Ca / PM de CaCO3) ppm de Ca2+ = 0,400 * (DCa)

Reemplazando en la fórmula con los datos obtenidos:

ppm de Ca2+ = 0,400 * (130)

ppm de Ca2+ = 52

Asimismo para la determinación de magnesio se tiene,

ppm de Mg2+ = Dureza magnésica (PM de Mg / PM de CaCO3) ppm de Mg2+ = 0,243 * ( DMg )

Reemplazando en la fórmula con los datos obtenidos:

ppm de Mg2+ = 0,243 * (70)

ppm de Mg2+ = 17.01

e) Determinación de cloruros

Podemos utilizar el método de Mohr, en donde se usa el cromato de potasio, para indicar el punto final de la titulación con AgNO3. Observaremos que el AgCl se precipita cuantitativamente antes que el Ag2CrO4 rojo.

i) Materiales Equipo de titulación.

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Matraces Erlenmeyer de 250 mL. Pipeta de 25 mL.

ii) Reactivos: Solución estándar de AgNO3 0,100 N Solución indicadora de K2CrO4.

Figuras N° 09 y 10: Dicromato de potasio (IZQ) y Nitrato de plata (DER)

iii) Procedimiento:1. Tomar 100 mL de la muestra transferir a un matraz Erlenmeyer.2. Agregar 1 mL de solución indicadora de K2CrO4.3. Titular con la solución de AgNO3 0,1 N, agitando continuamente hasta obtener un

tenue color rojo

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Figura N°11: Indicador final, color rojo ladrillo

Para determinación de cloruros se utiliza la siguiente fórmula:

ppmCl=35453∗N AgN O3

∗V AgN O3

mLde muestra

Reemplazando en la fórmula los datos obtenidos:

ppmCl=35453×0.4×0,125

ppmCl=56.72

III) CONCLUSIONES

Se analizó en la muestra de agua, una dureza total de 200mg/L, el cual se encuentra en la cantidad apta para el consumo humano, ya que el límite máximo permisible de dureza total para el consumo humano es de 110mg/L.

Se analizó que la dureza cálcica es de 130 mg/L y no está dentro de los parámetros permisibles para el consumo humano ya que según la OMS la dureza cálcica del agua potable debe ser 40 mg/L como mínimo y como máximo 80 mg/L.

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Con los datos de dureza total y cálcica se obtuvo la dureza magnésica la cual es de 70 m/L y también no se encuentra dentro de los límites permisibles para el consumo humano ya que según la OMS el límite inferior es 20 mg/L y el superior 30 mg/L.

Se determinó en la muestra de agua, mediante un análisis, el contenido de cloruros, el cual fue de 56.72mg/L, este se encuentra en una cantidad inferior al límite permisible para el consumo humano que es de 250mg/L.

Se obtuvo como resultado del análisis de agua del rio moche una cantidad de 17,01 mg/L de Mg, el cual es una cantidad superior a la 0.5mg/L que es el límite máximo permisible para el consumo humano.

Como conclusión final se puede decir que el agua del rio moche no está apta para el consumo pero como sus índices tanto de dureza como de cloruros no son tan elevados esta agua puede ser utilizada para regar los vegetales.

IV) BIBLIOGRAFÍA “Proyecto”/visto el 10-02-15/disponible en:

http://es.slideshare.net/yesenia1307/evaluacion-de-los-parametros-fisicoquimicos-del-ro-moche

“Estudio de la calidad del agua del río moche”/visto el 10-02-15/disponible en: http://www.catapa.be/files/Informe%20Anual%20del%20Monitoreo%20y%20Analisis%20de%20la%20Calidad%20del%20agua.pdf

R. José, P. Alejandro (y otros). 2014. QUIMICA ANALITICA. Trujillo-Perú

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