UNIVERSIDAD CATÓLICA BOLIVIANA “SAN PABLO” Facultad de Ingeniería Civil Laboratorio de Agua Potable y Alcantarillado. CIV- 242 Semestre: l-2016

POPIEDADES FÍSICAS Y QUIMICAS DEL AGUARíos Urquieta Mateo David

Ing. Esperanza Díaz. Miércoles: 10:30-12:3024 de febrero de 2016

OBJETIVO

Determinar las propiedades físicas y químicas de diferentes muestras de agua potable.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Determinar la densidad Determinar la tensión superficial Determinar la conductividad y los sólidos totales Determinar la turbidez Determinar el PH. Comparar los resultados con la norma boliviana (NB 512)

FUNDAMENTO TEÓRICO

Agua potable se puede definir como aquella que por sus características organolépticas, físicas, químicas, radiactivas y microbiológicas, se considera apta para el consumo humano y que cumple con lo establecido según la norma de cada país. En la Norma Boliviana 512 (NB 512) podemos obtener los valores admisibles para que el agua sea potable para la población de Bolivia mostrados en las siguientes dos tablas a continuación:

Tabla 1. REQUISITOS FÍSICOS Y ORGANOLÉPTICOS

La tabla indicada muestra los valores máximos aceptables para que el agua se considere potable. (Fuente: NB 512)

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Tabla 2. TABLA DE ALGUNOS REQUISITOS QUIMICOS

Características Valor máximo aceptable ObservacionesPH 9.0 Límite inferior a 6.5Conductividad 1500.0 μs /cmLa tabla indicada muestra los valores máximos aceptables para que el agua se considere potable. (Fuente: NB 512)

Es necesario también poner una lista de las características que serán probadas en laboratorio.

a) Densidad

La densidad el a cantidad de masa presente en unidad de volumen. Se representa en la siguiente formula y sus unidades comúnmente son [g/ml]. El agua tiene una densidad de g/ml.

ρ=mV (1)

b) Tención superficial

Las fuerzas cohesivas entre las moléculas de un líquido son las responsables del fenómeno conocido como tensión superficial. Este se mide en [N/m] y se calcula con la siguiente formula:

γ= 12∗r∗h∗g∗ρ

Dónde: γ = Tension superficial (N/m) r = Radio del tubo capilar. (m) h = Altura de agua en el tubo capilar (m) g = Gravedad (m/s2)ρ = Densidad (Kg/m3)

c) Solidos totales disueltos

La cantidad de solidos disueltos en el agua de muestra. Se mide en [g/l]

d) Conductividad

La facilidad con la que la electricidad puede pasar por el medio líquido. Se mide en [μs /cm]

e) PH

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El Ph representa si el líquido es un medio acido o base. En la escala del 1 al 14: del 1 al 6.9 se considera una sustancia acida; del 7.1 al 14 se considera una sustancia alcalina; el 7 es otorgado a una sustancia neutra. El agua destilada presenta un Ph de 7.

f) Turbidez

Es aquel fenómeno que hace que una porción especifica de luz pase por el medio acuoso y es deflactado por partículas no disueltas. Se mide en [FTU o UNT].

MATERIALES DE LABORATORIO

2 Matraces aforados de 25 ml 2 Tubos capilares 4 Vasos de precipitado de 100 ml 4 Tiras para la medición del PH. 1 Regla Agua destilada 4 muestras de agua de distintos lugares. 1 Balanza electrónica. Máquina para la medición de la turbidez del agua. Máquina para la medición de la conductividad del agua. Máquina para la medición de solidos disueltos en el agua.

PROCEDIMIENTO

Para determinar la densidad de las muestras, se debe pesar el matraz aforado vacío y lleno, la diferencia de estos pesos es el peso del agua. Utilizando el volumen y la fórmula (1) obtenemos la densidad.

Para determinar la tensión superficial se utilizan los tubos capilares, los cuales hay que determinar el radio del espacio vacío del tubo, para eso es necesario pesar el tubo con agua y sin agua, con el volumen (equivalente a la masa) del agua dentro del tubo e igualando a la ecuación de un cilindro obtenemos el radio. Luego de eso, se coloca el tubo verticalmente sobre el agua hasta que el agua suba por el tubo espontáneamente, una vez que suceda eso se mide la altura que alcanzo el agua y con la formula (2) se encuentra el valor de la tensión superficial.

Una vez realizadas esas pruebas se para a la medición del PH, colocando las barritas de medición del PH dentro de la muestra la cual nos reflejara a grandes rasgos en qué nivel se encuentra.

Para la medición de la conductividad y la cantidad de solidos disueltos se utiliza la máquina que se muestra en la siguiente imagen.

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Una vez que se coloca el medidor dentro de la muestra, hay que esperar a que el valor sea estable, y eso se indica cuando el grafico de la izquierda se enciende por más de tres segundo, como se ve en la siguiente imagen.

Por último para medir la turbidez del agua se coloca en una máquina que se muestra en la siguiente imagen, la cual mide la turbidez del agua.

Ilustración 3: Máquina de medición de la turbidez del

agua.

DATOS DE LABORATORIO

Para la medición de la densidad del agua, se obtuvo los siguientes datos:

Muestra W matraz (g)W total (g) W agua (g) V (ml) ρ (g/ml)Hampaturi 36,28 61,10 24,82 25,00 0,9928Pampahasi 17,39 42,21 24,82 25,00 0,9928Achachicala 17,39 42,14 24,75 25,00 0,9900Viscachani 36,28 61,09 24,81 25,00 0,9924

Testeo de densidades por muestra.

TABLA 1. MUESTRAS PARA DENSIDAD.

En la siguiente tabla se muestra los pesos (W) de los distintos objetos para obtener el peso del agua pura (W agua) y con el volumen del agua (V agua) obtuvimos la densidad en la última columna utilizando la formula

1.

Ilustración 1: Máquina de medición de presencia de sólidos y conductividad.

Ilustración 2: Pantalla de la máquina de medición de conductividad, en rojo la marca que debe persistir por 3 segundos para tomar el valor.

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Para los obtener resultados de turbidez, presencia de solidos disueltos, PH y conductividad, se obtuvo los siguientes datos para las cuatro muestras disponibles.

Mestra Solidos (mg/l) Conductividad (Us) PH turbidez FTUHampaturi 7,60 12,78 7,00 1,16

Achachicala 6,71 11,26 6,00 0,62

Pampahasi 5,42 9,10 6,00 2,11

Viscachani 20,00 33,50 9,00 0,14

Testeo de presencia de solidos, conductividad, Ph, y turbidez

TABLA 2. DATOS DE LABORATORIO.

En la siguiente tabla podemos observar los cuatro factores medidos con sus respectivas unidades que nos servirá para comparar con la norma boliviana.

Para la medición de la tensión superficial se obtuvieron los siguientes datos para medir el radio del tubo capilar.

V vacio (ml) 0,160V lleno (ml) 0,240Long. (cm) 7,500Radio (cm) 0,058G (cm/s2) 981,000

Datos del tubo capilar

TABLA 3. DATOS DEOMETRICOS DEL TUBO CAPILAR

Podemos observar los datos medidos del tubo capilar y en la última fila el valor de la gravedad que necesitaremos posteriormente.

Muestra h (cm) γ (N/m)Hampaturi 1,100 0,0311Pampahasi 1,000 0,0282Achachicala 1,100 0,0310Viscachani 1,200 0,0339

Test de tension superficial

TABLA 4. DATOS DE TENSION SUPERFICIAL

Los datos de la segunda columna representan las alturas alcanzadas cuando el tubo capilar estuvo en contacto con el agua. La tercera columna se calculó con la fórmula 2.

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CONCLUCIONES Y COMPARACIONES.

Comparando los valores obtenidos en el laboratorio con los valores indicados en la norma boliviana, obtenemos los siguientes valores.

Norma el alto Pampahasi Achachicala Viscachani1,00 0,99 0,99 0,99 0,99

1000,00 7,60 6,71 5,42 20,005,00 1,16 0,62 2,11 0,14

9 - 6,5 7 6 6 91500,00 12,78 11,26 9,10 33,50

0,072 0,031 0,282 0,031 0,034

Tabla comparativa de resultados

Tension superficial (N/m)Conductividad (us/cm)

PHTurbiedad (UTN)

Solidos disueltos (mg/l)Densidad (g/ml)

Propiedad

TABLA 4. TABLA COMPARATIVA DE RESULTADOS

Obsérvesele en la tabla la comparación de los valores numéricos de las propiedades físicas y químicas de las cuatro muestras puestas en prueba en el laboratorio y su comparación con los valores de la normativa

boliviana de agua potable (NB 512).

Nótese que los valores obtenidos en los laboratorios entran por debajo de los de la normativa que representan las condiciones mínimas que debe cumplir el agua para ser potable en excepción de la tensión superficial. El valor de la tensión superficial refleja un valor muy disparejo a las características naturales del agua, esto puede ser causado por la falta de precisión en la medición geométrica del tubo capilar.

El agua viscachani como vemos en la comparación, es un agua alcalina dotada de muchos minerales, por eso su alta presencia de solidos disueltos, puede resultar buena para la salud y un hecho que debería tomarse en consideración.

Por otra parte el agua de pampahasi y achachicala presentan los valores de PH menores a 7, no podríamos saber con certeza si alcanza los valores de 6.5 por la falta de precisión en el instrumento de medición, pero como en general, resulta ser una sustancia acida (aunque en poca magnitud) puede ser nociva para la salud, siendo así otro punto a considerar.

Finalmente en el laboratorio de agua potable y alcantarillado se logró obtener los valores que se pretendían medir en los objetivos específicos dando por concluido exitosamente el laboratorio.

BIBLIOGRAFIA

Bolivia., M. d. (2004). Norma Boliviana 512 (NB512) Agua Potable Requisitos. La Paz: IBNORCA.

Hyperphysics.com. (s.f.). Propiedades del agua. Obtenido de http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/surten.html