Aguas Flashcards
Generalidades de México del agua
1489 mil millones de metros cubicos al año de agua cae en forma de precipitación, la mayoria cae en junio septiembre (67%) sobretodo en Sur-Sureste, se recibe al rededor del 49,6%
Porcentajes de lo que pasa con el agua
73% evapotranspira, 22% escurre por los rios y arroyos, y 6% se infiltra al subsuelo de forma natural y recarga los acuideros
¿Cuanta agua dulce tiene México?
471.5 mil millones de metros cúbicos, se considera un país con poca agua
Porcentajes del agua subterranea
Representan el 50% de la población mundial, y el 43% se usa para el riego
el 20% de los acuíferos mundiales estan siendo sobreexplotados ¿Qué consecuencias traerá eso?
El hundimiento del suelo y la intrusión de agua salina
Clasificación de fuentes de agua
Agua de lluvia, superficiales y subterráneas
Agua de lluvia
Absorbe O2, N2, CO2. Estas impurezas depende de la contaminación atmosférica
Aguas superficiales (Rios, lagos y lagunas)
En la parte superior es propensa a desarrollar algas, Puede tener alto contenido de CO2 o de H2S
Aguas subterráneas
Contiene carbonatos, bicarbonatos y cloruros disueltos, aumenta su dureza.
Puede tener Fe, Mn y O2, H2S y CH4.
¿Que puede ayudar en las aguas subterraneas a eliminar materia orgánica y microorganismos?
La filtración natural
Propiedades físicas del agua
Calor específico, calor de vaporización,punto de fusión y de ebullición
Calor específico
Es la cantidad de calor que se requiere para elevar un grado Celsisus la temperatura de un gramo de ella.
Es mayor que el de cualquier otro líquido, solo el amoniaco, el H2 líquido y el Li a altas temperaturas lo supera
¿Cuál es el valor del calor específicos del agua?
1 cal/g°C
Calor de vaporización
Conserva la temperatura de la tierra constante la diferencia de entalpía es 2259 joule/g.
1/3 de la energía solar que llega a la superficie de la tierra es disipada por la vaporización
Punto de fusión y de ebullición
El punto de fusión es de 0°C y se mantiene constante porque el calor absorbido se usa para vencer las fuerzas de atracción entre las moléculas de agua del hielo, lo mismo sucede con la ebullición (100°C) para vencer las fuerzas de atracción de un líquido
Menciona los cationes y aniones principales del agua
Ca, Mg, Na, K, Al, Fe, MN
CO3, HCO3, SO4, Cl
Gases disueltos en el agua
H2S y CH4, más comunes en aguas subterraneas
Gases disueltos en aguas superficiales
O2
Las aguas que contienen este gas disuelven los carbonatos y bicarbonatos de Ca y Mg contribuyendo a la dureza del agua
CO2
Constituyentes menores del agua
N, P, F, Li, Be, Sr, As, Se
Sustancias tóxicas del agua
Organica: Fenoles, grasas y aceites, insecticidas, desinfectantes y detergentes
Inorgánica: Pb, Cd, Hg, Cr
Sólidos del agua
Pueden encontrarse de manera disuelta o suspendida, de origen orgánico o inorgánico.
Tipo de sólidos disueltos y suspendidos
Fijos y volátiles
Olor y sabor del agua
Inodora e insípida, algunos gases pueden alterar estas propiedades
Principales parámetros para la caracterización de las aguas
Turbiedad, color, conductividad, sabor, olor.
Turbiedad del agua
Dispersión del agua, no se transmite en línea recta, por la presencia de partículas, 1UT (Unidades de turbiedad) = 1mg de SiO3/L
Color
Por la presencia de iones metálicos o de materia orgánica suspendida. Las unidades de color se dan por la escala de cloroplatinato de K, Una unidad de color es= 1mg Pt/It
Tipo de color
-Verdadero: Por sustancias disueltas
-Aparente: Por materia coloidal suspendida
Conductividad
Habilidad del agua de producir corriente electrica, mide sustencias disueltas
Unidades de conductividad y variables
mho/cm o micromhos/cm, varia con la temperatura y la concentración electrolítica
Causas más probables de olor y sabor
Muerte de vegetaciónm actinomicetos, bacterias productoras de sulfuros, fenoles y cloruro de sodio.
Compuestos que producen color y sabor
Turbiedad, DBO, OD, pH, Cl- y F-
Clasificación de olores del agua
Olores causados por M.O natural descompuesta
Por organismos vivos (algas)
Por gases como amoniaco y sulfhídrigco
Residuos industriales (Fenoles)
Capa superficial del agua
Epilmnio
capa de más baja del agua
Hypolimnio
Estratificación termal
Cuando el epilimnio se calienta por la radiación solar y debido a la baja densidad flota sobre el hypolimnio
Es cuando epilimnio y hypolimnio tienen diferentes características químicas y biológicas
Cuando ambas tienen diferencias de T entre las dos capas
Características del epilimnio
-Es la capa superficial pueden crecer muchas algas, por la exposición a la atmosfera y a la actividad fotosintética de algas.
-Tiene altos niveles de oxígeno disuelto y las especies químicas se oxidan
Capa entre epilimnio e hypolimnio
termoclino
¿Qué es el volcamiento?
Es cuando se forma una mezcla que ocurre cuando se alcanza una T igual en ambas capas lo que hace que el agua se comporte como una unidad hidrológica,
¿Cuando puede ocurrir el volcamiento?
Cuando el agua se enfría en otoño, también puede ocurrir en primavera
¿Cómo es el agua durante el volcamiento?
Las características físicas y químicas del agua son más uniformes y la actividad biológica puede incrementar por la mezcla de nutrientes
¿Que provoca altas temperaturas en el agua?
La proliferación de microorganismos, agravando el problema de olor, sabor, color y corrosión
¿Para que se emplea la medición de pH?
Caracterizar el agua, dar seguimiento a un proceso de controlar las condiciones de operación ya que la velocidad de las reacciones depende de él
¿Cómo es el pH de los cuerpos de agua y agua residual?
Ligeramente alcalino, por la presencia de carbonatos, bicarbonatos y metales alcalinos.
¿que tipo de factor es el pH y la alcalinidad?
El pH es un factor de intensidad, y el de alcalinidad es un factor de capacidad
La concentración de H2O en agua pura se calcula:
1,000 g/l (1mol/18 g) = 55.5 mol/L
¿Cómo queda la expresión para la ionización del agua considerando la concentración de H2O?
Kw=(55.5 mol/l)(1.8x10-18)=(H+)ac(OH-)ac
El % de volumen de CO2
0.0314%
¿Qué incrementa la solubilidad de CO2?
La formación de HCO3- y CO-2 3
¿En qué afecta el aumento de CO2 en el agua?
Afecta la respiración y el intercambio de gas a los animales acuáticos
¿Qué valor no debe exceder el CO2 en el agua?
25 mg/l
Ácido débil más importante en el agua
CO2
Alcalinidad
Medida de capacidad del agua para neutralizar ácidos o sea para aceptar iones H+
Iones que contribuyen a la alcalinidad
Carbonatos, bicarbonatos (Principal forma de alcalinidad) e hidróxidos
En menor proporción boratos, silicatos y fosfatos
¿De qué depende las especies que predominen en el agua?
Dependen del pH
Especies responsables de la alcalinidad en pH entre 6-10
HCO3-
Especies responsables de la alcalinidad en pH cercanos a 10
CO-2 3
¿Que valor se obtiene en el punto de equivalencia de la alcalinidad cáustica?
El valor de CO3-2
¿Qué valor se obtiene por la alcalinidad F en el punto de equivalencia?
HCO3-
¿Que valor se obtienen en la alcalinidad total?
H2CO3
Menciona las formas de expresar la alcalinidad
Fenolftaleína (pH mayor a 8.3)
Naranja de metilo (Ph mayor a 4.3)
¿Cómo se mide la alcalinidad?
En mg como CaCO3/L
Forma en la que se mide la solubilidad de cualquier gas
Por la ley de Henry´s
¿Qué dice la ley de Henry´s?
La solubilidad de un gas en un líquido es proporcional a la presión parcial del gas que está en contacto con el líquido
Ley de Henry´s
[O2(ac)]=KPo2
[O2(ac)]= concentración acuosa del O2
K= Cte de ley de henry´s 1.28 x 10-3 mol/L-atm
Po2= Presión parcial del oxígeno
Acidez
Capacidad para neutralizar OH-
Acidez libre o mineral
Se da por la presenccia de ácidos fuertes como HCl y H2SO4.
¿Qué iones aumentan la ácidez mineral?
Fe y Al trivalente
¿Qué afecta la solubilidad del O2?
La temperatura, al aumentar la temperatura la solubilidad del O2 decrece también. El aumento de la temperatura y la alta demanda de la respiración de organismos acuáticos causa esta condición
¿Cómo actúa el pH? ¿Qué lo afecta?
Tiene fluctuaciones cíclicas diarias, y lo incrementa la actividad fotosintética
¿Por qué hay fluctuaciones en el pH?
Por la demanda de CO2, ya que la reposicion por parte de las bacterias es más lenta que la necesidad de las algas.
Simbiosis
Asociación mutua entre bacterias y algas
¿De qué depende la solubilidad del oxígeno?
T del agua
presión Parcial de O2
Contenido de sales en el agua
Profundidad
¿De donde proviene el oxígeno del agua?
De la atmósfera
Menciona un parametro importante en la calidad del agua
La capacidad del agua de re-oxigenarse por contacto con la atmósfera
Solubilidad del oxígeno
La máxima concentración de equilibrio de oxígeno con la atmósfera
Concentración del oxígeno
La maxima cantidad de oxígeno pero generalmente no en el equilibrio y esta limitada por la tasa que éste se disuelve
¿Con qué disminuye la concentración del oxígeno?
Al aumentar la salinidad y la altitud con respecto al mar
Menciona indicador de qué es el O.D
-El efecto producido por los contaminantes oxidables
-La aptitud del agua para mantener vivos a peces u otros organismos aerobios
-La capacidad autodepuradora de un cuerpo de agua
-Afecta las reacciones de Fe, Mn, CU y compuestos que contienen N y S
-En aguas residuales, su ausencia genera olores desagradables debido a la descomposición anaerobia de M.O
-En aguas de abastecimiento, el exceso provoca corrosión
¿Cómo es la solubilidad de oxígeno en las aguas que contienen sal?
Menor que en las que no contienen
Alta basicidad…
Alto pH
Alta alcalinidad
Capacidad para aceptar H+
Aniones que tienen importante influencia en la química del agua
CO2-, HCO3-, CO32-
% del volumen de CO2 en la atmosfera
0.0314%
H2CO3 + CO32- —>
2HCO3
CO2 + OH- —->
HCO3-
Incrementan la solubilidad de CO2
CO32-, HCO3-
¿Que causa el incremento de solubilidad de CO2?
Afectan la respiración e intercambio de gases en animales acuáticos
Límiite de la concentración de CO2
menor a 25 mg/L
Ácido débil más importante del agua
CO2
Concentración de CO2 en aguas puras a nivel del mar
4.66 X 10-4
Mayor concentración de CO2
pH de 4-8
Mayor concentración de CO32-
pH de 9-12
Mayor concentración de HCO3-
pH de 7-11
Alcalinidad
Es la capacidad del agua para neutralizar ácidos (aceptas iones H+)
Agentes importantes en la alcalinidad del agua
Carbonatos, bicarbonatos (más importante), hidróxidos
Agentes en menor concentración que contribuyen a la alcalinidad del agua
Boratos, fosfatos, y silicatos. Dependiendo del pH son cuales predominan
pH en que se encuentra en mayor proporción el HCO3-
6-10
pH en que se encuentra en mayor proporción el CO32-
cercanos a 11
Dos soluciones tienen el mismo pH y la misma capacidad para neutralizar ¿V o F?
Falso, pueden tener distinta capacidad para neutralizar
Unidades de la alcalinidad
mg como CACO3/ L
Alcalinidad fenolftaleína
pH mayor a 8.3
Mide total de OH-, y HCO3-, y la mitad de CO32-
Alcalinidad caustica
pH mayor a 4.3
Alcalinidad producida por iones hidroxilo
Alcalinidad total
Punto de equivalencia de H2CO3
Alcalinidad F
Punto de equivalencia de HCO3-
Alcalinidad caustica
Punto de equivalencia de CO3 2-
Acidez total
punto de equivalencia CO32-
Acidez de CO2
Punto de equivalencia HCO3-
Acidez mineral
Punto de equivalencia H2CO3
Ión más abudante en aguas naturales
Calcio
Fuentes del calcio
Minerales como:
-Yeso CaCO3-2H2O
-Anhidrita- CaCO3
-Dolomita- CaMg(CO3)2
-Calcita y aragonita-Derivados de CaCO3
Caracteristicsas del calcio
Por su gran radio no forma complejos
-Altas concentraciones de SO4-: CaSO4
-Altas concentraciones de HCO3-: CaHCO3
En aguas naturales se encuentra como Ca+2
¿Qué hace el CO2 con el calcio?
Disuelve el calcio de los minerales carbonatados
Componentes del agua de rio
Mg como MgCaCo3, sulfatos, y en bajas cantidades Na, K, F y Cl
Dureza
La capacidad del agua para precipitar jabón
Iones principales del agua
Ca, Mg
Iones secundarios del agua
Sr, Al, Mn, Fe y Zn
Clasificación de la dureza
Temporal o carbonatada
Permanente o no carbonatada
Dureza temporal o carbonatada
Ca y Mg asociados con HCO3- y CO32-
Dureza permanente o no carbonatada
Ca y Mg asociados con SO4- y Cl-
Cationes de dureza
Sr, Mg, Mn, Ca, FeA
Aniones de dureza
NO3-, HCO3-, Cl-, SO4-2 y SiO3-2
Dureza suave
0-75 mg/L
Dureza moderamente alta
75-150 mg/L
Durez alta
150-300
Muy alta
mayor a 300 mg/L
¿Qué determina la cantidad de CO2?
El CaCO3
Cuando la alcalinidad<dureza total
Dureza carbonatada=Alcalinidad total
Cuando la alcalinidad>=dureza total
Dureza carbonatada=Dureza total
Cantidad de dureza según la NOMs
300 mg como CaCo3/L
Dureza permanente permitida según la NOMs
150 mg/L
Dureza total (método volumétrico)
mL de EDTA X F X 1000 mL de muestra
Dureza por cada ión
(50 X M2+ mg/L)/P.e M2+
¿Que se relaciona inversamente con el agua y su dureza?
Las enfermedades cardiovasculares
Características del agua blanda
Es menos amortiguadora y puede ser más corrosiva para cañerías
