CONDUCTIVIDAD, POTENCIAL (REDOX), PH y TEMPERATURA DEL AGUA

CONDUCTIVIDAD, POTENCIAL (REDOX), PH y TEMPERATURA DEL AGUAFIGMM

CONDUCTIVIDAD, POTENCIAL (REDOX), PH y TEMPERATURA DEL AGUA

I. OBJETIVO

Realizar las mediciones de los parmetros del agua como la conductividad, potencial (Redox), Ph y temperatura, etc., de diferentes procedencias como son las aguas de mina, agua del ro Rimac, agua potable y agua resultado de las plantas de tratamiento; para luego analizar las diferencias de los diferentes tipos de clases de agua.

II. FUNDAMENTO TEORICO

CONDUCTIVIDAD ELCTRICALa conductividad elctrica de una muestra de agua es la expresin numrica de su capacidad para transportar una corriente elctrica. Esta capacidad depende de la presencia de iones en el agua, de su concentracin total, de su movilidad, de su carga o valencia y de las concentraciones relativas, as como de la temperatura a la cual se realiza la medicin.Las soluciones de la mayora de los cidos, bases y sales inorgnicas son relativamente buenos conductores de la corriente elctrica, inversamente, las soluciones acuosas de solutos orgnicos, que no se disocian o que se disocian muy poco en el agua, poseen conductividades elctricas muy bajas o similares a las del agua pura.En la mayora de las soluciones acuosas, cuanto mayor es la concentracin de las sales disueltas, mayor es su conductividad elctrica. Este efecto contina hasta el punto de saturacin de la sal o hasta que la solucin se halla tan concentrada en iones que la restriccin del movimiento, causada por un aumento posterior en la concentracin, disminuye la conductividad elctrica del sistema.Puesto que a mayor temperatura menor viscosidad y a menor viscosidad mayor libertad de movimiento, la temperatura tambin tiene una marcada influencia sobre la conductividad elctrica de un sistema acuoso. Si bien el incremento de la conductividad elctrica con la temperatura puede variar de un in a otro, en general, se acepta que sta aumenta en promedio un 3% por cada grado centgrado que aumente la temperatura.

Valores de conductividad de algunas muestras tpicas

Temperatura de la muestra 25 CConductividad, S/cm

Agua ultrapura0.05

Agua de alimentacin a calderas1 a 5

Agua potable50 a 100

Agua de mar53,000

5 % NaOH223,000

50 % NaOH150,000

10 % HCl700,000

32 % de HCl700,000

31 % HNO3865,000

Aplicacin en la industria de la Conductividad Elctrica

En primer lugar, la conductividad de las soluciones desempea un importante papel en las aplicaciones industriales de la electrlisis, ya que el consumo de energa elctrica en la electrlisis depende en gran medida de ella.

Las determinaciones de la conductividad se usan ampliamente en los estudios de laboratorios. As, se las puede usar para determinar el contenido de sal de varias soluciones durante la evaporacin del agua (por ejemplo en el agua de calderas o en la produccin de leche condensada).

Las basicidades de los cidos pueden ser determinadas por mediciones de la conductividad.

El mtodo conductimtrico puede usarse para determinar las solubilidades de electrlitos escasamente solubles y para hallar concentraciones de electrlitos en soluciones por titulacin.

Un mtodo prctico es la determinacin de la concentracin de un electrlito en solucin por la medicin de su conductividad durante la titulacin. Este mtodo resulta especialmente valioso para las soluciones turbias o fuertemente coloreadas que con frecuencia no pueden ser tituladas con el empleo de indicadores.

TEMPERATURALa temperatura es un factor abitico que regula procesos vitales para los organismos vivos, as como tambin afecta las propiedades qumicas y fsicas de otros factores abiticos en un ecosistema.

La temperatura del agua tiene una gran importancia en el desarrollo de los diversos procesos que en ella se realizan, de forma que un aumento de la temperatura modifica la solubilidad de las sustancias, aumentando la de los slidos disueltos y disminuyendo la de los gases. La actividad biolgica aproximadamente se duplica cada diez grados (ley del q10), aunque superado un cierto valor caracterstico de cada especie viva, tiene efectos letales para los organismos. Un aumento anormal (por causas no climticas) de la temperatura del agua, suele tener su origen en el vertido de aguas utilizadas en procesos industriales de intercambio de calor. La temperatura se determina mediante termometra realizada in situ.Las escalas de temperatura ms comnmente usadas son dos: Celsius y Fahrenheit. Con fines de aplicaciones fsicas o en la experimentacin, es posible hacer uso de una tercera escala llamada Kelvin o absoluta. La escala Celsius es la ms difundida en el mundo y se la emplea para mediciones de rutina, en superficie y en altura.

La temperatura ptima es de 8-15C.

POTENCIAL REDOX

El potencial redox es una medida (expresada en voltios o milivoltios) que nos indica cuantitativamente la facilidad que tienen una sustancia para oxidar o reducir a otras, as que nos indica las transformaciones de los desechos en nutrientes (nitratos y nitritos) por parte de la fauna bacteriana y de las plantas.Es decir mide la actividad de los electrones, adems se encuentra relacionado con el pH y con el contenido de oxgeno. Es anlogo al pH ya que el pH mide la actividad de protones y el potencial redox mide la de los electrones. El potencial redox se calcula como:

Siendo Po la presin parcial de oxgeno expresada en atmsferas.

En las aguas si el oxgeno est en equilibrio con el atmosfrico y el pH es de 7, el valor es de + 0, 86 mv a 0 C y de + 0,80 mv a 25 C. En las aguas dulces y marinas raramente baja de + 0,3 mv excepto cuando hay gran escasez de oxgeno. Aplicacin en el ambiente marino del Potencial Redox En el perfil del sedimento marino se aprecian tres zonas distinguibles por el color: la zona oxidada de color amarillo y cuyo potencial redox es de ms de 200 mv, la discontinuidad de redox de color gris con potencial entre 0 y 200 mv y la zona reducida con potencial negativo. El oxgeno, dixido de carbono y nitrato son reemplazados por el sulfuro de hidrgeno, metano y amoniaco en los sedimentos reducidos. El in frrico pasa a in ferroso en la discontinuidad de redox y en la zona reducida. Hay lmites en los que la vida no puede desarrollarse en el potencial redox. Pero tambin hay zonas intermedias en las que los organismos utilizan unos pares redox u otros. En los suelos encharcados hay problemas para la difusin del oxgeno, el sulfhdrico y el metano se producen en ambientes reductores como pantanos a grandes profundidades. En los potenciales oxidantes la materia tiende a oxidarse y descomponerse y en reductores tiende a reducirse. La sustancia con potencial de reduccin ms negativo es la que se oxida. Por ello es importante conocer los valores normales de los potenciales redox. Hay distintos medios acuticos debido a sto: el agua cida de minas es muy oxidante, el agua atmosfrica ,el agua de ro y la de mar tambin, en un punto intermedio estn las aguas pantanosas y el agua subterrnea, y como las ms reductoras estn el agua de suelos inundados y el agua en contacto con sedimentos marinos reductores. En zonas someras es donde mayor variacin del potencial de reduccin hay. El agua marina es reductora a un pH de 8 y las aguas subterrneas tienen concentraciones de carbonatos que desvan el pH. El oxgeno se difunde mal en aguas completamente quietas pero en los ecosistemas suele haber viento y hay oxgeno que puede provenir de plantas fotosintticas. De da y debido a la fotosntesis, en las capas ms prximas a la superficie, se produce una prdida de oxgeno hacia la atmsfera ya que se supera la saturacin de oxgeno, en las profundidades el oxgeno disminuye debido a las bacterias, animales y materia orgnica en sedimentacin; de noche se produce un paso limitado de oxgeno desde la atmsfera al agua y es consumido por la respiracin y las bacterias. As se da una situacin en la que el agua est estratificada. Cuando hay un agua turbulenta, se produce un paso acelerado del oxgeno al agua y se produce una mezcla que uniformiza el gradiente vertical de oxgeno.

PHLa determinacin del pH en el agua es una medida de latendenciade su acidez o de su alcalinidad. No mide el valor de la acidez o alcalinidad .Un pH menor de 7.0 indica unatendenciahacia la acidez, mientras que un valor mayor de 7.0 muestra unatendenciahacia lo alcalino.La mayora de las aguas naturales tienen un pH entre 4 y 9, aunque muchas de ellas tienen un pH ligeramente bsico debido a la presencia de carbonatos y bicarbonatos. Un pH muy cido o muy alcalino, puede ser indicio de una contaminacin industrial.

El valor del pH en el agua, es utilizado tambin cuando nos interesa conocer su tendencia corrosiva o incrustante,y en las plantas de tratamiento de agua.Este mtodo determina el pH, midiendo el potencial generado ( en milivolts ) por un electrodo de vidrio que es sensible a la actividad del in H+,este potencial es comparado contra un electrodo de referencia, que genera un potencial constante e independiente del pH.

TURBIDEZLa turbidez es una medida del grado en el cual el agua pierde su transparencia debido a la presencia de partculas en suspensin. Cuantos ms slidos en suspensin haya en el agua, ms sucia parecer sta y ms alta ser la turbidez. La turbidez es considerada una buena medida de la calidad del agua.

Causas de la turbidez Parmetros que influyen en la turbidez del agua. Algunos de estos son: Fitoplancton Sedimentos procedentes de la erosin Sedimentos resuspendidos del fondo (frecuentemente revueltos por peces que se alimentan por el fondo, como la carpa) Descarga de efluentes Crecimiento de las algas Escorrenta urbana Mxima turbidez permitida en el agua para consumo humanoSegn la OMS (Organizacin Mundial para la Salud), la turbidez del agua para consumo humano no debe superar en ningn caso las 5 NTU, y estar idealmente por debajo de 1 NTU.

Consecuencias de una alta turbidezLas partculas suspendidas absorben calor de la luz del sol, haciendo que las aguas turbias se vuelvan ms calientes, y as reduciendo la concentracin de oxgeno en el agua (el oxgeno se disuelve mejor en el agua ms fra). Como consecuencia de la sedimentacin de las partculas en el fondo, los lagos poco profundos se colmatan ms rpido, los huevos de peces y las larvas de los insectos son cubiertas y sofocadas, las agallas se tupen o daan.Medicin de la turbidezLa turbidez se mide en NTU: Unidades Nefelomtricas de Turbidez. El instrumento usado para su medida es el nefelmetro o turbidmetro, que mide la intensidad de la luz dispersada a 90 grados cuando un rayo de luz pasa a travs de una muestra de agua.

CALIDAD DEL AGUAPara determinar la calidad de un agua es necesario analizar los parmetros: Parmetros fsicos: Caractersticas organolpticas (olor, color y sabor) Temperatura (la temperatura ptima es de 8-15C) Conductividad (gracias a las sales) Turbidez Parmetros qumicos: Incluyen a los orgnicos, los inorgnicos y los gases. Parmetros orgnicos: Miden la cantidad de materia orgnica que hay en el agua.DBO (demanda bioqumica del O2): Mide el oxgeno disuelto utilizado por los microorganismos en la oxidacin bioqumica de la materia. El periodo de incubacin tras el cual se realiza la medicin suele ser de 5 das, comparndose el valor obtenido con el original presente en la muestra. Se determina as la cantidad aproximada de oxgeno utilizado que se requerir para degradar biolgicamente la materia orgnica.DQO (demanda qumica de oxgeno): Mide el oxgeno disuelto requerido para oxidar la materia mediante un agente qumico. Mide la cantidad de materia orgnica total (la biodegradable y la no biodegradable) Parmetros inorgnicos: Los ms usuales son el pH y la concentracin de sales.Gases: los gases presentes habitualmente en las aguas naturales son el nitrgeno, oxgeno y dixido de carbono, que son gases comunes en a atmsfera, mientras que en las aguas residuales hay sulfuro de hidrgeno, metano y amoniaco, que procede de la descomposicin de la materia orgnica. Por otro lado, en las aguas desinfectadas se puede encontrar cloro y ozono.

Parmetros microbiolgicos:Este control es exclusivo para aguas de uso humano. Se basan en medir la presencia de microorganismos como son bacterias coliformes que producen la contaminacin fecal y los microorganismos patgenos que producen clera.

WATER TEST: El Water Test es un instrumento porttil compacto y econmico para controles rpidos en muestras, de los 4 parmetros ms importantes en el anlisis del agua, es decir, pH, ORP, conductividad y temperatura. Su presentacin ligera y compacta lo hace perfecto para su uso tanto en instalaciones como in situ. El cuerpo de material plstico resistente, le aporta robustez necesaria. El Water Test es sobre todo un instrumento fcil de usar: para comenzar a trabajar es suficiente efectuar una calibracin preliminar de pH y conductividad, llenar la cmara de medida colocada en la base del instrumento, encenderlo y seleccionar el parmetro deseado pulsando el botn "RANGE". En este punto se leern en la pantalla los valores medidos junto con la respectiva unidad de medida. La versatilidad unida a la robustez, hacen que el Water Test sea perfecto para su uso en campos tales como anlisis del tratamiento de aguas, didctica, aplicaciones de acuicultura e hidropona y en muchas ms.

III. MATERIALES- Equipo Water Test- 10 vasos de 200 ml cada uno- muestras de aguas de mina, gaseosas y vino.

IV. PROCEDIMIENTO1) Establecer las estaciones de monitoreo o puntos de monitoreo de calidad de agua.2) Los grupos formados tendrn un vaso de 200ml

3) Cada grupo medir los parmetros del agua procedente de diferentes estaciones de monitoreo

4) El equipo water test medir los siguientes parmetros Temperatura en 0C, conductividad (uS/cm), pH, potencial redox (mV)5) Llenar a cada vaso un volumen de 100 ml de muestra, tener cuidado de no exceder este volumen porque mojara la batera del wter test.6) Introducir el wter test al vaso

7) Para iniciar la medicin digitar ON/OFF (encendido/apagado)8) Digitar Range (rango)9) Medir con el equipo de wter test la Temperatura en grados centgrados (0C) anotar valores

10) Medir con el equipo de wter test la conductividad en micro cien (uS/cm) anotar valores

11) Medir con el equipo de wter test r el pH anotar valores

12) Medir con el equipo de wter test el potencial redox en milivoltios (mV) anotar valores

V. CALCULOS Y RESULTADOS

MUESTRATEMEPRATURACONDUCTIVIDAD ELCTRICApHPOTENCIAL REDOX

Vino27,912,7188

Inca Kola27,44632,8182

Coca-Cola27,712292,3201

Powerade28,612,5192

Agua de mina (Rinconada)[footnoteRef:1] [1: ]

28,112405,9142

Agua con desmonte (Ananea)[footnoteRef:2] [2: ]

27,513996,6126

Agua de rio (a 1 Km de Ananea)27,915277,4110

Agua del rio Ramis (a 100 m del Titicaca)27,28677,7101

Agua destilada27,8157,885

VI. CUESTIONARIO

1. Cual es el objetivo de determinar la conductividad, pH, temperatura, potencial redox, turbidez, sedimentacin, DBO, DRB, STD, SSI, coliformes fecales, coliformes sulfatos.

El objetivo de determinar los parmetros de pH, conductividad, potencial redox, turbidez, etc. Son con la intencin de saber en qu condiciones se encuentra la muestra de agua analizada, para que con estos parmetros se pueda saber si la muestra se encuentra en condiciones ptimas para el uso humano. En caso que no cumpla con los parmetros establecidos (sea mayor o menor al parmetro admisible), entonces se dir que es un agua contaminada y se deber tomar las medidas del caso, como alertar a la poblacin que hace uso de esa fuente de agua, y luego darle tratamiento para que vuelva a ser consumida.

2. Cules son los parmetros para determinar la contaminacin del agua(agua de ro)

Los parmetros que se utilizan para analizar la contaminacin del agua son:Parmetros Fsicos Caractersticas organolpticas (olor, color y sabor). Temperatura (la temperatura ptima es de 8 a15C). Conductividad (gracias a las sales). TurbidezParmetros QumicosDentro de ellos se encuentran los orgnicos, inorgnicos y gases. Parmetros orgnicos: Miden la cantidad de materia orgnica que hay en el agua. A mayor cantidad de materia orgnica en el agua menor calidad del agua. DBO (demanda bioqumica del O2): Mide el oxgeno disuelto utilizado por los microorganismos en la oxidacin bioqumica de la materia.3. Cules son los lmites mximos permisibles de los parmetros (L.G.A)

4. Cuando se dice que el agua est contaminada?

Se dice que el agua est contaminada cuando su composicin se haya alterado de modo que no rena las condiciones necesarias para ser utilizada beneficiosamente en el consumo del ser humano y de los animales. La contaminacin se encuentra en un constante aumento con relacin al aumento de la poblacin; con la cual los desechos domsticos, residuos agropecuarios y procesos industriales; impide la reutilizacin del agua. Principales agentes contaminantes del agua

Agentes patgenos Virus, protozoarios, bacterias y parsitos que se impregnan al agua proveniente de desechos orgnicos. Sustancias qumicas orgnicas Petrleo, plsticos, plaguicidas, detergentes que amenazan la vida. Sustancias qumicas inorgnicas cidos, compuestos de metales txicos (Mercurio, Plomo), envenenan el agua. Sedimentos o materia en suspensin, sustancias radioactivas, ingreso de agua caliente disminuyendo la cantidad de oxgeno.

5. Comparacin de las aguas analizadas en el laboratorio

a. Analizando el pH (potencial de hidrogeno) de cada una de las muestras recolectadas y comparndolas con el mximo permisible, se comprueba que la mayora de las muestras presentan alto ndice de acidez (bajo pH), la pepsi, coca cola, inca cola y el vino son las me mas bajo ph (son mas acidas)

b. Analizando las temperaturas de las muestras, vemos que todas presentan la misma temperatura, ya que se equilibran con la temperatura de ambiente que es aproximadamente 20 C

c. Analizando las conductividades, observamos que el el poweradey el vino presentan la conductividad ms alta, en caso del agua potable es la 3era con mayor conductividad. La explicacin a esto es la siguiente:En el agua de cao estn presente las sales NaCl, que se disocian en Na+ y Cl- , estos iones presentes en el agua de cao hacen que el agua sea muy buena conductora de la electricidad, por eso es que presenciamos un alto valor de la conductividad. Si queremos bajar este valor, simplemente debemos hervir el agua hasta su punto de ebullicin, as eliminamos las sales presentes en el agua. De este modo el agua presentara un bajo valor de conductividad ya que el agua es un electrolito dbil.d. Al analizar el potencial redox de las muestras y comparndolas, se puede notar que el coef. Redox de la Pepsi es mayor que los coeficientes de las muestras obtenidas. Este coeficiente es un parmetro muy importante pues cuando es bajo el potencial redox en aguas se observa una disminucin en la concentracin de oxigeno disuelto y la reduccin de iones y molculas importantes para la nutricin de organismos y formas de vida superior. Cuando la solubilidad del oxigeno es baja tambin lo es el coeficiente redox.

VII. CONCLUSIONES El monitoreo del agua es muy importante, ya que a travs de la medicin de sus parmetros nos permite conocer en qu condiciones se encuentra la muestra de agua analizada. La conductividad, el potencial (redox), la temperatura y el PH, son los parmetros ms importantes del agua. Son caractersticas qumicas del agua: El PH, potencial redox, alcalinidad, acidez, dureza, oxigeno disuelto, demanda de oxigeno, nitrgeno en solucin, cloruros en solucin, metales en solucin, otros. Son caractersticas fsicas del agua: la temperatura, el color, el sabor, el olor, la turbidez, los slidos disueltos y la conductividad.

VIII. RECOMENDACIONES Y OBSERVACIONES

Enjuagar el wter test cada vez analizada una muestra, en caso que no est bien enjuagado podra afectar en las siguientes muestras a analizar, haciendo que varie sus parmetros (ph, temperatura, conductividad o potencial redox)Entre los parmetros medidos la temperatura es el nico parmetro que se mantiene casi constante, ya que son muestras guardadas y no muestras frescas, en las que si variara su temperatura.

IX. BIBLIOGRAFIAhttp://www.phenomenex.com/Compound?id=Magnafloc+R+292&culture=eshttp://www.sunass.gob.pe/doc/normas%20legales/legisla%20web(cambio)/normas/calidad%20de%20agua/Oficio%20677.pdfhttp://www.minam.gob.pe/index.php?option=com_content&view=article&id=100

1er Laboratorio de Fisicoqumica21