UNIVERSIDAD POLITECNICA DE EL SALVADOR INSTITUTO DE INVESTIGACION

APUNTES DE PRACTICAS DE LABORATORIO DE INGENIERIA SANITARIA Y AMBIENTAL Docente: Ing. José Luis Gómez Colorado GUIA DE LABORATORIO 1: Obtención del pH y Cloro Residual de líquidos

Objetivos 1. Este laboratorio experimental permitirá a los estudiantes el analizar la reacción química de sustancias usadas cotidianamente; lográndolos clasificar en ácidos o bases. 2. Identificar el nivel de cloro residual en muestras de agua para consumo humano 3. Comparar los resultados con la normativa existente para agua apta para consumo humano y concluir sobre los resultados obtenidos

EXPERIMENTO No. 1 LA CIANIDINA COMO INDICADOR DE ACIDEZ Y ALCALINIDAD El colorante de la col morada (brasica oleracea) se puede extraer calentando durante 5-10 minutos, una o dos hojas de la col en una taza con agua purificada. El colorante natural así obtenido es, por supuesto, totalmente comestible, por lo que se ha propuesto su uso como pigmento para medicamentos. El colorante en cuestión se llama cianidina, y tiene propiedades químicas muy interesantes pues el color azul-violeta que presenta en medio neutro (pH = 7) cambia a colores que tienden hacia el rojo en medio ácido (pH = 1-6), y a colores que en medio básico tienden hacia el verde (pH = 8-12) y al amarillo (pH = 13-14). Ver tabla de colores para Col Morada.

1

UNIVERSIDAD POLITECNICA DE EL SALVADOR INSTITUTO DE INVESTIGACION

Sustancias acidas: Se caracterizan por liberar iones de hidrogeno (H+) cuando se disuelven en el agua, Conduce electricidad en solución acuosa y reaccionan con algunos metales; además tiene un sabor ácido. Se considera a una sustancia acida cuando su rango de acides esta debajo de 7 en la escala de pH, estas pueden llegar a cortar tejidos como la piel. Ejemplos: Jugo gástricos, jugo de limón, vinagre, vino, bebida carbónica, jugo de naranja, jugo de tomate, café, orina, etc. Sustancias básicas o alcalinas: Estas se caracterizan por que liberan iones de hidroxilo (OH-) cuando se disuelven en agua además también conducen electricidad en solución acuosa, su consistencia es jabonosa y se le denominan a las bases electrolitos Su considera una bases cuando su rango de acidez es mayor que 7 en la escala de pH. Ejemplos de estas son: clara de huevos, levadura, leche de magnesia, líquido pancreático, amoniacos, Agua de cal, Soda cáustica, productos de limpieza, etc. Sustancia neutras: Son las que no son acidas ni bases, se producen al juntar o mezclar un ácido y bases eso se le llama neutralización, su rango de acides en la es cala de pH es 7. Ejemplo de sustancias neutras: Agua destilada, Sangre humana

SOLUTO Y SOLVENTE

Las Soluciones son sistemas homogéneos (iguales propiedades físicas y químicas en toda su masa), que están constituidas básicamente por dos componentes llamados Solvente y Soluto. Solvente básicamente es la cantidad mayoritaria de la solución, es aquello que contiene al soluto. Por ejemplo si pensamos en agua salada, el agua es el solvente y la sal representa el soluto

La Lluvia Acida La escala de pH mide el grado de acidez de un objeto. Los objetos que no son muy ácidos se llaman básicos. La escala tiene valores que van del cero (el valor más ácido) al 14 (el más básico). Tal como puedes observar en la escala de pH que aparece arriba, el agua pura tiene un valor de pH de 7. Ese valor se considera neutro – ni ácido ni básico. La lluvia limpia normal tiene un valor de pH de entre 5.0 y 5.5, nivel levemente ácido. Sin embargo, cuando la lluvia se combina con dióxido de azufre y óxidos de nitrógeno—producidos por las centrales eléctricas y

2

UNIVERSIDAD POLITECNICA DE EL SALVADOR INSTITUTO DE INVESTIGACION

los automóviles—la lluvia se vuelve mucho más ácida. La lluvia ácida típica tiene un valor de pH de 4.0. Una disminución en los valores de pH de 5.0 a 4.0 significa que la acidez es diez veces mayor.

1.1 Fase Experimental:

Materiales 

Soluto: 0.5 a 1 litro de cianidina concentrada



Solventes: 10 sustancias solicitadas para el ensayo



Vasos transparentes de 4 onzas



Cucharas plásticas para café



Goteros



Papel toalla



Guantes de hule(cocina o de médicos)



Mascarillas



Alcohol en gel



Tirro



Marcadores permanentes



Ficha de vaciado de datos experimentales



Cuaderno y lápiz

Procedimiento: 1. Colocar dos onzas de cianidina en un vaso transparente que servirá de marco central comparativo. 2. Colocar a cada vaso el rótulo con tirro, el tipo de solvente a muestrear; 3. Preparar dos onzas(60 ml) de los solventes a ensayar en cada vaso transparente 4. Agregar a cada vaso 10 ml de soluto, agitando vigorosamente la solución hasta que adquiere un color uniforme.

3

UNIVERSIDAD POLITECNICA DE EL SALVADOR INSTITUTO DE INVESTIGACION

5. De ser necesario; agregar 10 ml adicionales a la solución, en caso de no tener un color definido. 6. Vaya anotando en su ficha sanitaria ambiental, los resultados obtenidos. 7. Finalizada las soluciones , ordenar las muestras ; colocando de izquierda a derecha las sustancias ácidas, pasando por la cianidina al centro y luego continuar a la derecha con las sustancias alcalinas(básicas); 1.2 Acciones a Realizar Elabore su propio reporte experimental al respecto y no se le olvide tomar fotografías de todos los procesos EXPERIMENTO 2: Cloro Residual ¿Qué es el cloro1? El cloro es el undécimo elemento más común de la corteza terrestre (el 0,045% de ésta es cloro) y está ampliamente extendido en la naturaleza. Los científicos han detectado más de 2.400 compuestos basados en el cloro. Éstos se producen de forma natural como resultado de la reacción del cloro con los compuestos orgánicos existentes en el medio ambiente. Algunos de ellos poseen propiedades antibacterianas y anti cancerígenas. Las principales fuentes naturales de los compuestos organoclorados son los océanos (casi un 3% de los mismos es cloro), los incendios forestales y la actividad micótica. La misma vida animal depende del cloro y de sus cualidades para reaccionar con otros elementos. En los seres humanos, la sangre, la piel y los dientes contienen cloro, incluso los leucocitos o los glóbulos blancos de la sangre necesitan este producto para combatir las infecciones. El cloro realiza una doble función para mantener la calidad de vida de las personas: por un lado, es el elemento imprescindible para el tratamiento y la potabilización del agua y para la prevención y el combate de enfermedades infecciosas; y, por el otro, es la materia básica para la fabricación de buena parte de los productos que utilizamos en nuestra actividad diaria. 1

Adaptado de.www.cloro.info/ANE

4

UNIVERSIDAD POLITECNICA DE EL SALVADOR INSTITUTO DE INVESTIGACION

2.1 Fase Experimental: Materiales:  Soluto: Hipoclorito de sodio al 5% y Cianidina 

Solventes: 1 litro de agua de la pila o barril, sin tratamiento.



Botella de plástico de 1 litro



4 Vasos transparentes de 4 onzas



1 Comparador de cloro para piscina(ya suministrado)



Termómetro de usos industrial



Cucharas plásticas para café



Goteros



Papel toalla



Guantes de hule(cocina o de médicos)



Mascarillas



Alcohol en gel



Tirro



Marcadores permanentes



Ficha de vaciado de datos experimentales



Cuaderno y lápiz

Procedimiento: 1. Rotular la muestra inicial del agua de la pila o barril con: fuente, lugar de origen, fecha de muestra, hora de muestra. 2. Tome inicialmente la temperatura, el cloro residual y el pH, usando el comparador y la cianidina. Estos serán sus datos de entrada. 3. Preparar con el agua de muestra una solución madre de 500 ml agregando 1 gota de Hipoclorito de sodio al 5%. Deje reposar 30 minutos. 4. Elabore su propio reporte experimental al respecto. 5. Tome un vaso de 4 onzas y llénelo con agua de la muestra inicial. Agréguele 1 gota de la solución madre. Agite, deje reposar y tome las lecturas de cloro residual y el pH. Anote. 6. Al mismo vaso agregue 1 gota adicional de la solución madre. Agite, deje reposar y tome las lecturas de cloro residual y el pH. Anote. 7. Repita el paso 6. Anote. 8. Complete las fichas requeridas y no se le olvide tomar fotografías de todos los procesos

5

UNIVERSIDAD POLITECNICA DE EL SALVADOR INSTITUTO DE INVESTIGACION

2.2 Acciones a realizar : Complete el siguiente cuestionario a) ¿Qué efectos general el uso del cloro en el medio ambiente y en los cuerpos de agua naturales? b) ¿Cuál es la regulación del MARN respecto al cloro, su uso industrial y la descarga en los cuerpos de agua naturales? c) Como ingeniero sanitario, trabajando en comunidades rurales donde se necesite desinfección del agua; además de hervirla que tecnologías apropiadas sugiere d) En caso de desastres, como prepararía una solución madre para desinfectar el agua de consumo. e) ¿Cómo resolvería el problema de acceso al agua segura en zonas inundadas del territorio afectado ya que se el agua de pozos artesanales se mezcla con los residuos de letrinas de foso y aboneras e incluso de fosas sépticas? f) ¿Qué es una solución madre para desinfectar el agua para consumo y como la prepararía en caso de una emergencia para desinfectar ___________ m3 de agua en un campamento de refugiados? Suba sus productos a tarea 1: Laboratorio 1

6

UNIVERSIDAD POLITECNICA DE EL SALVADOR INSTITUTO DE INVESTIGACION

EQUIVALENCIAS QUIMICAS SANITARIAS

QUE ES UNA PARTE POR MILLON 2 Una parte por millón (ppm) es un segundo en 12 días de su vida. • Una parte por billón (ppb) es un segundo en 32 años de su vida. • Una parte por millón (ppm) es un centavo en $ 10.000. • Una parte por billón (ppb) es un penique en $ 10.000.000. • Una parte por millón (ppm) es una pizca de sal en 20 libras de papas fritas. • Una parte por mil millones (ppb) es una pizca de sal en 10 toneladas de patatas fritas. • Una parte por millón (ppm) es una pulgada en 16 millas. • Una parte por billón (ppb) es una pulgada en 16.000 millas. • Una parte por billón es un paso de seis pulgadas en un viaje al sol. ppm =partes por millón g = gramos ppb = partes por mil millones kg = kilogramo ppb = partes por billón mg= miligramo 1 mg / kg = 1 ppm = 1.000 ppb = 1.000.000 ppb Un miligramo por kilogramo se refiere a una concentración de una sustancia (generalmente en una persona o alimentos) en caso de un miligramo de la sustancia está presente por cada kilogramo de masa (peso) de la persona o los alimentos. Por ejemplo, una concentración de 2 mg / kg en una persona de 50 kg significa que la persona contiene 100 mg de la sustancia.

Referencias: Yayopittbeckham-decoloresdecolores.blogspot.com http://html.rincondelvago.com/acidos-y-bases_10.html www.cloro.info/ANE www.epa.gov

2

Adaptado de. Pág. 17 y 24 The No Waste Anthology. Adapted from THE HAZARDOUS WASTE KIT, 1985, & INVESTIGATING GROUNDWATER. Traducción al Español

7