INTRODUCCION

INTRODUCCION EL AGUA.En el estudio de los mtodos de anlisis fsico, qumico y microbiolgico del agua y lquidos residuales, as como de los diferentes mtodos de tratamiento, es conveniente conocer acerca de los estados y formas de cmo se presenta el agua en la naturaleza. As mismo, tambin conviene conocer las propiedades fsicas y qumicas ms importantes del agua pura.

CLASIFICACION DE LAS AGUAS Y LIQUIDOS RESIDUALES.Es costumbre en el campo del saneamiento Ambiental hacer una especie de divisin de las aguas, tal como se encuentran en la naturaleza, denominadas aguas blancas o no servidas, y las aguas residuales, conocidas tambin como servidas o negras.NATURALES: Se denominan aguas naturales, blancas o crudas, aquellas aguas que no han recibido uso alguno, por lo que se consideran como disponibles en el ciclo hidrolgico del agua, y las cuales pueden clasificarse de la manera siguiente: Lluvia y nieve: El vapor de agua condensado como nubes, puede precipitarse bajo la forma de lluvia o nieve. El agua en estado de vapor condensado, es prcticamente pura, pero en la precipitacin, absorbe gases y vapores presentes en la atmsfera, adems de que arrastra partculas de polvo y humo, as como bacterias y esporas diminutas de las plantas que se encuentran suspendidas en el aire. La cantidad de estas impurezas, es de todas maneras pequeas, siendo mayor al principio de la precipitacin que al final. Superficiales: Cuando la lluvia cae sobre la tierra, parte corre hacia los arroyos, lagunas, lagos y/o hacia el ocano. La calidad del agua tomada de una fuente superficial depende: del carcter de la hoya, de su geologa y topografa, de la extensin y naturaleza de lo desarrollado por el hombre, de la poca del ao y de las condiciones climatolgicas en el momento de la toma. La calidad del agua de los arroyos y ros es generalmente ms variable y menos satisfactoria que la de los lagos. El agua superficial proveniente de reas densamente pobladas, est afectada por las descargas de aguas residuales domsticas e industriales. Subterrneas: Parte del agua de lluvia que corre sobre la superficie de la tierra, se percola en el suelo y se vuelve agua subterrnea: durante su paso por el suelo, el agua entra en contacto con sustancias tanto inorgnicas como orgnicas. Algunas de estas sustancias son disueltas rpidamente por el agua, otras en cambio se disuelven en base a las sustancias que haya disuelto previamente el agua durante su recorrido. Tal es el caso de las aguas que al contener dixido de carbono disuelto, disuelven a los materiales calcreos, aumentando as la alcalinidad y dureza del agua. Crudas: Las aguas crudas son fundamentalmente aquellas aguas blancas que no han recibido tratamiento alguno, por lo que la composicin qumica de las mismas, es muy semejante a la que poseen en el recurso natural. En algunos casos, como en las aguas subterrneas profundas, cuando estas llegan a la superficie de la tierra, pierden por disminucin de la presin a que estn sometidas, parte de los gases que contenan disueltos, lo que altera en cierto grado, sus caracteres fsico-qumicos. Tratadas: Cuando las aguas crudas son tratadas con el fin de ser acondicionadas para un determinado uso, son consideradas entonces como aguas tratadas: El proceso de potabilizacin, por ejemplo, es un proceso de tratamiento aplicado a las aguas blancas crudas, para hacerlas aptas para el consumo humano.

RESIDUALES: Las aguas denominadas residuales o servidas son aquellas cuya calidad o composicin desde el punto de vista fsico, qumico o microbiolgico ha sido alterada, en relacin a su condicin original, o sea, antes de su uso. En base a este criterio, las aguas residuales han sido divididas en domsticas o industriales. Domsticas: Aguas residuales domsticas son aquellas que provienen como aguas de desechos de viviendas, en las cuales se mezclan aguas de lavado de todo tipo de enseres, junto con los desechos del cuerpo humano, as como con todo tipo de lquido que es vertido en las caeras sanitarias, para desembocar fcilmente en la red de aguas cloacales. En algunos patios de ciertas viviendas. Industriales: Aguas residuales industrializadas son las que han tenido algn uso en plantas de procesos industriales, bien que forme parte de un residuo propiamente dicho, que haya sido utilizada como agua para lavado, o inclusive que haya sido utilizada como refrigerante nicamente. Es lgico que dependiendo del uso que haya tenido, y la naturaleza de la planta que la arroja como agua servida, as ser su composicin, y de ello depender la calidad fsico-qumica y microbiolgica de la misma.

COMPOSICION DE LAS AGUAS Y LIQUIDOS RESIDUALES.

La composicin de las aguas y lquidos residuales es estudiada o expresada corrientemente desde dos puntos de vista: uno qumico y otro biolgico. Desde el punto de vista qumico se considera la composicin en base a los materiales y sustancias inorgnicas y orgnicas que pueden estar en suspensin, en estado coloidal o en solucin. Puesto que los compuestos inorgnicos disueltos estn ionizados, se habla de iones positivos o cationes e iones negativos o aniones, sin especificarse ninguna sustancia en particular. Desde el punto de vista biolgico se consideran los virus y los microorganismos animales, tales como los protozoarios, y vegetales, tales como las bacterias y las algas. La composicin cualitativa y cuantitativa vara, en el caso de las aguas naturales con la localizacin de la fuente o cuerpo de agua (agua subterrnea o agua superficial). En cuanto a las aguas residuales, depende si el residuo es de origen domstico o industrial, y en este ltimo caso, de la naturaleza de la industria.Aguas naturales: La composicin de las aguas naturales, si es que no han recibido accin de lquidos residuales, es ms homognea que la de stos; la mayor diferencia en composicin existe en realidad entre las aguas superficiales y las profundas. Aguas residuales: Las aguas residuales, adems de los componentes que originalmente estn presentes en las aguas naturales, y que no fueron eliminados totalmente en el tratamiento previo a que generalmente se les somete antes de su uso (como son por ejemplo, la potabilizacin, el ablandamiento, la desmineralizacin), pueden contener compuestos inorgnicos y orgnicos, as como microorganismos, dependiendo de la naturaleza del residuo, si es por ejemplo, de origen domstico o industrial.

Entre los compuestos inorgnicos que pueden estar presentes en los residuos lquidos, se pueden mencionar fundamentalmente cidos y lcalis, amonaco, cloro libre, sulfuros, fosfatos, sales de metales pesados como son el mercurio, el cobre, etc.En cuanto a los compuestos orgnicos se pueden indicar carbohidratos, lpidos, prtidos, detergentes, resinas, aceites minerales, aceites esenciales, alquitrn, colorantes, mercaptanos, fenoles, cianuros, pesticidas, etc.

Entre los agentes microbiolgicos se pueden incluir virus como los de la poliomielitis y el de la hepatitis infecciosa; bacterias como el vibrion (produce la clera) y la salmonella tifosa (produce la fiebre tifoidea); protozoos como las amibas,, y nemtodos y sus huevos.TOMA DE LA MUESTRA

REQUERIMIENTOS DE UNA MUESTRAEl requerimiento ms importante que debe cumplirse para que una muestra sea satisfactoria, es que sea representativa. Se dice de que toda muestra debe ser representativa, sea, que debe ser idntica en composicin al agua o lquido residual de donde fue tomada; es decir, que las caractersticas fsico-qumicas de la muestra debe ser iguales a las del agua o residuo muestreado, en el momento y sitio de la toma.

CONSIDERACIONES SEGN EL OBJETO DEL ANLISIS.

En la planificacin de cualquier programa de muestreo es necesario ante todo considerar el objeto del anlisis, para poder establecer el tamao y nmero total de muestras, as como sitio, frecuencia y mtodo de la toma. Tamao de la muestra: El tamao de la muestra est ntimamente relacionado con la clase de anlisis que se intente realizar; en general, puede decirse que 2 litros son suficientes para cualquier anlisis fsico-qumico completo. Sin embargo, para un anlisis bacteriolgico se necesita un volumen mucho menor; se podra estimar que un volumen de 100 mL es un tamao adecuado para un anlisis bacteriolgico. Cuando se trata de anlisis de sustancias que estn en concentraciones muy bajas (orden de trazas, por ejemplo), pueden necesitarse muchos litros, como es el caso de la determinacin de pesticidas en el agua potable (si la fuente de agua es un ro, lago o embalse), para lo cual son necesarios tal vez varios miles de litros de agua, los que al ser pasados por carbn activado, ste absorbe el pesticida, el cual despus es extrado del carbn con un disolvente apropiado en forma de solucin, en la cual se determina posteriormente la concentracin del pesticida objeto del anlisis. En general, cualquier proceso de concentracin de una o ms sustancias, implica el manejo de un volumen inicial apreciablemente grande de muestra. Sitio de la toma: La seleccin del sitio de muestreo debera ser realizada con gran cuidado. Con el fin de seleccionar el o los sitios de muestreo, es generalmente conveniente efectuar antes una inspeccin de campo. En el caso del muestreo del agua de un cuerpo de agua (ro, o lago, por ejemplo), se debera prestar atencin a las descargas de lquidos residuales, dilucin debida a ros tributarios, a cambios en la topografa de los alrededores, etc.En el caso de la toma de muestras en una planta industrial, de igual manera se debera realizar una inspeccin preliminar intensiva, para detectar el nmero de descargas existentes. El sitio adecuado de la toma en relacin a la seccin transversal de la tubera de descarga es de vital importancia para obtener una muestra representativa, particularmente cuando las tuberas de descarga son de gran dimetro. Si se trata de una tubera colocada para la toma de las muestras, el dimetro de ella debe estar con respecto al dimetro de la tubera de descarga en la misma proporcin en que el gasto en la tubera para la muestra est con respecto al de la tubera principal. Frecuencia de la toma: En la frecuencia de la toma, adems del objeto del anlisis, influye apreciablemente la variacin de la composicin del agua o lquido residual que deber muestrearse. Existen dos tipos principales de procedimientos de muestreo, utilizados comnmente en el anlisis de aguas y lquidos residuales. En un primer tipo se obtienen las muestras en forma instantnea y se analizan aisladamente; en este tipo las muestras se obtienen en forma de porciones simples. El segundo tipo se obtiene realizando un muestreo en forma continua a travs de un determinado perodo de tiempo, o mezclando una serie de muestras tomadas en forma de muestras simples o discretas; en ambos casos se obtiene una muestra denominada compuestas o acumulada. Una serie de muestras simples tomadas a travs de un determinado perodo de tiempo, sirve para determinar las variaciones en composicin del agua o lquido residual, durante el perodo de tiempo en cuestin. Una muestra compuesta en cambio, se puede realizar para determinar la composicin media del agua o lquido residual muestreados. Los perodos para la obtencin de muestras compuestas puede ser de 4, 8, 12 o 24 horas segn el propsito del anlisis. Nmero total de muestras: El nmero total de muestras que deben tomarse, dependen en cada caso del tipo de muestreo, as como de la frecuencia de la toma, aunque en algunos casos puede ser el nmero total de muestras lo que determine la frecuencia de la toma, pues esto depender de la capacidad con que puede realizarse la toma, as como de la capacidad con que pueda realizarse el anlisis, sobre todo si se trata de un anlisis fsico-qumico completo. Si se trata de pocos parmetros, los que deben ser analizados, tal compromiso no ser crtico, y al no existir lmite en el nmero total de muestras, este no ejercer limitaciones sobre la frecuencia con que deberan tomarse las mismas. Mtodos de la toma: La muestra puede ser tomada directamente en el recipiente en el cual ser transportada al sitio en donde se efectuarn los anlisis. El envase podr ser de material plstico o de vidrio con una buena tapa, y adems debe estar perfectamente limpio. En el momento de la toma se debe enjuagar dos o tres veces con el lquido que ser muestreado. Si la muestra se tomara de un grifo, ste se debe abrir y dejar salir el lquido durante unos segundos; adems a la boca del grifo se le debera eliminar cualquier material que pudiera contaminar la muestra en el momento de la toma.Si la muestra debe tomarse en un cuerpo de agua a cierta profundidad (no superficialmente), se deber utilizar un sistema que permita destapar el recipiente en el sitio en el cual se desea tomar la muestra; un sistema de tal naturaleza puede ser construido o adquirido en casas especializadas que lo ofrecen en el mercado. Existen algunos equipos ofrecidos por las casas especializadas, con los cuales adems de tomar la muestra a la profundidad deseada, es posible medir en situ algunos parmetros tales como temperatura, conductividad, pH y oxgeno disuelto, los valores de los cuales se registraran en la superficie.Otro sistema de tomar una muestra profunda, es bombearla a la superficie con una bomba, en donde es envasada y transportada para su anlisis. Estos dos casos, como se han descrito, son considerados como mtodos o tcnicas manuales de muestreo. Sin embargo, un sistema de bombeo puede ser automatizado, y en este caso se habla de un mtodo automtico de la toma, pues con este mtodo de la muestra puede ser tomada automticamente a intervalos deseados, lo cual permite obtener una porcin simple, pero tambin es posible obtener una muestra compuesta o acumulada, bien que la muestra se tome en forma de porciones simples a intervalos regulares de tiempo y se mezclen, o que se tome en forma continua. En el caso de lquidos residuales, la muestra compuesta debe ser tomada de tal manera que el volumen de la misma guarde relacin con el gasto del lquido que se est muestreando; esta situacin implicara, por supuesto, el diseo de un sistema de muestreo muy sofisticado.Finalmente, algunas veces la muestra debe ser tomada bajo presin, para lo cual se han diseado equipos que permiten realizarlo; adems en algunos casos es posible conservar la muestra sin que se produzca la prdida de los gases que pudieran escapar debido al cambio de presin. En este caso la muestra tomada e esa forma, sera ms representativa de la fuente de donde fue tomada.

DATOS PARA LA IDENTIFICACIN DE CADA MUESTRA.

En todo buen sistema de muestreo, se debe efectuar lo mejor posibles una identificacin de cada muestra. Adems, se debe identificar la fuente de donde fue tomada, as como las condiciones donde fue tomada. Esto es particularmente importante en muestreo de campo, o en plantas en donde se realice un muestreo intensivo que origine un nmero grande de muestras, que pueden provenir de diversas fuentes y de diversas condiciones. Dos ejemplos de identificacin de muestras, son los que se presentan a continuacin, uno para aguas superficiales, y otro para aguas profundas (aguas de pozo):AGUAS SUPERFICIALESAGUAS DE POZO.

Numero de la muestra.

Fecha de la toma.

Hora de la toma.

Nombre del cuerpo de agua.

Nombre del sitio de la toma.

Condiciones climatolgicas en el momento de la toma.Temperatura del agua.

Nombre del que la toma.

Cualquier otro dato que pueda ayudar a la interpretacin del anlisis fsico-qumico.Numero de la muestra.

Fecha de la toma.

Hora de la toma.

Localizacin geogrfica y poltica.Sitio de la toma.

Temperatura del agua.

Apariencia en el momento de la toma.

Profundidad del pozo.

Dimetro de la tubera.

Cualquier otro dato que pueda ayudar a la interpretacin del anlisis fsico-qumico.

En algunos casos puede ser de inters anotar ciertas caractersticas, como son por ejemplo, el tipo de flujo y el valor del gasto, cuando se trata de cursos de aguas pequeas o de descargas a travs de tuberas.

PRECAUCIONES PREVIAS AL ANLISIS.

Puede decirse que en general mientras menos transcurra entre la toma de la muestra y la realizacin de los anlisis, mayor confiabilidad se puede tener en los resultados de los mismos. Como ya se mencion anteriormente en el caso de ciertos parmetros (ejemplo, pH y oxgeno disuelto) que empiezan a variar desde el momento de la toma de la muestra, deben ser determinados lo antes posible, una vez tomada la muestra. Sin embargo como para estos parmetros existe la posibilidad del anlisis en situ, ellos podran ser determinados en la misma fuente en donde se ha de efectuar la toma. En el caso de que ello no sea posible, puede efectuarse una determinacin de campo, haciendo uso de las tcnicas y equipos recomendados para ello. Existen tcnicas o mtodo de campo para la determinacin de la mayora de los parmetros fsicos-qumicos, los cuales pueden ser implementados si es necesario, como por ejemplo, si es el traslado al laboratorio tomar un tiempo apreciablemente grande. Con ciertos parmetros (por ejemplo, el oxgeno disuelto) se puede proceder a efectuar lo que se conoce como fijacin, que consiste en agregar parte de los reactivos a la muestra, en instantes posteriores a su toma, para proceder luego a la finalizacin de la determinacin, sin importar el tiempo que transcurra como puede ser por ejemplo, una titulacin realizada en el laboratorio, en este caso el valor del parmetro no sufre alteracin.Ejemplos de parmetros que pueden sufrir modificaciones son los siguiente: la temperatura, la cual puede cambiar rpidamente; el pH, el cual puede variar significativamente en pocos minutos; gases disueltos, los que pueden emerger (oxgeno, dixido de carbono, sulfuro de hidrgeno y cloro, por ejemplo). Por esta razn estos parmetros deberan ser determinados en situ o en el campo. Con la modificacin del pH, la alcalinidad y el contenido de CO2 puede precipitarse carbonato de calcio, originndose un descenso en la dureza clcica y total; el color, la turbidez y el olor, los cuales pueden aumentar, disminuir, cambiar de cualidad; el cloro residual es convertido a cloruro; la actividad microbiolgica puede ser responsable por cambios en las concentraciones de nitrgeno amoniacal, nitritos y nitratos; disminucin del contenido de fenoles; modificacin del valor de la demanda bioqumica de oxgeno; as como de la reduccin de los sulfatos o sulfuros; el in ferroso, el yoduro, el sulfuro y el sulfito pueden oxidarse.Las preocupaciones previas al anlisis pueden ser discriminadas en cuidado en el transporte y cuidado en el laboratorio.

Cuidado en el transporte: El cuidado en el transporte o el cuidado en el almacenamiento, depender del tiempo que transcurra entre la toma de la muestra y la realizacin de los anlisis. Es imposible establecer inequvocamente cuanto tiempo debe transcurrir como mximo, entre el momento de la toma de la muestra y el de la realizacin de los anlisis; esto depende del carcter de la muestra, de la naturaleza del anlisis que debe ser efectuado, y de las condiciones del almacenamiento.Los cambios causados debido a la actividad microbiana, pueden ser retardadas apreciablemente, si la muestra se mantiene al abrigo de la luz y se refrigera (a 3-4o C) hasta cuando sea analizada. Los lmites mximos siguientes, ha sido sugeridos como razonables para muestras a las que se le deben practicar anlisis fsicos-qumicos:

Aguas no contaminadas.....................................................72 horas.

Aguas ligeramente contaminadas......................................48 horas.

Aguas contaminadas..........................................................12 horas.El tiempo transcurrido entre la toma de la muestra y la realizacin del anlisis debera ser registrado en el informe. Si las muestras son preservadas mediante el agregado de algn cido u otro germicida, ellas pueden ser almacenadas durante un perodo mayor de tiempo que los indicados anteriormente, pero no es posible establecer recomendaciones especficas. En el informe de laboratorio se debera especificar el nombre del preservativo, si alguno hubiera sido agregado.Es lgico que la probabilidad de la alteracin de algunos parmetros, durante el perodo previo al anlisis, sea mayor en unos que en otros. En el caso de ciertos cationes, existe la posibilidad de una modificacin de la concentracin debido a fenmenos de adsorcin o de intercambio inico con las paredes de los recipientes de vidrio. Tal es el caso como los iones de aluminio, cadmio, cobre, cromo, hierro, manganeso, plata, plomo y zinc. Para evitar la influencia del tiempo, en los resultados de los anlisis para estos cationes, en caso de que no se pueda de disponer de recipientes de plstico, se debe tomar una muestra aparte y esta debe ser acidificada con cido clorhdrico o cido ntrico, hasta un pH aproximadamente igual a 3,5, con el fin de minimizar la precipitacin y adsorcin en las paredes del recipiente. El examen bacteriolgico de cualquier muestra, debera ser iniciado inmediatamente despus de la toma de la misma. Si embargo, tal requerimiento raras veces puede ser cumplido, por lo que debe ser establecida una recomendacin que posea un mayor carcter prctico. Por lo tanto, se recomienda que el anlisis se comience 1 hora despus de la toma; en todo caso el tiempo mximo que debe transcurrir entre la toma y el anlisis no debe ser superior a 30 horas. Durante este perodo, la temperatura de la muestra debera ser mantenida lo ms cercana posible a la fuente de donde fue tomada la muestra en el momento de la toma. Tanto la temperatura, como el tiempo de almacenamiento, deberan ser registrados y utilizados en la interpretacin de los resultados de los anlisis. Cuando las condiciones obligan circunstancialmente a almacenar las muestras para examen bacteriolgico durante un lapso de tiempo mayor a las 24 horas, se debera considerar la posibilidad de realizar un anlisis de campo para las muestras en cuestin. Cuidado en el laboratorio: El cuidado de la muestra al llegar sta al laboratorio, est relacionado con las medidas que se deben tomar para que no se produzca ninguna alteracin de la misma. As, por ejemplo, la muestra no debe ponerse en contacto con ningn ambiente en el cual existan vapores o gases que puedan ser absorbidos, como seran el HCl, el NH3, el SO2 y SO3, etc. As mismo, debe evitarse cualquier otro tipo de contaminacin que pueda cambiar el valor de los parmetros que sern evaluados en el anlisis de la muestra.

DETERMINACIN DE LOS PARMETROS FISICOSLa determinacin de los parmetros fsicos en el anlisis de aguas y lquidos residuales, implica la evaluacin de una serie de caractersticas que pueden ser conferidas por una serie de sustancias de naturaleza muy diferente, es decir, que no se efecta la cuantificacin de ninguna sustancia en particular. Entre los parmetros fsicos pueden incluirse, generalmente, tambin los organolpticos, que son aquellos en los cuales la determinacin se basa en una apreciacin realizada mediante los rganos de los sentidos, y para los cuales no es posible establecer unidades que permitan efectuar una evaluacin cuantitativa de los mismos, como es el caso de la apariencia, el olor y el sabor.TEMPERATURA.

Concepto: Es una propiedad intensiva que indica el nivel trmico de cualquier material.

En relacin al valor de la temperatura en las aguas naturales y aguas residuales, puede establecerse lo siguiente:

Aguas superficiales: La temperatura de las aguas superficiales (ros, lagos, etc.) es mayor en la parte superior de las mismas, debido a la absorcin por parte de la masa de agua de la energa calrica y radiante existente en la atmsfera. Aguas profundas o subterrneas: La temperatura de esta agua, depende de la profundidad. El incremento en la profundidad para que la temperatura se incremente en un grado centgrado (el grado geotrmico), vara entre 15 y 50 metros, siendo el promedio de 33 metros. Aguas residuales: En general, puede decirse que la temperatura de las aguas residuales es superior a la de las aguas de abastecimiento; en algunos casos es mucho mayor, como es el caso de las aguas utilizadas en procesos de refrigeracin.

CONDUCTIVIDAD ELCTRICA.Concepto: La conductividad elctrica de cualquier material, es .una medida de la capacidad de dicho material para conducir la corriente elctrica. En el caso de los electrolitos, conocidos tambin como conductores de segunda clase, la conductividad elctrica se debe a la presencia de iones. La conductividad elctrica de los electrolitos, depende por lo tanto de la concentracin y naturaleza de los iones presentes, as como de la temperatura.

Cualquier solucin acuosa de sustancias que se hayan disociado, originando iones, conducir por tanto la corriente elctrica. En un campo de corriente directa, los iones positivos (cationes) se dirigen hacia el electrodo negativo (ctodo), mientras que los negativos (aniones) se dirigen al electrodo positivo (nodo). La mayora de los compuestos inorgnicos (cidos, bases y sales) son buenos conductores. Por el contrario, la mayora de los compuestos orgnicos (alcoholes, azcares, etc.), los cuales no se disocian en solucin acuosa, no son conductores, o en todo caso, muy malos conductores.En la prctica la determinacin de la conductividad elctrica de un electrolito se refiere a la determinacin de la conductividad especfica, L, (inverso de la resistividad especfica, P) que es en realidad la conductividad de 1 cm3 de solucin, la cual se expresa en mhos/cm.El agua recin destilada posee una conductividad especfica que vara entre 0,5 y 2 micromhos/cm, la cual despus de haber sido almacenada durante varias horas, y elevada hasta un valor que oscila entre 2 y 4 micromhos/cm. La conductividad del agua destilada se debe principalmente a la absorcin del CO2 atmosfrico, y, en menor grado, a la absorcin del NH3 presente tambin en la atmsfera en pequesimas cantidades.La mayora de las aguas crudas y las potabilizadas poseen una conductividad especfica que vara entre los 50 y 500 micromhos/cm, aunque algunas ms mineralizadas estn comprendidas entre los 500 y los 1.000 micromhos/cm, y algunas veces pueden alcanzar un valor ms alto.Con respecto a las aguas residuales domsticas puede decirse, que ellas poseen una conductividad que refleja el valor del agua de la fuente de abastecimiento, que sirve al sector de donde provienen las aguas servidas.En el caso de los residuos industriales, se pueden encontrar residuos cuya conductividad supera a los 10.000 micromhos/cm.Aplicaciones de la determinacin de la conductividad:

1.- Sirve para adquirir un indicio de la cantidad total de slidos disueltos que poseen las aguas naturales, puesto que la medida de la conductividad es rpida, no destruye la muestra y posee una buena precisin; por prctica se sabe que la conductividad especfica de un agua, vara directamente con la cantidad de slidos totales disueltos, lo que se explica en base a que las sustancias que se disolvieron se disociaron en iones.

La cantidad de materia inica (expresada en mg/L) disuelta, presente en una muestra de agua, puede ser estimada en la mayora de los casos, multiplicando la conductividad especfica expresada en micromhos por un factor emprico. Este factor vara entre 0,55 y 0,7; el cual depende de la naturaleza de los componentes disueltos y de la temperatura a la cual se realiza la medicin. Generalmente se requiere un factor mayor de 0,7 para aguas salinas y menor de 0,55 para aguas cidos o alcalinas.En algunas aguas, es posible obtener un valor aproximado de los aniones o cationes, expresados en miliequivalentes/L, dividiendo por 100, el valor de la conductividad especfica expresada en micromhos/cm.

2.- Es la base de uno de los mtodos de control del anlisis de aniones y cationes realizado en aguas naturales, es decir, que del conocimiento de la concentracin de cada in, y de la conductividad que aporta cada uno de ellos, se puede establecer una correlacin o comparacin entre la conductividad as determinada o calculada, y la determinada experimentalmente mediante el puente de Wheatstone.

3.- Sirve como mtodo de control de la calidad del agua destilada, la cual no debe poseer, si es de buena calidad, una conductividad especifica mayor de 1 micromhos/cm.

4.- Se puede utilizar para detectar variaciones en la concentracin de slidos minerales disueltos presentes en aguas crudas o en aguas residuales. En el caso de las aguas contaminadas de algunos ros, y en el de algunos residuos industriales, se pueden encontrar variaciones diarias apreciablemente grandes de la conductividad.APARIENCIA.Concepto: La apariencia de un agua es el aspecto que presenta una muestra de la misma en un recipiente de vidrio, que est completamente transparente. La apariencia depende del color de las sustancias disueltas, as como del color y tamao de las partculas en suspensin.Determinacin de la apariencia: La apariencia de un agua se determina por observacin simple y directa, y se expresa en base a una descripcin corta y concisa de lo examinado, sirvindole de gua al analista, solamente la experiencia de haber observado, comparado y clasificado muchas muestras de agua. La apariencia debe ser el parmetro que se determine en primer trmino al llegar la muestra al laboratorio.Comenzando con las aguas cuya apariencia es parecida a la del agua destilada, las descripciones empleadas se expresan conforme se enumeran a continuacin:

1.- Clara y brillante.

2.- Clara con partculas.

3.- Ligeramente turbia.

4.- Turbia.

5.- Muy turbia.

Se puede expresar el tamao, apariencia y color de las partculas, las cuales pueden ser simplemente arena de diversos grados de finura u otras partculas minerales u orgnicas, compuestos de hierro, restos de vegetales, etc. En la determinacin de la apariencia es muy importante describir el color de la muestra, as como el grado relativo de opalescencia y turbidez. En las aguas naturales o contaminadas en alguna forma, se encuentran desde el gris hasta el negro, y toda la gama de colores y sus combinaciones, desde el opalescente amarillo hasta el rojo y el azul.Aplicaciones de la determinacin de la apariencia:1.- En primera instancia sirve como gua del grado de potabilidad (agua apta para el consumo humano); as un agua clara y brillante (como es generalmente el agua de pozo profundo) es en general ms segura, desde el punto de vista sanitario, que un agua turbia, aunque no siempre esto es as.

2.- En el caso de los cuerpos de agua superficiales, la comparacin entre la apariencia del agua tomada en diferentes sitios, sirve para realizar una estimacin del grado de contaminacin relativo entre los diferentes puntos.

3.- La apariencia de un lquido residual, puede servir como indicio del potencial contaminador del mismo, si l es descargado directamente al cuerpo de agua.OLOR.

Concepto: Desde el punto de vista fisiolgico, los sentidos del olfato y del gusto estn ntimamente relacionados, puesto que las clulas olfativas y las papilas gustativas detectan estmulos simultneos y complementarios de tal manera que la percepcin organolptica de olor y sabor se confunden generalmente con una sola. As, por ejemplo, el agua sulfhdrica que aparentemente tiene un sabor muy desagradable, en realidad lo que ocurre no es que sabe mal, sino que huele mal. Tambin es significativo el gesto de taparse la nariz para ingerir algo que no gusta (alimento, medicina, etc.).

As pues, cuando se quiere gustar algo, se debe indefectiblemente olerlo, lo que no ocurre en sentido contrario. Por eso son preferibles, desde el punto de vista de las observaciones medidas, las determinaciones del olor a las del sabor, por ser mucho ms significativo oler que probar.El olor es pues una respuesta fisiolgica al sentido del olfato, y se debe a la presencia en el agua y lquidos residuales de diversas sustancias con carcter voltil, tanto inorgnicas (como por ejemplo, el cloro, el amonaco, el sulfuro de hidrgeno), como orgnicas (por ejemplo, el fenol), algunas de las cuales poseen olores muy caractersticos, como es el caso del olor a huevos podridos del sulfuro de hidrgeno. Ciertos olores muy desagradables pueden ser causados por esencias liberadas en pequesimas cantidades por microorganismos vivos (algas, hongos, bacterias, etc.).Las aguas negras domsticas recin formadas, son prcticamente inodoras, pero cuando empiezan a descomponerse huelen fuertemente a podrido, como el sulfuro de hidrgeno, indol, escatol, putrescina, etc. Igualmente pueden liberarse productos mal olientes en la descomposicin de los vegetales, en el desove de los peces, etc.En el caso de los residuos industriales, algunos de ellos poseen olores caractersticos debido a la presencia de ciertos compuestos, como son los que estn presentes en los productos derivados del alquitrn, en los provenientes de los procesos de fermentacin, etc.Respecto a la cantidad de sustancias necesarias para producir olor a sabor, en general bastan vestigios no determinables por los mtodos clsicos de anlisis (habra que efectuar una extraccin), para producir olor o sabor desagradables, solo perceptibles por el sentido del olfato. As, por ejemplo, al clorar el agua, se pueden producir algunas veces olores tan intensos (debido a compuestos formados de la reaccin del cloro con compuestos orgnicos), que basta una parte en mil millones para que sea detectable.Determinacin del olor: La determinacin del olor puede efectuarse de una manera nicamente cualitativa, el tratar de expresar su parecido con alguno de una serie de olores utilizados como referencia, como son los indicadores de la tabla N IV.Tabla N IV.- DESCRIPCIN CUALITATIVA DEL OLOR.

Aromtico Trreo:

Balsmico Tierra hmeda.

Qumico: Tierra vegetal.

Cloro libre. Turba.

Hidrocarburos. Fecaloide.

Medicamentoso. Hierba.

Sulfuroso. Mohoso.

Desagradable: Pantano.

Pescado. Vegetal:

Chiquero. Caa de azcar.

Sptico. Mosto

Aplicaciones de la determinacin del olor: La principal aplicacin de la determinacin del olor es el agua para el consumo humano o agua potable, sobre todo a la que proviene del tratamiento de agua de cuerpos a aguas superficiales (ros, lagos, represas), las que puede contener en algunos casos sustancia odorferas, y que pueden ser eliminadas mediante el tratamiento con carbn activado, si es que ellas no fueron eliminadas totalmente en el proceso de desinfeccin.En el caso de las subterrneas profundas, al contrario de las aguas superficiales, ellas no poseen en general olores apreciables, aunque en algunos casos pueden poseer olor a sulfuro de hidrgeno, o a herrumbre (compuestos de hierro).En Agua potable, La organizacin Mundial de la Salud en sus Normas Internacionales para el agua Potable establece que el olor de esta sea inobjetable. En general se recomienda que el nmero umbral no sea superior a 3.SABOR.Concepto: El sabor es una respuesta fisiolgica al sentido del gusto. Aunque el sabor est ntimamente ligado al olor (cuando este es producido por sustancias voltiles, tales como cloro, fenol, esencias, etc.), algunas sustancias inorgnicas disueltas, puedan dar sabor al agua sin producir olor alguno. Por ejemplo, las sales de Cobre, Zinc, Hierro, etc., pueden provocar un sabor metlico. Los cloruros y los sulfatos de los metales alcalinos en concentraciones altas, pueden conferir un sabor salado o salino.En realidad se considera que solo existen cuatro sabores bsicos que son: cido, salado, dulce y amargo; los otros sabores no son ms que aparentes, y se deben a la mezcla de los bsicos.Tanto los sabores como los olores, se encuentran principalmente en las aguas superficiales, no encontrndose en general en las aguas de pozo profundos, y si se perciben, suele ser en intensidades muy bajas. Tales sabores y olores son producidos principalmente por sulfuro de hidrgeno, compuestos de hierro, etc.

Aplicaciones de la determinacin del sabor: Al igual que en el caso del olor, la mayor aplicacin de la determinacin del sabor, es en el agua para consumo humano, particularmente si la fuente de abastecimiento es un cuerpo de agua superficial.

SLIDOS.Concepto: Slidos totales: Estrictamente hablando, toda la materia, con excepcin del agua contenida en el agua potable, aguas contaminadas, lquidos cloacales, residuos industriales y lodos provenientes de los procesos de tratamiento, es considerada como slidos o materia slida. Sin embargo, la definicin ms generalizada de slidos, se refiere a la materia que permanece como residuo despus de la evaporacin y desecado a 103-105 C. Todos los materiales que poseen una presin de vapor significante a tal temperatura, se pierde por lo tanto, durante los procesos de evaporacin y desecado. En el residuo slido quedan remanentes nicamente aquellos materiales presentes en la muestra, que poseen una presin de vapor despreciable a los 105 C; estos slidos se designan como slidos totales. Slidos filtrables y slidos no-filtrables: Los slidos totales pueden a su vez subdividirse en slidos filtrables y slidos no filtrables. Antiguamente, y todava hoy en da, algunos utilizan los trminos slidos disueltos y slidos suspendidos que corresponden respectivamente a los filtrables y no filtrables. Sin embargo, se considera que estos ltimos poseen un carcter ms preciso, an cuando todava tales residuos no son bien identificables, debido a que la separacin de ellos depende de un nmero de variables, algunas de las cuales solo pueden ser controladas con dificultad. Entre los factores que influyen en la separacin se pueden mencionar: la naturaleza fsica y qumica de los materiales en suspensin, el tamao del poro del filtro, el valor del rea y el grosor del material filtrante, as como el estado fsico y cantidad de los materiales depositados sobre ste. Es conveniente sealar adems, que un mtodo diseado para controlar todos estos factores, no sera til desde el punto de vista de la aplicacin prctica. Por lo tanto, debe considerarse que las determinaciones de los slidos presentes en aguas y lquidos residuales, no pueden estar sujetas a los criterios comunes de exactitud. Por ello es que los varios tipos de residuos se definen arbitrariamente en base a los mtodos utilizados para su determinacin, y estos representan para el momento, aproximaciones prcticas a las que seran de lo contrario, operaciones sumamente complicadas para su implementacin.

a) La temperatura a la cual se deseque el residuo influye apreciablemente en el valor de los resultados, puesto que la prdida de peso debido a la volatizacin de la materia orgnica, al agua ocluida mecnicamente, al agua de cristalizacin, y a gases provenientes de la descomposicin qumica inducida por el calor, as como la ganancia de peso debida a algn proceso de oxidacin, depende del valor de la temperatura, as como del perodo de calentamiento. Por estas razones, se deben tomar precauciones para seleccionar la temperatura de desecado, y el analista debera estar familiarizado con el efecto probable de cada una. b) En los residuos desecados a 103 -105 C, puede esperarse que quede retenida no solo el agua de cristalizacin, sino tambin el agua ocluida mecnicamente. La prdida de CO2 provendr de la conversin de algunos bicarbonatos a carbonatos. La prdida de materia orgnica debido a la volatizacin ser muy pequea a esta temperatura, si es que ello ocurre. Debido a que la expulsin del agua ocluida se hace difcil a 103 105 C, la obtencin del peso constante es una operacin lenta.c) Los residuos que se desequen a 179-181C, perdern casi toda el agua ocluida mecnicamente, pero algo del agua de cristalizacin puede permanecer, sobre todo si existen sulfatos presentes. La materia orgnica se pierde por volatilizacin, pero no totalmente. Algunos bicarbonatos pueden ser convertidos a carbonatos, y estos pueden ser descompuestos parcialmente a xidos o sales bsicos. As mismo, algunos cloruros y nitratos pueden volatizarse. En general, puede decirse que la evaporacin y desecado de muestras de aguas a 179 181 C conduce a valores para el residuo total, que estn ms prximos a aquellos obtenidos a travs de la suma de las sales minerales determinadas en forma individual, que a temperaturas ms bajas. Slidos voltiles y slidos fijos: Estos slidos se obtienen a partir de los slidos Totales, mediante ignicin a 600 C durante 15 20 minutos. Puede considerarse que la prdida de materia por volatilizacin permite realizar solo un estimado del contenido de materia orgnica presente inicialmente en la materia sometida a ignicin. Slidos suspendidos voltiles y fijos: Estos slidos se obtienen a partir de los slidos no filtrables (suspendidos), mediante ignicin a 600 C durante 15 a 20 minutos. Puede considerarse que la prdida de materia por volatilizacin permite realizar solo un estimado del contenido de materia orgnica presente inicialmente en la materia sometida a ignicin, La evaluacin del contenido de materia orgnica puede ser obtenida con una mejor aproximacin, con la determinacin de las demandas bioqumica y qumica de oxgeno. Slidos sedimentables: Este trmino es aplicado a slidos que se decantan o sedimentan en condiciones de reposo, debido a la influencia de la gravedad.TURBIDEZ.Concepto: El trmino turbidez es aplicado a las aguas que contienen materia en suspensin, la cual interfiere con el paso de la luz a travs de las mismas, lo que da lugar a que la profundidad visual sea restringida. La turbidez puede ser causada por una gran variedad de materiales en suspensin, tales como arcilla, limo, sales de hierro, materia orgnica finamente dividida, plancton y otros organismos microscpicos, todos los cuales pueden variar en tamao, desde dispersiones en estado coloidal, hasta partculas relativamente gruesas, lo que depende del grado de turbulencia. En los lagos o en otros cuerpos de agua, en donde las aguas estn relativamente tranquilas, la mayora de la turbidez es causada por materiales en estado coloidal y partculas extremadamente pequeas. En cambio, en los ros con flujo continuo del agua, la mayora de la turbidez es debida a la suspensin de partculas relativamente gruesas. En la determinacin de la turbidez debe quedar claramente entendido, que la turbidez es una expresin de las propiedades pticas de una muestra, lo que da lugar a que la luz sea reflejada y absorbida, antes que transmitida en lnea recta a travs de la muestra.

Aplicaciones de la determinacin de la turbidez:

En el proceso de potabilizacin del agua: En el proceso de potabilizacin del agua, la determinacin de la turbidez obedece a dos razones importantes, que son:

1) Esttica: Los consumidores del agua potable esperan y tienen el derecho, a exigir un agua potable libre de turbidez. Cualquier turbidez en el agua potable, es asociada automticamente con una posible contaminacin con aguas residuales, y con un dao potencial a la salud pblica causada por ellas.2) Filtrabilidad: La filtracin del agua se hace ms dificultosa y ms costosa, a medida que se incrementa el valor de la turbidez: En el control de contaminacin de las aguas superficiales: En este caso, pueden mencionarse tres aspectos importantes que son:

1) Esttico: Este aspecto est relacionado principalmente con el uso del agua con fines recreacionales, pues el agua de lagos, ros, etc., con una alta turbidez es objetada por los usuarios o baistas.

2) Penetracin de la luz: La turbidez disminuye la penetracin de la luz en los cuerpos de agua, lo que da lugar a la disminucin de la fotosntesis realizada por los organismos vegetales existentes en los mismos, trayendo como consecuencia una disminucin en el grado de oxigenacin del agua, lo que es perjudicial para la biota acutica, adems de que disminuye la capacidad de autopurificacin de los cuerpos de agua en cuestin.

3) Visibilidad: El aumento de la turbidez en los cuerpos de agua, dificulta la visibilidad de los organismos que viven en ellos, lo que puede dar lugar entre otras cosas, a que se dificulte la captura de los alimentos por parte de algunos organismos, alterndose por lo tanto en cierta forma, el hbitat natural de estos. COLOR.Concepto: El color es la tonalidad variable, ms o menos detectable, que presentan todas las aguas y que depende de circunstancias muy variadas. En el color de las aguas se debe diferenciar entre color aparente y color real. El color aparente se debe a la presencia, tanto de materiales en suspensin, como de materiales que estn disueltos, y/o en estado coloidal. En cambio, el color real es el causado nicamente por los materiales disueltos, y/o en estado coloidal.

El color de las aguas se debe a una gran cantidad de materiales de naturaleza muy variable, tanto orgnica como inorgnica, pudiendo originar una, o el conjunto de ms de una de ellas, la gran variedad de tonos que es posible observar en las aguas naturales y lquidos residuales. As, por ejemplo, el color caf amarillento o pardo presente en las aguas naturales es producido por materia orgnica compuesta por taninos, cido hmico y humatos (tal como el humato frrico) provenientes de residuos vegetales, tales como hojas, trozos de madera y turba, con lignina en diferentes estados de descomposicin. El color verde se debe a la riqueza del agua en fitoplancton. El hierro y el manganeso que estn presentes en ciertas aguas, confieren al agua un color pardo rojizo caracterstico. Las aguas residuales domsticas frescas poseen un color gris, el cual va pasando a oscuro e incluso a negro, a medida que va pasando el tiempo. En lo que respecta a los residuos industriales, los colores pueden ser apreciablemente variables, lo que depende de la naturaleza de las sustancias y materiales presentes en tales residuos. En general puede decirse que las aguas de pozos profundos son incoloras en la mayora de los casos; es en las aguas superficiales y de pozos poco profundos, en las cuales se encuentran principalmente color.Aplicaciones de la determinacin del color: En el proceso de potabilizacin del agua: En el caso del color, su determinacin en el proceso de potabilizacin es importante por dos razones:1) Esttica: Es sabido por todos que los consumidores de agua potable objetan cualquier color apreciable a simple vista en pequeas porciones de agua, an cuando est sanitariamente apta, pues lo asocia con cualquier contaminacin posterior al tratamiento del agua, o que ste ltimo proceso no haya sido suficientemente eficiente.2) Uso industrial: Puesto que muchsimas industrias utilizan agua potable en sus procesos y operaciones, un color apreciablemente alto sera perjudicial para muchas de ellas, como por ejemplo, en las fbricas de papel, lavanderas, etc.

En el control de contaminacin de las aguas superficiales: Al igual que en el caso de la turbidez, aqu pueden mencionarse los aspectos siguientes:1) Esttico: El agua de lagos, ros, etc., Sera objetada por parte de los baistas cuando ella es utilizada con fines recreacionales, si en ella se observa un color muy diferente al de las aguas naturales, lo que asociaran con una contaminacin por parte de un residuo industrial, lo cual es muy probable en la mayora de los casos.

2) Penetracin de la luz: En este caso, la penetracin de la luz en los cuerpos de agua se vera interferida por la presencia en el agua de materias colorantes, debido a la absorcin de parte de la luz que incide en la superficie del agua. Los colores absorbidos del espectro, dependen del color de la, o las sustancias que estn confiriendo el color al agua. Como ya fue mencionado en el caso de la turbidez, la falta de luz en los cuerpos de agua restringen la fotosntesis por parte de los organismos fotosintticos, lo que da lugar a una disminucin en el grado de oxigenacin del agua, y las consecuencias que ello acarrea.DETERMINACION DE LOS PARAMETROS QUIMICOS

La determinacin de los parmetros qumicos implica una evaluacin cuantitativa de una serie de especies qumicas, entre las cuales figuran ciertos aniones y cationes (iones metlicos), as como algunas sustancias en estado molecular (detergentes, fenoles, etc.). Entre los parmetros qumicos existen, al igual que en el caso de los fsicos, algunos inespecficos, como son por ejemplo, la acidez, las demandas bioqumica y qumica de oxgeno los aceites y la grasa y los cidos voltiles, en los cuales no estn identificados las especies qumicas que puedan estar involucradas en la expresin del parmetro.Se sobreentiende que en la determinacin de los parmetros qumicos se debe practicar un anlisis qumico cuantitativo, el cual puede estar basado en un mtodo gravimtrico, volumtrico o colorimtrico, a alguno instrumental, y que son los recomendados como mtodos estndares en las ediciones de los Standard Methods; de esos cuatro tipos, los colorimtricos son los ms ampliamente usados, debido a la rapidez de su implementacin. pH.

Concepto: El trmino pH es un trmino utilizado casi universalmente para expresar la intensidad de la condicin cida o alcalina de una solucin. Es una manera de expresar la concentracin de los iones hidrgeno, o ms exactamente, la actividad de los mismos. El concepto de pH est ntimamente relacionado con la concentracin de iones H+ y OH- provenientes de la ionizacin de las molculas de agua, entre las cuales se establece un equilibrio: H2O H+ + OH-. En realidad los iones H+ no estn libres en la solucin, sino que inmediatamente despus de su formacin, se unen a una molcula de agua a travs de un puente de hidrgeno, para formar el in H3O+ (in hidronio), o sea, que el equilibrio se representara as:

2 H2O H3O+ + OH-

Fue el bioqumico dans Srensen quien propuso el concepto de pH para expresar la concentracin de los iones hidrgeno o hidronio, o sea, la acidez. El pH se define como el logaritmo de la concentracin de iones hidrgeno, que es lo que se conoce tambin como acidez actual, y est dado por la expresin:

pH = - log [H+]En el agua pura a 25 C, se tiene que [H+] = [OH-] = 10-7 moles/L. De aqu se deduce que a:

pH = 7el medio es neutro pH < 7el medio es cido

pH > 7el medio es alcalino

El pH de cualquier solucin acuosa depende por lo tanto del predominio de los iones H+ sobre los OH-, o viceversa, lo que depende de la naturaleza de las sustancias disueltas en el agua, pues del resultado neto de la reaccin entre los iones que se forman en la solucin acuosa, se originar el carcter cido, neutro o alcalino que poseer la solucin una vez formada.La mayora de las aguas naturales poseen un pH que est comprendido en el rango entre 4 y 9: Sin embargo, la mayora son alcalinas debido a la presencia de iones carbonato (CO3=) y bicarbonato (HCO3-). Cualquier valor del pH que sea menos de 4 o mayor de 9, es causado generalmente por la presencia de residuos industriales que pueden haber sido descargados a los cuerpos de agua.Determinacin del pH: La determinacin del pH puede realizarse haciendo uso de un mtodo colorimtrico, o de uno electromtrico o potenciomtrico, segn sean las posibilidades econmicas, los objetivos de la determinacin, as como la naturaleza de la solucin acuosa (natural, blanca o residual).A continuacin se presenta una tabla con ejemplos de indicadores. Tabla VI.- Ejemplo de indicadoresIndicadorColor cidoColor bsicoRango de pH

Azul de timol (cido)RojoAmarillo1,2 2,8

Anaranjado de metiloRojoAmarillo - Anaranjado3,1 4,6

Verde de bromocresolAmarilloAzul3,8 5,4

Rojo de metiloRojoAmarillo4,4 6,2

TornasolRojoAzul4,5 8,3

Azul de bromotimolAmarilloAzul6,0 7,6

Rojo de fenolAmarilloRojo6,8 8,4

Azul de timol (bsico)AmarilloAzul8,0 9,6

FenolftalenaIncoloroRojo8,2 9,8

TimolftalenaIncoloroAzul9,3 10,5

ACIDEZ.-Concepto: La acidez de un agua se debe a la presencia en ella, tanto de iones H+ libres (acidez actual dada por el pH), como a la de sustancias capaces de liberar protones directamente a partir de sus molculas, como son las de los cidos dbiles inorgnicos (tal como el cido carbnico) y orgnicos (tal como el cido tnico), o indirectamente consecuencia de su reaccin con el agua, como son el CO2 y sales hidrolizables, como por ejemplo, el Fe2(SO4)3 y/o el Al2(SO4)3, tal como se indica en las reacciones:CO2 + H2O HCO3- + H+Al+3 + 3 H2O Al(OH)3 + 3 H+

La acidez debida a la capacidad de liberar protones se conoce como acidez potencial; el concepto de acidez incluye por consiguiente, tanto a la acidez actual como a la acidez potencial.

La acidez de las aguas naturales proviene, principalmente del CO2, el cual penetra a ellas por absorcin del que est presente en la atmsfera; sin embargo, ello slo ocurre, cuando la presin parcial del CO2 en el agua es inferior a la del mismo gas en la atmsfera. El CO2 disuelto en las aguas naturales tambin puede provenir de la oxidacin biolgica de las sustancias orgnicas, particularmente la presente en aguas contaminadas. En tales casos, si la actividad fotosinttica es limitada, la presin parcial del CO2 en el agua puede exceder a la de la atmsfera, y en este caso este gas se escapar a la misma. De aqu puede concluirse, que las aguas naturales estn continuamente absorbiendo o liberando CO2, con el fin de mantener el equilibrio en la atmsfera.

Muchas aguas residuales poseen acidez debido a cidos minerales, particularmente aquellos provenientes de la industria metalrgica y de la produccin de materiales orgnicos sintticos. Ciertas aguas naturales tambin pueden contener acidez mineral. Puesto que las aguas del drenaje de minas abandonadas y las de lluvia que corren sobre ciertos minerales apilados contendrn cantidades significativas de H2SO4, si azufre libre o sulfuros son arrastrados por tales aguas. La conversin de estos materiales a cido sulfrico y sulfatos es llevado a cabo por cierto grupo de bacterias denominado bacterias del azufre en condiciones aerbicas:

2S + 3 O2 + 2 H2O 2 H2SO4 FeS2 + 3 O2 FeSO4 + H2SO4

La acidez mineral tambin puede provenir de sales de metales pesados, particularmente de aquellos iones trivalentes, tales como el Fe+3 y el Al+3, los que se hidrolizan en el agua, originando tal tipo de acidez. Muchos residuos industriales tambin pueden contener cidos orgnicos.Determinacin: Tanto la acidez debida al CO2, como la debida a los cidos minerales u orgnicos, se determinan mediante titulacin con una solucin estndar de lcali. Puesto que la acidez es expresada bajo la forma de mg/L de CaCO3, generalmente la solucin titulante alcalina, que generalmente es de NaOH, se prepara 0,02 N (0,02 = 1/50, en donde 50 es el peso equivalente del CaCO3), con lo cual 1 mL de NaOH 0,02 N, equivale a 1 mg de CaCO3. La acidez se calcula luego a partir de la frmula:Acidez en mg/L de CaCO3 =

EMBED Equation.3 en donde: V ml = Volumen en ml del NaOH necesario para alcanzar el punto final de la neutralizacin.

Acidez mineral: La acidez mineral (cidos fuertes) puede ser determinada titulando la muestra hasta pH 4,5 utilizando anaranjado de metilo (heliantina) como indicador. Acidez de cidos dbiles La neutralizacin desde pH 4,5 hasta pH 8,3, que es debida a los cidos dbiles, puede llevarse a cabo usando fenolftalena como indicador. Acidez total: La acidez debida a todos los agentes que puedan originar acidez, se conoce como acidez total, y puede ser determinada titulando hasta pH 8,3 en presencia de fenolftalena como indicador; la acidez total se conoce tambin como acidez fenolftalenica. Acidez debida al CO2: La acidez debida al CO2 puede ser determinada a partir de dos titulaciones en presencia de fenolftalena: una en fro y la otra en caliente (a ebullicin para expulsar el CO2); la diferencia es debida al CO2.En el caso de que la acidez deba ser determinada en aguas naturales contaminadas con colorantes, o en residuos industriales coloreados, cuyos colores interfieran con la deteccin del punto de viraje, tanto de la heliantina, como el de la fenolftalena, se debe efectuar la titulacin con la ayuda de un medidor de pH, lo que se conoce como valoracin o titulacin potenciomtrica. En una titulacin de esta naturaleza, el lcali se agrega en incrementos de volumen de 0,5 mL, y se mide el pH despus de cada agregado, La representacin grfica de los valores de pH colocados en la ordenada, y los valores acumulados del lcali titulante, da lugar a una curva cuyo punto de inflexin corresponde al volumen del lcali necesario para la neutralizacin, en caso de que se hubiera realizado la titulacin en presencia de heliantina o fenolftalena como indicador.Interferencias: La principal interferencia en la determinacin de la acidez, se debe a la presencia de cloro residual libre (HClO ClO-), el cual puede decolorar el anaranjado de metilo; esto puede ser evitado mediante el agregado a la muestra de 1 gota de tiosulfato de sodio 0,1 Normal.Aplicaciones de la determinacin de la acidez: La determinacin de la acidez en aguas y lquidos residuales, est relacionada con el conocimiento de la cantidad de agente neutralizante necesario para llevar el agua o residuo en cuestin hasta un determinado valor de pH. Un ejemplo se tiene en el hecho de que la mayora de los residuos industriales que poseen acidez mineral, deben ser neutralizados antes de ser tratados o descargados en los cuerpos de agua o alcantarillado.

ALCALINIDAD.Concepto: La alcalinidad de un agua puede definirse como la capacidad de la misma para aceptar protones, o tambin es la capacidad para consumir o neutralizar cidos. La alcalinidad de las aguas naturales se debe principalmente a sales de cidos dbiles y bases fuertes tambin pueden estar presentes. La mayor parte de la alcalinidad se debe a los bicarbonatos, puesto que ellos se forman en cantidades apreciables por la accin del CO2 sobre los materiales alcalinos presentes en el suelo. Otras sales de cidos dbiles, tales como boratos, silicatos y fosfatos, pueden estar presentes en pequeas cantidades.Un pequeo nmero de cidos orgnicos que son altamente resistentes a la oxidacin biolgica (como por ejemplo, el cido hmico), forman sales que contribuyen a la alcalinidad de las aguas naturales. En aguas contaminadas, o en aguas en condiciones anxicas (sin O2), se pueden formar sales de cidos dbiles, como son el actico y el propinico, las cuales aumentaran tambin la alcalinidad de las aguas.En ciertas condiciones, las aguas naturales pueden contener una cantidad apreciable de alcalinidad carbontica e hidroxdica. Esta condicin se da particularmente en aguas superficiales, cuando en ellas ha habido reproduccin excesiva de algas; las algas consumen con una intensidad tal el CO2 libre y combinado presente en el agua, que el pH del agua puede alcanzar un valor comprendido entre 9 y 10. Aquellas aguas tratadas qumicamente para ablandarlas (eliminarles la dureza, es decir, los iones Ca+2 y Mg+2), por el mtodo de la cal soda (hidrxido de calcio y carbonato de sodio), tambin poseen alcalinidad carbontica e hidroxdica.Aunque muchas sustancias puedan contribuir a la alcalinidad del agua, en el caso de las aguas naturales, la mayor proporcin de la alcalinidad se debe a tres iones, los que ordenados por el grado de influencia en el pH son: el hidroxilo (OH-), el carbonato (CO3=) y el bicarbonato (HCO3-); la mayora de las veces, desde un punto de vista prctico, la alcalinidad de las aguas naturales debida a otros iones es insignificante y puede ser ignorada.La alcalinidad de las aguas residuales se debe, principalmente, a sales de cidos dbiles con base fuerte, o a bases fuertes, y tales sustancias actan como amortiguadores, es decir que impiden la disminucin del pH, cuando a tales aguas se les agregan porciones de cidos; la alcalinidad representa, por lo tanto, un potencial amortiguador, y en tal sentido se usa comnmente en el tratamiento de aguas residuales.Determinacin de la alcalinidad: La alcalinidad se determina volumtricamente mediante titulacin con H2SO4 0,02 N, y se reporta al igual que la acidez, como mg/L de CaCO3. Aquellas muestras que posean un pH superior a 8,3, la titulacin debe ser realizada en dos etapas: la primera se lleva a cabo utilizando fenolftalena, y se agrega el cido titulante hasta que este indicador cambie su color rosa a incoloro; luego se cubre la segunda etapa, agregando el cido en presencia de heliantina, conducindose la titulacin hasta lograr el color naranja del indicador, lo que ocurre a pH alrededor de 4,5. Cuando el pH de la muestra es inferior a 8,3, la titulacin se cumple en una sola etapa, utilizando el anaranjado de metilo como indicador.La escogencia de los valores de pH 8,3 y 4,5, como puntos finales para la primera y la segunda etapa, respectivamente, obedece a las reacciones siguientes:

OH- + H+ H2O pH 8,3 (en realidad es 7)

CO3= + H+ HCO3- pH 8,3

En la prctica de estas dos reacciones es posible que ocurra slo una, o ambas, segn la naturaleza de la alcalinidad de la muestra:

HCO3- + H+ H2CO3 pH 4,5

En el caso de la segunda etapa, el punto final de la titulacin depende de la concentracin inicial del in HCO3- en la muestra. El valor del pH que corresponde al punto final para esta segunda etapa, est dado por la ecuacin:

pH = 3,2 - log [HCO3-]As por ejemplo, una concentracin de HCO3- 0,01 molar que corresponde a una alcalinidad igual a 500 mg/L como CaCO3, presenta un pH en el punto de equivalencia igual a 4,2. Estas consideraciones requieren que el H2CO3 o el CO2 formados a partir del HCO3-, durante la titulacin con el cido, no se escapen de la solucin. Puesto que esto es difcil de evitar, el pH real del punto final estequiomtrico de la determinacin de la alcalinidad es mejor determinarlo electromtrica o potenciomtricamente. Esta observacin es particularmente importante en aguas naturales, en donde la alcalinidad total es la sumatoria de los efectos resultantes de las sales de los cidos dbiles, de los cuales el bicarbonato es slo uno. El pH verdadero puede ser tomado entonces, del punto de inflexin en la curva de neutralizacin. El mtodo de la titulacin potenciomtrica es adems importante, cuando se trata de determinar la alcalinidad de residuos industriales, cuyo color impida la deteccin del punto final haciendo uso de indicadores.Expresin de la alcalinidad:

Alcalinidad fenolftalenica: La alcalinidad adems de que se expresa como mg/L de CaCO3, tambin es costumbre discriminarla como alcalinidad fenolftalenica y alcalinidad total. Si se observan las curvas individuales de neutralizacin para una base fuerte (alcalinidad hidroxdica) y para el carbonato de sodio, se encontrar que prcticamente todo el hidrxido habr sido neutralizado cuando el pH haya alcanzado el valor de 10, y que el carbonato ha sido convertido en bicarbonato, cuando el pH alcance un valor aproximado a 8,3. En una mezcla que contenga tanto hidrxido, como carbonato, el carbonato modifica la curva de neutralizacin en tal grado, que solo aparece el punto de inflexin que ocurre a pH 8,3. Debido a esto, ha llegado a constituirse una costumbre, expresar la alcalinidad determinada utilizando fenolftalena como alcalinidad fenolftalenica. Esta expresin es ampliamente utilizada hoy en da en el campo del tratamiento de las aguas residuales, y adems tambin es utilizado con cierta frecuencia en la expresin de los resultados de los anlisis de agua. Alcalinidad total: Si en una muestra que contena originalmente, tanto alcalinidad hidroxdica, como carbontica, es neutralizada una vez alcanzado el punto de neutralizacin con la fenolftalena (pH 8,3), el bicarbonato formado reacciona con el cido para convertirse en cido carbnico. Se puede decir, que la reaccin ha ocurrido en un 100 %, cuando el pH ha llegado aproximadamente a 4,5. La cantidad de cido requerido para neutralizar todo el hidrxido y todo el carbonato, o todo el carbonato y todo el bicarbonato que puedan estar presentes en una muestra, cuando se ha alcanzado un pH aproximado a 4,5, constituye la alcalinidad total. En este caso debe recordarse, que en la determinacin de la alcalinidad total, el pH del punto final estequiomtrico est relacionado ntimamente con el valor de la concentracin original de la alcalinidad carbontica presente en la muestra, tal como lo expres anteriormente.Cualquiera que sea la manera como se desea expresar la alcalinidad, fenolftalenica total, la expresin del clculo est dada por la frmula:Alcalinidad como mg/L de CaCO3 =

Clculo de las diferentes formas de alcalinidad: Cuando se realizan anlisis de aguas es frecuente la necesidad de conocer las formas y cantidades de la alcalinidad, Esta informacin es particularmente necesaria en el proceso de ablandamiento del agua, as como en el anlisis de aguas para calderas. Es costumbre calcular las cantidades de la alcalinidad hidroxdica, carbontica y bicarbontica de la informacin obtenida a partir de las curvas de neutralizacin de bases fuertes y de la del carbonato de sodio. Existen tres procedimientos comnmente utilizados para realizar estos clculos:1) Clculo a partir de las determinaciones de la alcalinidad nicamente

2) Clculo a partir de las determinaciones de la alcalinidad y de la medida del pH.

3) Clculo a partir de las ecuaciones de equilibrio.El primer procedimiento es el mtodo clsico y est basado en las relaciones empricas, aplicadas al clculo de las diversas formas de alcalinidad, a partir de las alcalinidades fenolftalenica y total. Este mtodo es utilizado generalmente por los prcticos y personas que no conocen los conceptos fundamentales de la qumica involucrada en tales clculos. Los resultados obtenidos haciendo uso de este mtodo poseen slo un carcter aproximado, cuando el pH de las muestras es mayor de 9. Por lo tanto, en ciertas operaciones, tales como, ablandamiento del agua dura, control de la corrosin y prevencin de la formacin de incrustaciones, en las que generalmente se eleva el valor del pH, y es al mismo tiempo muy importante conocer con buena exactitud el valor de la concentracin de las especies involucradas en la alcalinidad, a cualquier valor del pH, se hace necesario efectuar el clculo de las formas de alcalinidad, haciendo uso del segundo o tercero de los procedimientos mencionados anteriormente.El segundo procedimiento permite obtener resultados suficientemente exactos, para la mayora de los propsitos prcticos; este procedimiento hace uso tambin de las alcalinidades fenolftalenica y total. Adems, es imprescindible una medida exacta del pH inicial, para efectuar el clculo directo de la alcalinidad hidroxdica. En el tercer procedimiento, se utilizan las diversas ecuaciones del equilibrio del cido carbnico, para el clculo de las concentraciones de las diferentes formas de alcalinidad. Este mtodo permite obtener resultados razonablemente exactos, para la mayora de los constituyentes de la alcalinidad, an cuando ellos estn en el orden de la fraccin de mg/L, siempre y cuando la medicin del pH sea realizada con una buena exactitud. Algunas veces es importante la determinacin exacta de los constituyentes, aunque ellos estn en concentraciones bajas, Por ello es necesario, adems de la determinacin de la alcalinidad total y del pH, efectuar una determinacin de los slidos disueltos con el fin de corregir la actividad inica, as como la temperatura, la cual permite seleccionar el valor de la constante de equilibrio adecuada. A continuacin se expondrn los dos primeros procedimientos:Clculo a partir de las determinaciones de la alcalinidad nicamente: En este procedimiento se determinan, primeramente, los valores de las alcalinidades fenolftalenica y total, a partir de ellas se calculan las tres formas de alcalinidad: hidroxdica, carbontica y bicarbontica: esto se puede realizar en base al hecho de la asuncin (incorrecta) de que las alcalinidades hidroxdica y carbontica no pueden coexistir simultneamente en la misma muestra; en realidad existen en las cantidades que se necesitan para dar cumplimiento a los valores de las constantes de equilibrio del cido carbnico y la del producto inico del agua. Tal consideracin permite la existencia posible de slo cinco situaciones posibles, que son las siguientes: 1) hidrxido solamente; 2) carbonato solamente; 3) bicarbonato solamente; 4) hidrxido y carbonato; 5) carbonato y bicarbonato.Anteriormente ya se hizo alusin a que de las curvas de neutralizacin se puede deducir que, la neutralizacin del hidrxido es casi completa en el momento en que ha sido agregado suficiente cido para que el valor del pH desciende hasta 8,3, as que como el carbonato ha sido neutralizado exactamente hasta la mitad, cuando el pH ha alcanzado tal valor. Si la neutralizacin se contina hasta alcanzar el valor de 4,5 para el pH, slo se necesita una cantidad despreciable, en el caso del hidrxido, y cuando retrata de carbonato, es necesaria otra cantidad igual del cido, que la que se necesit para alcanzar el valor de 8,3. Estas relaciones son las nicas necesarias para saber que formas y cuanto est presente de cada una en una muestra alcalina. A continuacin se presentarn los casos posibles: Hidrxido solamente: Las muestras que contienen alcalinidad hidroxdica nicamente, poseen generalmente un pH superior a 10. La titulacin termina esencialmente en el punto final de la fenolftalena (pH 8,3). En este caso la alcalinidad hidroxdica es igual a la alcalinidad fenolftalenica, y esta a su vez es igual a la alcalinidad total. Carbonato solamente: Las muestras que poseen alcalinidad carbontica solamente, poseen un pH igual o mayor a 8,5. la titulacin hasta el punto final de la fenolftalena (pH 8,3) es exactamente igual a la mitad de la alcalinidad total: En este caso la alcalinidad carbontica es igual a la alcalinidad total. Bicarbonato solamente: Las muestras que contienen alcalinidad conferida por bicarbonatos solamente, poseen un pH igual o inferior a 8,3; generalmente es inferior a 8,3. En este caso la alcalinidad fenolftalenica es igual a cero, y la alcalinidad bicarbontica es igual a la alcalinidad total. Hidrxido y carbonato: Las muestras que contienen alcalinidad hidroxdica y carbontica poseen un pH alto; generalmente superior a 10. de la composicin se deduce que la alcalinidad fenolftalenica es mayor que la mitad de la alcalinidad total, puesto que la alcalinidad fenolftalenica corresponde a OH- + CO3=, y en cambio la mitad de la total corresponde a OH- + CO3=. Carbonato y bicarbonato: Las muestras que contienen carbonato y bicarbonato poseen un pH mayor que 8,3, pero generalmente menor que 11. Para esta composicin se tiene que la alcalinidad fenolftalenica es menor que la mitad de la alcalinidad total, ya que la alcalinidad fenolftalenica es menor que la mitad de la alcalinidad total, ya que la alcalinidad fenolftalenica, incluye nicamente CO3=, y la alcalinidad total HCO3- + CO3=.En la tabla VII se presentan las relaciones entre las alcalinidades, y el clculo para cada una de las formas alcalinas y que pueden encontrarse en las cinco situaciones posibles:TABLA VII.- Relaciones de alcalinidad.

ComposicinRelacionesHidrxidomg/L CaCO3Carbonatomg/L CaCO3Bicarbonato

mg/L CaCO3

HidrxidoF = TF o T00

CarbonatoF = T02 F o T0

BicarbonatoF = 000T

Hidrxido +

CarbonatoF > T2 F - T2 (T - F)0

Carbonato +

BicarbonatoF < T02 FT - 2 F

En la tabla anterior, f y T pueden representar las alcalinidades fenolftalenica y total, respectivamente, o tambin los volmenes del cido que corresponden a dichas alcalinidades, y los cuales pueden ser utilizados para el clculo de las formas alcalinas, utilizando las relaciones indicadas.Clculo a partir de las determinaciones de la alcalinidad y la medida del pH: Para hacer uso de este procedimiento es necesario determinar as mismo las alcalinidades fenolftalenica y total, pero adems se debe medir tambin el pH de la muestra, realizada con una buena exactitud.

Alcalinidad hidroxdica: Antes que todo, debe calcularse la alcalinidad hidroxdica, a partir del conocimiento del valor del pH. Puesto que una concentracin de OH- = 1 Molar (pOH = 0 y pH = 14), equivale a una alcalinidad igual a 50.000 mg/L como CaCO3, la alcalinidad hidroxdica est dada por la expresin:Alcalinidad hidroxdica = 50.000 x 10 (pH - pKw)El valor de Kw vara con la temperatura, por lo que es necesario conocer la temperatura de la muestra, a fin de que se utilice el valor correcto de pKw. As, a 24 C es de 14,0, y vara entre 14,94 a 0 C a 13,53 a 40 C. Si se desea una mayor exactitud, es necesario determinar adems los slidos disueltos para corregir la actividad inica, aunque en la mayora de los casos la correccin no es significante desde el punto de vista prctico. Con el fin de facilitar la determinacin de la alcalinidad hidroxdica, a partir del pH, la temperatura y los slidos disueltos, ha sido preparado un monograma, el cual es posible encontrarlo en las ediciones de los Standard Methods. Alcalinidad carbontica: Una vez que ha sido determinado el valor de la alcalinidad hidroxdica, es posible utilizar el procedimiento empleando el mtodo anterior para calcular la alcalinidad carbontica y bicarbontica. As se tiene:Alcalinidad carbontica = 2 (alcalinidad fenolftalenica - alcalinidad hidroxdica)

Alcalinidad bicarbontica: La titulacin desde el punto final de la fenolftalena (8,3) hasta el punto final de la heliantina, permite determinar la alcalinidad debida a CO3= + el HCO3-, lo que significa la alcalinidad debida a la mitad de la alcalinidad carbontica, ms la debida a toda la alcalinidad bicarbontica. Se considera tambin que la alcalinidad bicarbontica representa la alcalinidad remanente despus que las alcalinidades hidroxdica y carbontica han sido sustradas a la alcalinidad total. En base a esto se puede establecer que:Alcalinidad bicarbontica = alcal. Total - (alcal. hidroxdica + alcal. carbontica)

Aplicaciones de la determinacin de la alcalinidad: Puesto que el pH debe ser controlado en muchas etapas del proceso de potabilizacin del agua, as como en el tratamiento de residuos lquidos, el conocimiento del valor de la alcalinidad permite estimar el gasto de la materia acidificante necesaria, para llevar una determinada cantidad de agua o lquido residual, a un valor de pH deseado. Por otra parte, la cantidad de los materiales utilizados en los procesos de coagulacin, ablandamiento y control de corrosin de las aguas, dependen del grado de alcalinidad de las mismas, por lo que es necesario determinar sta, antes de llevar a cabo tales procesos.

DUREZA.Concepto: Originalmente el trmino dureza de las aguas se utiliz, para expresar la capacidad de la misma de dar lugar a un precipitado con el jabn, lo que trae como consecuencia que se requiera una cantidad considerablemente alta de ste para que se produzca una espuma persistente. La dureza de las aguas se debe en realidad a la presencia en ellas de ciertos cationes, tales como Ca+2 y Mg+2, pero tambin se pueden incluir, aunque en menor grado, ciertos iones como son, por ejemplo, Sr+2, Fe+2, Mn+2, Zn+2, H+; en algunos casos tambin podran ser considerados como iones que originan dureza el Al+3 y el Fe+3. Sin embargo, la solubilidad de estos dos ltimos iones en las aguas naturales, debido al pH neutro o ligeramente alcalino de estas, es prcticamente despreciable. Los aniones considerados en el caso de la dureza HCO3-, SO4=, Cl-, NO3- y SiO3=. La dureza del agua proviene del contacto de la misma con el suelo y formaciones rocosas. El agua de lluvia al caer sobre la superficie terrestre es capaz de disolver gran cantidad de slidos, que son los que estn presentes en muchas aguas naturales. La capacidad disolvente del agua la adquiere en el suelo, en el cual se libera una gran cantidad de CO2, producindose H2CO3, el cual al ponerse en contacto con materiales alcalinos, particularmente piedra caliza (CaCO3), es atacada de acuerdo a la reaccin:

CaCO3 + H2CO3 Ca(HCO3)2

Insoluble solublePuesto que la caliza no es CaCO3 puro, sino que adems estn presentes impurezas tales como sulfatos, cloruros y silicatos, al estar estos expuestos a la accin disolvente del agua, tambin pasan a solucin.Cuando los cationes que causan dureza se encuentran en solucin, ellos reaccionan con los jabones de sodio (jabones duros para lavar) y de potasio (jabones blandos de tocador), originndose un jabn insoluble. La reaccin, utilizndose el in Ca+2 como ejemplo sera:2 R COONa + Ca+2 (R COO)2Ca + 2 Na+En la cual el radical R COO corresponde a uno de los cidos orgnicos saponificables, tales como el esterico, el palmtico y el oleico.Otras caractersticas de las aguas duras es la de que dan lugar a la formacin de escamas o incrustaciones en el interior de tuberas de agua caliente, en los intercambiadores de calor y calderas, as como todos aquellos equipos en los cuales la temperatura se eleva considerablemente. Una reaccin que puede explicar tal fenmeno es la siguiente:

Ca(HCO3)2 CaCO3 + CO2 + H2O

Soluble

Insoluble

Finalmente, otra caracterstica de las aguas duras, aunque quizs de menor importancia, es que las aguas que son apreciablemente duras, no son aptas para el crecimiento de legumbres, ya que los cationes que originan la dureza dan lugar a la formacin de pectatos insolubles que impiden la coccin.

Tipos de dureza: Por razones de conveniencia, sobre todo para el ablandamiento (eliminacin de la dureza) por el mtodo de la cal soda, la dureza acostumbra dividirse de acuerdo a los aniones que estn presentes, en dureza temporal y dureza permanente. La dureza temporal es debida a bicarbonatos (dureza carbontica), los cuales por calentamiento se transforman en carbonatos insolubles, de aqu el nombre de temporal que se le asigna a la dureza carbontica. Por el contrario, la dureza debida a otros iones, o sea, la no carbontica, no se precipita por calentamiento, por lo que recibe el nombre de dureza permanente o incrustante, debido a que al evaporarse el agua se forman incrustaciones muy duras se adhieren fuertemente a la superficie del metal.Determinacin de la dureza: Al igual que la acidez y la alcalinidad, la dureza es expresada como mg/L de CaCO3. A travs de tiempo han sido propuestos muchos mtodos para su determinacin, de los cuales los tres siguientes son los que han tenido mayor vigencia. Mtodo del clculo: El mtodo ms exacto para la determinacin de la dureza es el basado en el clculo de la misma, a partir de la concentracin de los iones, en el caso de que se haya efectuado un anlisis completo del agua en cuestin. Para la realizacin del clculo, se divide la concentracin de cada in que origina dureza, expresada como mg/L, por su peso equivalente, para obtenerse el nmero de miliequivalentes por litro del in en cuestin; luego se multiplica por 50, que es el equivalente del CaCO3, obtenindose as la dureza originada por el in, expresada como mg/L de CaCO3. De esta manera se hara igual para todos los iones diferentes que produzcan dureza, cuya concentracin se conozca, realizndose al final la suma con el fin de determinar la dureza total; con este mtodo es posible expresar, si se desea, las durezas en forma parcial, especificndose el in en cada caso. As, por ejemplo, se puede hablar de dureza clcica, dureza magnsica, etc. Este mtodo se prefiere cuando es posible un anlisis completo, pero desafortunadamente tal anlisis no es realizado en forma rutinaria, sino en forma exploratoria. Mtodo del jabn: El mtodo del jabn constituye uno de los mtodos ms antiguos para la determinacin de la dureza. En realidad es una medida del potencial de un agua para precipitar jabn, el cual se implementa agregando una solucin jabonosa de ttulo conocido en CaCO3 (por ejemplo, 1 mL de jabn, equivalente a 1 mg/L de CaCO3), sobre un volumen conocido de muestra, hasta obtener por agitacin, una espuma persistente, lo que indica el punto final de la titulacin. Luego se calcula el nmero de miligramos de CaCO3 que corresponderan a 1 litro de la muestra. Este mtodo del jabn para la determinacin de la dureza es de naturaleza emprica, por lo que carece de precisin y exactitud: Sin embargo, a pesar de todo, es capaz de producir resultados razonables, si es utilizado por analistas con experiencia. Este mtodo del jabn ha sido reemplazado ampliamente por el de la titulacin con agentes acomplejantes (EDTA, por ejemplo), cuando se requieren resultados ms precisos, sin embargo, todava puede ser utilizado como mtodo de control y como mtodo de campo. Este mtodo implica el uso de soluciones de la sal sdica del cido etilen diamino tetractico. Mtodo del EDTA: Este mtodo implica el uso de soluciones del cido etilen diamino tetractico o sus sales sdicas, como agentes titulantes:

HOOCCH2 H H CH2COOH

N C C N

HOOCCH2 H H CH2COOH

cido etilen diamino - tetractico

NaOOCCH2 H H CH2COONa

N C C N

NaOOCCH2 H H CH2COONa

cido etilen diamino tetractico de sodioEstos compuestos, representados generalmente como EDTA, son agentes quelantes (forman compuestos tipo quelatos) y forman complejos estables con los iones Ca+2 y Mg+2, y otros iones divalentes que causan dureza, tal como se muestra en la ecuacin: M+2 + EDTA (M . ETDA) complejo

El xito del uso del EDTA para la determinacin de la dureza, depende de la posibilidad del uso de un indicador que indique la presencia del EDTA en exceso (punto final de la titulacin).

El colorante conocido como negro de Eriocromo T, sirve como un indicador excelente para indicar el exceso de EDTA, o lo que es lo mismo, que todos los iones que causan la dureza han sido acomplejados. Cuando una pequea cantidad de este indicador, el que posee un color azul en soluciones diluidas, es adicionado a una solucin acuosa que contiene iones Ca+2 y Mg+2 a un pH de 10,0 0,1, la solucin adquiere un color vino rojizo. Si luego el EDTA es agregado como titulante, los iones Ca+2 y Mg+2 sern acomplejados. Una vez que se ha agregado suficiente cantidad de EDTA como para acomplejar todos estos iones, la solucin cambia de vino rojizo a color azulado; este es el punto final de la titulacin. Lo que ocurre en realidad es que el complejo entre el EDTA y los iones Ca+2 y Mg+2 es ms fuerte o estable, que el complejo formado entre estos iones y el indicador Negro de Eriocromo T. El in Mg+2 debe estar presente para que se obtenga un punto final satisfactorio en la titulacin; esto se logra en la prctica, adicionando una pequea cantidad de sal magnsica del EDTA disuelta de una solucin amortiguadora de pH 10,0, agregada para llevar la muestra que debe ser analizada a este valor de pH. Utilizando in Ca+2 como ejemplo, el proceso puede ser resumido con las ecuaciones siguientes:Ca+2 + Negro de Eriocromo T (Ca.Negro de Eriocromo T)

Color azulado

Complejo vino rojizo

Ca+2 + EDTA (Ca EDTA)

Complejo incoloro

(Ca Negro de Eriocromo T) + EDTA (Ca EDTA) + Negro de E. C. T. Complejo vino rojizo complejo incoloro color azulado

La agudeza del punto final de la titulacin aumenta con el incremento en el valor del pH. Sin embargo, este no se puede incrementar indefinidamente, debido al riesgo de que puedan precipitar el CaCO3 o el Mg(OH)2, y a los cambios en la tonalidad de los colores a valores altos de pH. El valor del pH de 10,0 0,1 recomendado para ste mtodo, representa un compromiso satisfactorio. As mismo, el tiempo de la titulacin no debe ser mayor de 5 minutos, para minimizar la tendencia a la precipitacin del CaCO3.En algunos casos es necesario el contenido de la dureza clcica y de la dureza magnsica. Si se considera que los iones Ca+2 y Mg+2 son los que originan prcticamente el 100 % de la dureza, es posible, una vez determinada la dureza total utilizando el Negro de Eriocromo T, determina luego la dureza clcica, para averiguar posteriormente la magnsica a partir de una simple diferencia:Dureza magnsica = Dureza total - Dureza clcicaLa determinacin de la dureza clcica se puede efectuar utilizando el mismo mtodo de la titulacin con EDTA, pero utilizando un indicador que permita detectar mejor el punto final de la titulacin de los iones Ca+2 . Entre los muchos indicadores que se han propuesto, existe uno que es el ms comnmente usado y que se conoce como murexida, el cual cambia de color rosado a prpura, siendo ste ltimo el que indica el punto final de la titulacin. En la determinacin de la dureza clcica, para evitar que el Mg+2 y otros iones sean titulados con el EDTA, es necesario llevar el pH de la muestra, hasta un valor comprendido entre 12 y 13 (utilizando NaOH, por ejemplo), con lo que todos los iones que originan dureza, con excepcin de los iones Ca+2, precipitan bajo la forma de hidrxidos. Clculos: Con el fin de facilitar los clculos, es costumbre preparar la solucin de EDTA = 0,02 N, de tal manera que 1 de esta solucin equivale a 1 mg/L de CaCO3, luego se aplica la frmula:

Dureza como mg/L CaCO3 =

Interferencias: Con ste mtodo del EDTA interfieren algunos iones metlicos, dando lugar a que el punto final sea detectado ms difcilmente. La accin de tales interferencias puede ser reducida, si se agregan a la muestra antes de efectuar la titulacin con el EDTA, ciertos inhibidores, tales como el cianuro y la hidroxilamina. Aplicaciones de la determinacin de la dureza: La determinacin de la dureza de las aguas se realiza con tres fines principales: uno est relacionado con el uso del agua en el ambiente domiciliario, el otro corresponde al uso del agua en procesos industriales, y el tercero con el tratamiento de eliminacin de la dureza o ablandamiento. Uso domstico: Un aspecto fundamental de la dureza en el agua destinada para uso domiciliario es el que los jabones de sodio y potasio son solubles y son sustancias tensoactivas (disminuyen la tensin superficial del agua), lo que da lugar a la formacin de espuma, la que es capaz de englobar partculas de grasa, de polvo, etc., efectundose la limpieza. Por lo tanto, la precipitacin de un jabn insoluble, trae como consecuencia la inhibicin de las propiedades limpiadoras del jabn originalmente soluble. Como puede deducirse, el uso del agua dura para el lavado, obliga al empleo de una mayor cantidad de jabn, lo que repercute negativamente en la economa del usuario. An cuando hoy en da, con el advenimiento de los detergentes sintticos tal desventaja en el uso del agua dura es de menor cuanta, todava existen operaciones que se realizan con jabones, adems del uso diario relacionado con la higiene personal. Uso industrial: Esta aplicacin del agua est muy limitada en algunos casos, por el valor de la dureza, segn las funciones que ella ha de cumplir en el proceso industrial en cuestin. Tal limitacin est relacionada con la propiedad del agua dura de formar incrustaciones sobre las superficies metlicas, lo que puede traer como consecuencia una serie de inconvenientes en la planta en la cual se est usando. Un ejemplo de esto es el uso del agua en calderas, que es en donde la dureza del agua toma una importancia ms crtica, debido al taponamiento de los tubos en los cuales se produce el vapor. Ablandamiento: El proceso de ablandamiento puede ser llevado a cabo por el mtodo conocido como de la cal soda(hidrxido de calcio y carbonato de sodio), o por medio del uso de resinas intercambiadoras de iones. En el mtodo de la cal soda, no slo es necesario conocer el valor de la dureza total, sino tambin se necesita saber lo que representa la dureza clcica y la dureza magnsica, en lo que se refiere a los cationes que la originan. Pero adems tambin es imprescindible conocer los valores de las durezas temporal y permanente, pues la primera es eliminada con el Ca(OH)2, y la segunda con el Na2CO3. El conocimiento de estos dos tipos de dureza se logra a partir del valor de la alcalinidad, puesto que la dureza temporal se conoce tambin como dureza carbontica, y la permanente como no carbontica. En base a esto se pueden establecer las relaciones siguientes:Relacin Dureza total - AlcalinidadValor Dureza Carbonatica

Cuando la dureza total = alcalinidadDureza carbontica = alcalinidad = dureza total

Cuando la dureza total > alcalinidadDureza carbontica = alcalinidad

Cuando la dureza total < alcalinidadDureza carbontica = dureza total

Criterios de control para las diferentes clases de aguas: Existe una tabla que permite efectuar una clasificacin relativa de las aguas, de acuerdo al contenido de la dureza total, que es la siguiente:0 - 50 mg/Lsuave

50 - 100 mg/LModeradamente suave