Laboratorio de Química III Preparatoria No. 8

PRACTICA No. _: Purificación del agua

OBJETIVODeterminar parámetros de calidad de muestras de agua.Investigar la influencia de diferentes etapas de tratamiento en los parámetros de calidad del agua.Realizar el monitoreo del pH con ayuda de la interfase y el sensor de pH.

INTRODUCCIÓNEn la actualidad el uso de agua se ve cada vez más afectado por la contaminación generada por la actividad humana.En los países desarrollados, el 59% del agua se designa al uso industrial, el 30% al uso agrícola y el 11 % a uso doméstico.

Para tratar el agua residual se utiliza una serie de etapas de tratamiento entre las cuales se encuentran:A) Remoción física de sólidos de mayor tamaño que arrastra el aguaB) Sedimentación, que permite la separación de partículas aprovechando la fuerza de gravedadC) Coagulación-floculación. Separación de partículas entre 10-6 y 10-9m. Adición de coagulantes para formar sólidos

que se sedimentan.D) Eliminación de materia disuelta: puede realizarse mediante procesos biológicosE) Precipitación. Formación de productos insolubles para su re-moción por separación por gravedad.F) Filtración. Filtro de arena, que permite separar materia sus-pendida G) Adsorción. Se utiliza un adsorbente, generalmente carbón activado, que puede ser granular o en polvoH) Desinfección

El agua potable no sólo debe ser pura, también debe estar en equilibrio calcio-carbónico: Ca(HCO3)2 CaCO3 + H2O + CO2

Este equilibrio que puede desplazarse debe mantenerse constante. El empleo de cal, tanto viva como hidróxido de calcio, permite:

- Ajustar el pH.- Remineralizar aguas demasiado blandas (agresivas). - Descarbonatar aguas demasiado duras.

Investigación previa: Calidad de agua potable. Procesos de tratamiento para producción de agua potable. Procesos de tratamiento de aguas residuales. Carbón activado, qué es y sus características. Filtros e arena. Desinfección. ¿Qués es coagulación-floculación? ¿qué reactivos se utilizan? ¿en qué consiste este proceso?

MATERIAL Anillo metálico y soporte universal Agitador de vidrio Balanza analítica Espátula Vasos de precipitados de 100 mL Vasos de precipitados de 50 mL Pinzas de tres dedos con nuez Pipeta de 10 mL

Colegio de Química 4

Laboratorio de Química III Preparatoria No. 8

Propipeta Vidrio de reloj Recipiente de plástico Vasos de precipitados de 25 mL Coladera de poro fino

SUBSTANCAS Óxido de calcio, CaO Sulfato de aluminio, Al2(SO4)3

Hipoclorito de sodio NaClO, blanqueador Carbón activado Arena Muestras de agua (aportadas por los estudiantes) Soluciones tampón 4, 7 y 10 Algodón

MEDIDAS DE SEGURIDAD Uso de bata y lentes de seguridad Manejar con cuidado la solución comercial de hipoclorito de sodio, es corrosivo. Manejar con cuidado el carbón activado, es un polvo muy fino. Trabajar con mucho cuidado las celdas y el espectro fotómetro

No arrojar al drenaje ni a la basura los residuos de los experimentos, colocarlos en los frascos etiquetados para posterior tratamiento.

DESARROLLO1. Determinación de la calidad inicial de las muestras de aguaObserva la muestra original y reporte los parámetros marcados en la tala 1. Para la determinación del pH mediante sensores, se debe seguir los pasos marcados en la figura 1. Sin embargo, se puede determinar el pH mediante papel indicador de pH.Tomar una muestra de 30 mL de agua y colocarla en un vaso de precipitados. Tomar una fotografía del aspecto de la muestra original.

Figura 1. Determinación de pH mediante sensores.

Colegio de Química 5

Laboratorio de Química III Preparatoria No. 8

2. CribadoTomar una muestra de 30 mL y filtrarla con la coladera. Colocarla en un vaso de precipitados y tomar una fotografía. Reportar los parámetros en la tabla 1.

3. Coagulación-Floculación.Esta etapa de tratamiento se realiza por la adición de óxido de calcio y sulfato de aluminio. Adicionar una pequeña cantidad de ambos sólidos a la muestra cribada, como se observa en la figura 2. Tomar una primera fotografía de la muestra. Agitar con el agitador de vidrio. Tomar la segunda fotografía. Dejar reposar hasta asentamiento del material. Tomar la tercera fotografía. Reportar los parámetros de la muestra coagulada en la tabla 1.

4. Filtración en arenaPara la filtración, se debe preparar el filtro de arena. Tomando la parte exterior colocar algodón en el fondo del recipiente, y llenar con arena, como se observa en la figura 3.Filtrar la muestra coagulada, y tomar la fotografía correspondiente. Reportar los parámetros de la muestra en la tabla 1.

Figura 2. Muestra para la coagula-ción-floculación

Figura 3. Filtro de arena. Figura 4. Filtro de carbón activado

5. Filtración en carbón activadoPreparar el filtro de carbón activado. Filtrar la muestra y tomar la fotografía de la muestra filtrada. Reportar los parámetros en la tabla 1.

6. CloraciónTomar la muestra filtrada en carbón y adicionar una gota de hipoclorito de sodio. Tomar la fotografía correspondiente y reportar sus parámetros en la tabla 1.Aun cuando se considera que la muestra ha sido desinfectada, no es recomendable consumir dicha muestra, por una parte el material de laboratorio no se encuentra limpio como para consumir bebidas en él, y la calidad de la muestra no ha sido verificada como apta para consumo humano.

RESULTADOS

Muestra Aspecto pH Olor Color ObservacionesBrutaCribadaCoaguladaFiltradaFiltrada carbónDesinfectadaTabla 1. Características de la muestra de agua a lo largo del proceso de putificación.

CONCLUSIÓN

BIBLIOGRAFÍAManual de prácticas de Química III. ENP.

Colegio de Química 6