INGENIERÍA CIVIL EN MECANICA PLAN 2012 GUÍA DE LABORATORIO ASIGNATURA SISTEMAS TÉRMICOS CODIGO 15158 NIVEL 07 EXPERIENCIA C - 584 ANÁLISIS DE AGUAS INDUSTRIALES 1
ANÁLISIS DE AGUAS INDUSTRIALES 1.- OBJETIVO GENERAL Conocer la agresividad de un agua para uso industrial Corrosiva Neutra Incrustante 2.- OBJETIVOS ESPECÍFICOS Determinar la Alcalinidad y la Dureza del agua problema 3.- INTRODUCCIÓN TEÓRICA ALCALINIDAD: Es la capacidad que tiene el agua para neutralizar ácidos, dejando en ella iones: bicarbonatos (HCHO - ); Carbonatos (CO3-2 ), Sulfatos (SO4-2 ) e Hidróxidos (OH - ), dándole el carácter alcalino. Dureza: Representa a las sales de Calcio y Magnesio presentes en las aguas nacionales, ya que todas son de origen cordillerano, donde se caracterizan los Carbonatos de Ca y Magnesio (CaCO3 y el Mg CO3) y también los sulfatos de Calcio y Magnesio (CaSO4 y el MgSO4). Los carbonatos constituyen las durezas temporales y los sulfatos las durezas permanentes 2
El parámetro que determina la calidad del agua se llama Índice de Langelier La ecuación es: I L = ph (i) + FT + FH + FA 12,5 ph(i) = ph inicial que tiene el agua FT = factor temperatura FH= factor dureza FA= factor alcalinidad 12,5 = factor de Langelier Nota: Los valores se reportan en tablas entregadas por el método de Langelier Temperatura FT Dureza FH Alcalinidad FA ºC ppm ppm 0 0,0 5 0,7 5 0,7 4 0,1 25 1,4 25 1,4 8 0,2 50 1,7 50 1,7 12 0,3 75 1,9 75 1,9 16 0,4 100 2,0 100 2,0 20 0,5 150 2,2 150 2,2 24 0,6 200 2,3 200 2,3 28 0,7 250 2,4 250 2,4 32 0,7 300 2,5 300 2,5 36 0,8 400 2,6 400 2,6 40 0,9 500 2,7 500 2,7 50 1,0 1000 3,0 1000 3,0 El Índice de Langelier es uno de los parámetros más utilizados sobre la calidad de aguas industriales y para el consumo humano, según DS 140 / 2013. 3
a.- Cuando el índice de Langelier es cero significa de que el agua está perfectamente equilibrada. b.- Cuando el índice de Langelier es negativo entonces el agua es corrosiva c.- Cuando el índice de Langelier es positivo el agua es incrustante d.- Para el consumo humano, el índice de Langelier deberá estar comprendido entre 0,5 y + 0,5 e.- Para piscinas, el índice de Langelier óptimo debe estar comprendido entre - 0,3 y + 0,3 4.- MATERIALES Y EQUIPOS REQUERIDOS: Materiales: Erlenmeyer de 250 ml Pipetas graduadas de 25 y 50 ml Bureta Pinza para bureta Soporte universal phímetro con su electrodo Solución de H2SO4 (0,01 M) Solución de NaOH ( 0,01 M) Indicador Negro de Eriocromo-T ( indicador) Solución de EDTA 0,01 M Solución amortiguadora ph = 10 ( NH4Cl / NH3) 4
5.- DETERMINACIÓN DE LA ALCALINIDAD Tome 50 ml de muestra problema. Trasferir este volumen a un vaso de precipitado de 250 ml y colocar en su interior un buzo magnético y empezar a agitar suavemente la muestra. Adicionar gota a gota H 2 SO 4 (0,01 M) hasta que el ph resulte ser de 8,3. Cuando usted logre este ph anote el volumen de H 2 SO 4 0,01 M gastado como ( F). Continuar adicionando gota a gota H 2 SO 4 (0,01 M) hasta que el ph llegue a ser de 3,7. Registre el nuevo volumen como (M). Entonces, de acuerdo a sus resultados ingrese a la tabla siguiente y determine el contenido (ppm) de OH - ; HCO3 - y CO3-2 Caso Relación Presencia OH - CO3 = HCO3 - TOTAL tenemos tenemos tenemos 1 F=M OH - F=M 0 0 M 2 F> M/2 OH- y CO3 = 2F-M 2(M-F) 0 M 3 F=M/2 CO3 = 0 2F=M 0 M CO3 = y 4 F < M/2 HCO3-0 2F M-2F M 5 F=0 HCO3-0 0 M M 6.- DETERMINACION DE DUREZA TOTAL a.- Disponga en un vaso de 250 cc una muestra de 25 ml del agua problema b.- Disponga en su interior el electrodo del phímetro, anote el ph de la muestra y luego ajústelo (con base o con ácido) hasta ph = 10. Si usa base para el ajuste use de preferencia una solución diluida de NaOH, y si usa ácido para el ajuste hágalo con solución diluida de H 2 SO 4 Posteriormente, agregue 2 ml de buffer ph 10 ( NH 4 Cl + NH 3 ). 5
c.- Adicione a continuación, una punta de espátula de indicador Eriocromo-T. d.- Titule con EDTA 0,02 M disponiendo un papel blanco, como medio de contraste, entre el vaso y el agitador magnético. El sistema deberá virar de púrpura claro hasta azul suave Anote: ph inicial, la temperatura del agua, el gasto de solución de EDTA y la concentración molar de la solución de EDTA: 6
ppm dureza total = en (Ca ++ y Mg ++ ) = 1000 Vol V EDTA ( ml) xm de muestra ( ml) Veamos el siguiente ejemplo de cálculo, realizado en el agua de una caldera: Volumen de solución problema = 25 ml Volumen de EDTA gastado = 14 ml Normalidad solución EDTA = 0,02 M Temperatura solución = 24 ºC ph de la solución = 10 m eqv. L ppm dureza total = ( ) en (Ca ++ y Mg ++ V x M ) = 1000 EDTA Vol de muestra dureza total = 1000 ( 14*0,02 25 ) = 11,2 ppm Para el cálculo del índice de Langelier, se requiere conocer los valores del ph; temperatura, alcalinidad y dureza total Cálculo del Índice de Langelier ph 10 FACTOR Temperatura 24 C TF = 0,6 Dureza 11,2 ppm HF = 1,4 Alcalinidad 16,2 ppm AF = 1,4 Is = ph +TF + HF + AF 12,5 Is = 10 + 0,6 + 1,4 + 1,4-12,5 = + 0,9 Por lo tanto, el agua analizada es Incrustante 7
Bibligrafía. 1.- Curso de Manipulación de aguas de consumo humano. Texto Pedro José Varó Galván Manuel Segura Beneyton Año 2009 2.- Teoría y Práctica de la purificación de aguas. Texto. Vol.N 2 Jorge Arboleda Valencia. Año 2000 3.- Saneamiento y Alcantarillados Vertido de aguas residuales. Texto Aurelio Hernández Muñoz. Año 2001. 8
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