Sólidos Totales Disueltos Exp 40

Experimento
Sólidos Totales Disueltos
40
INTRODUCCIÓN
Los sólidos se encuentran en las corrientes en dos formas, suspendidos y disueltos. Los sólidos
en suspensión pueden ser limo, sedimentos que ascienden a la superficie, materia vegetal en
descomposición o efluentes del tratamiento de aguas servidas. Los sólidos en suspensión no
atravesarán un filtro, mientras que los sólidos disueltos sí lo hacen. Los sólidos disueltos en
muestras de agua potable pueden ser sales solubles que producen iones tales como sodio (Na+),
calcio (Ca2+), magnesio (Mg2+), bicarbonato (HCO3–), sulfato (SO42– ), o cloruro (Cl– ). Los
sólidos totales disueltos, o TDS, se pueden determinar por evaporación en una muestra pre
filtrada a sequedad donde luego se determina la masa del residuo seco por litro de muestra. Un
segundo método considera el uso de un Sensor de
Fuentes de Sólidos Totales Disueltos
Conductividad Vernier para determinar la habilidad,
de las sales disueltas y de sus iones resultantes, de
 Iones de agua dura
conducir la corriente eléctrica en una muestra no
- Ca2+
filtrada. La conductividad se convierte luego a TDS.
- Mg2+
Cualquiera de estos métodos produce un valor de
- HCO3–
TDS en unidades de mg/L.
 Fertilizantes en residuos agrícolas
La concentración de TDS en un cuerpo de agua está
afectada por muy distintos factores. Una alta
concentración de iones disueltos no es por sí misma
una indicación de que una corriente está
contaminada o es insalubre. Resulta normal para una
corriente disolver y acumular grandes
concentraciones de iones de los minerales presentes
en las rocas y suelos sobre los cuales ella fluye. Si
estos depósitos contienen sales (cloruro de sodio o
cloruro de potasio) o piedra caliza (carbonato de
calcio), entonces se obtendrán concentraciones
significativas de Na+, K+, Cl–, así como de iones de
agua dura, tales como Ca2+ y HCO3– de la piedra
caliza.
- NH4+
- NO3–
- PO43–
- SO42–
 Residuos urbanos
- Na+
- Cl–
 Salinidad de la mezcla por olas, por
minerales o agua de irrigación de retorno
- Na+
- K+
- Cl–
 Lluvia ácida
- H+
- NO3–
- SO32–, SO42–
El TDS se usa muchas veces como un ensayo
ambiental de “control”. Cualquier cambio en la
composición iónica entre los sitios estudiados en una corriente pueden ser rápidamente
detectados usando un Sensor de Conductividad. Los valores de TDS cambiarán cuando se
introducen iones al agua desde sales, ácidos, bases, minerales de agua dura o gases solubles que
se ionizan en la solución. Sin embargo, los ensayos que se describen aquí no te dirán los iones
específicos que son los responsables del aumento o disminución del TDS. Ellos simplemente dan
una indicación general del nivel de sólidos disueltos en la corriente o lago. Otros tipos de ensayos
pueden ayudar a determinar los iones específicos que contribuyen a los cambios en las lecturas
del TDS inicial.
Hay muchas posibles fuentes de origen humano de iones que pueden contribuir a elevar las
lecturas del TDS. Los fertilizantes de campo y de césped pueden agregar una gran variedad de
iones a una corriente. Aumentos en el TDS pueden obtenerse también de los residuos de las
carreteras que han recibido sales durante el invierno para evitar la acumulación de la nieve caída.
Ciencias con lo mejor de Vernier
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Experimento 40
La materia orgánica de las aguas residuales de las plantas de tratamiento de agua puede contribuir
elevar el nivel de los iones nitrato y fosfato. Las aguas residuales tratadas pueden mostrar
también mayores niveles en las lecturas de TDS que las indicadas en las corrientes vecinas de
agua potable urbana si han sido altamente clorinadas. Las aguas de irrigación que retornan a una
corriente tendrán a menudo mayores concentraciones de iones cloro y sodio. La lluvia ácida con
gases disueltos como CO2, NO2 o SO2, frecuentemente poseen elevadas concentraciones de H+.
Si los niveles de TDS son altos, especialmente debido a sales disueltas, muchas formas de vida
acuática sufren afectaciones. Las sales influyen en la deshidratación de la piel de los animales.
Las altas concentraciones de sólidos disueltos pueden hacer que el agua adquiera propiedades de
laxante o que el agua tenga un desagradable sabor a mineral. También es posible que los iones
disueltos afecten el pH de un cuerpo de agua, lo cual a su vez puede influir en la salud de las
especies acuáticas. Si las elevadas lecturas de TDS se deben a los iones de agua dura, entonces
los jabones serán menos efectivos o aparecerán residuos sólidos significativos en los calentadores
eléctricos..
Niveles Esperados
Los valores típicos de TDS en lagos y corrientes caen en el rango de 50 a 250 mg/L. En las zonas
de aguas duras o alta salinidad, los valores de TDS pueden llegar hasta 500 mg/L. En el agua
potable el nivel de TDS debe estar entre 25 y 500 mg/L. El Estándar de Agua Potable en USA1
recomienda que el nivel de TDS no supere el valor de 500 mg/L. El agua destilada fresca, en
comparación, tendrá usualmente una conductividad de 0.5 a 1.5 mg/L de TDS.
Tabla 1: TDS en Diversos Ríos
Sitio
Estación
TDS
(mg/L)
Estación
TDS
(mg/L)
Río Grande, El Paso, TX
Primavera
510
Otoño
610
Río Mississippi, Memphis, TN
Primavera
133
Otoño
220
Río Sacramento, Keswick, CA
Primavera
71
Otoño
60
Río Ohio, Benwood, WV
Primavera
300
Otoño
143
Río Hudson, Poughkeepsie, NY
Primavera
90
Otoño
119
Resumen de Métodos
Método 1: TDS Usando un Sensor de Conductividad
Se utiliza un Sensor de Conductividad Vernier en el sitio o colocado
en muestras tomadas en el sitio, para medir la concentración de TDS
en la solución. Ofrece la ventaja de que puede usarse sin filtración
previa, proporcionando al momento información acerca de la
concentración de sólidos totales disueltos en una corriente.
1
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Establecido en 1986 Correcciones al Acta de Agua Potable
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Sólidos Totales Disueltos
Método 2: TDS por Evaporación
Usando este método, las muestras se filtran primero, para eliminar los sólidos en suspensión. Una
cantidad precisa de muestra se vierte en un vaso de precipitado cuidadosamente lavado, secado y
pesado. Luego se evapora el agua en un horno de secado. La diferencia de masa entre las dos
pesadas es la masa de los sólidos totales disueltos. Se realizan después cálculos para convertir el
cambio de masa a mg/L de TDS. Este procedimiento no requiere de un sensor, pero requiere de
una balanza analítica (resolución de 0.001 o 0.0001 g).
MÉTODO 1: TDS USANDO UN SENSOR DE CONDUCTIVIDAD
Lista de Verificación de Materiales
computador
interfaz Vernier para computador
Logger Pro
Sensor de Conductividad Vernier
Solución estándar de 500 mg/L de TDS
botella de lavado con agua destilada
paño o papel absorbente
taza pequeña de papel o plástico (opcional)
Solución estándar de 50 mg/L de TDS (opcional)
Recolección y almacenamiento de muestras
1. Este ensayo se debe realizar en el laboratorio o en el sitio. Se requiere una muestra de agua de
100 mL.
2. Es importante obtener la muestra de debajo de la superficie del agua y lo más lejos posible de
la orilla, mientras sea seguro hacerlo. Si las áreas adecuadas de la corriente están en zonas
inalcanzables, se puede construir un toma muestras consistente en una barra y un recipiente.
3. Si no puedes realizar la medición hasta unas horas después de tomar las muestras, colócalas
en un recipiente con hielo o en un refrigerador.
Procedimiento de Ensayo
1. Coloca el computador en un lugar seguro lejos del agua. Mantén el computador lejos del agua
todo el tiempo.
2. Prepara el Sensor de Conductividad para tomar
datos.
a. Conecta el Sensor de Conductividad en el Ch 1
de la interfaz Vernier.
b. Coloca el selector en la caja del sensor en el
rango 0-2000 µS/cm (2000 µS/cm = 1000 mg/L
TDS).
3. Prepara el computador para la toma de datos
abriendo el archivo “12 Sólidos Totales Disueltos”
en la carpeta Calidad del Agua con Computadores
del Logger Pro.
4. Ahora estás listo para calibrar el Sensor de Conductividad.
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Experimento 40

Si tu profesor te indica que uses la calibración almacenada en el archivo de experimento,
entonces sigue con el Paso 5.
 Si tu profesor te indica que realices una nueva calibración para el Sensor de Conductividad,
sigue este procedimiento:
Primer Punto de Calibración
a. Selecciona Calibrar  CH1: Conductividad (mg/L) del menú Experimento y luego haz clic
en
.
b. Realiza el primer punto de calibración con el sensor en el aire (esto es fuera de cualquier
solución).
c. Escribe 0 en la caja de edición.
d. Cuando la indicación del voltaje para Lectura 1 se estabiliza, haz clic en
.
Segundo Punto de Calibración
e. Coloca el Sensor de Conductividad en la solución estándar de 500 mg/L de TDS. El hueco
junto a la punta del sensor debe estar completamente cubierto.
f. Escribe 500 (la concentración en mg/L de TDS) en la caja de edición.
g. Cuando la indicación del voltaje para Lectura 2 se estabiliza, haz clic en
y luego
clic en
.
5. Ya ahora estás listo para tomar datos de concentración de TDS.
a. Lava la punta del sensor con agua destilada.
b. Coloca la punta del sensor dentro de la corriente, o dentro de una taza con la muestra de
agua de la corriente. El hueco junto a la punta del sensor debe estar completamente
cubierto.
c. Si el valor de TDS parece estable, simplemente regístralo en la hoja Datos y Cálculos y
continúa con el Paso 7.
6. Si el valor de TDS visualizado en la
ventana Medidor está fluctuando,
determina la media (o el promedio).
Para hacerlo:
a. Haz clic en
para iniciar una
toma de muestras de 10 segundos.
Importante: Deja sumergida la
punta del sensor los 10 que dura la
medición.
b. Cuando termines la toma de datos,
haz clic en el botón Estadísticas ,
para visualizar la caja de estadísticas
en el gráfico.
c. Registra el valor medio de TDS en la
hoja de Datos Cálculos.
7. Retorna al Paso 5 para obtener una segunda lectura.
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Sólidos Totales Disueltos
DATOS Y CÁLCULOS
Método 1: TDS Usando un Sensor de Conductividad
Corriente o lago: ___________________________
Hora del día: ____________________________
Nombre del sitio: ___________________________
Nombre del estudiante: ___________________
Número del sitio: ___________________________
Nombre del estudiante: ___________________
Fecha: ___________________________________
Nombre del estudiante: ___________________
Columna
A
Lectura
TDS
(mg/L)
1
2
Promedio
Procedimiento de columna:
A. Registra el valor de TDS (en mg/L) obtenido del computador.
Observaciones de campo (por ejemplo, clima, geografía, vegetación a lo largo de la corriente) _________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
Ensayo concluido: ________________ Fecha: _________
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Experimento 40
MÉTODO 2: TDS POR EVAPORACIÓN
Lista de Verificación de Materiales
botellas de muestras
un vaso de precipitado de 600 mL para recibir el
filtrado
embudo grande (diámetro >10 cm)
papel de filtro para el embudo grande
tenazas o guantes para sujetar el vaso de precipitado
horno de secado
probeta de 100 mL
dos vasos de precipitado de 250 mL
balanza analítica (0.001 g)
Recolección y Almacenamiento de Muestras
1. El ensayo se debe realizar en el laboratorio. Recolecta 500 mL de muestra de agua de modo
que puedas realizar dos mediciones de 200 mL. Nota: Si tu corriente o lago pudiera tener
bajos niveles de sólidos totales, recolecta una muestra de mayor volumen (mira el Paso 6 del
Procedimiento de Ensayo).
2. Es importante obtener la muestra de debajo de la superficie del agua y lo más lejos posible de
la orilla, mientras sea seguro hacerlo. Si las áreas adecuadas de la corriente están en zonas
inalcanzables, se puede construir un toma muestras consistente en una barra y un recipiente.
3. Si no puedes realizar la medición hasta unas horas después de tomar las muestras, colócalas
en un recipiente con hielo o en un refrigerador hasta que se realice el ensayo para evitar la
descomposición microbiológica de los sólidos. No se deben medir muestras luego de 7 días
de haber sido recolectadas.
Procedimiento de Ensayo
Día 1
1. Filtrado de partículas sólidas o sólidos en suspensión en tu muestra.
a. Coloca y sujeta un embudo en el soporte universal. Coloca un vaso de precipitado de 600
mL u otro recipiente grande debajo del embudo.
b. Coloca un pedazo doblado de papel de filtro en el embudo y humedécelo con agua
destilada de modo que se adhiera a las paredes del embudo.
c. Vierte lentamente la muestra de 500 mL en el embudo, asegúrate que el nivel del líquido
en el embudo no sobrepase el borde superior del papel de filtro. Continua agregando la
muestra al embudo hasta que logres tener más de 400 mL de filtrado en el vaso bajo el
embudo.
2. Preparación de dos vasos de precipitado de 250 mL para el secado y evaporación de la
muestra.
a. Limpia cuidadosamente dos vasos de 250 mL y colócalos en un horno de secado a 100105C por al menos una hora para secarlos.
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Sólidos Totales Disueltos
b. Usando tenazas o guantes, retira los vasos del horno y déjalos
enfriar. Nota: A partir de este momento, manipula siempre los
vasos con tenazas o guantes para prevenir que la grasa de tus
manos pueda afectar la masa de los vasos.
c. Usando un lápiz, numera tus vasos “1” y “2”. No uses etiquetas
adhesivas.
d. Usa una balanza analítica para medir la masa de cada vaso.
Registra los valores en la hoja Datos y Cálculos (redondea hasta 0.001 g).
e. Si terminas el Paso 2 antes de recolectar tus muestras, almacena los vasos en un lugar
limpio, seco y libre de polvo hasta que retornes al laboratorio.
3. Transferencia de las muestras a los vasos.
a. Usando una probeta de 100 mL, mide cuidadosamente 200 mL de muestra de agua y
agrégala a cada vaso.
b. Coloca la muestra de agua sobrante en un
refrigerador para un posible uso futuro.
4. Usando tenazas o guantes, coloca los vasos en el
horno y permite que el agua se evapore durante la
noche a una temperatura de alrededor de 104 C.
Día 2
4. Medición de la masa de los vasos y los sólidos.
a. Usando tenazas o guantes, retira los vasos del
horno y colócalos en una desecadora, si
estuviera disponible, para su enfriamiento. La
desecadora mantendrá las muestras sin
absorción de agua del aire ambienta, lo que
pudiera incrementar su masa. Si no hay una
desecadora disponible, los vasos se pueden
colocar sobre la mesa. Continúa con el
próximo paso tan pronto como puedas, para
minimizar cualquier absorción de agua.
b. Usa una balanza analítica para medir la masa
Deja enfriar la muestra en una
de cada vaso con los sólidos secados. Registra
desecadora si es posible.
los valores en la hoja Datos y Cálculos
(redondea hasta 0.001 g).
c. Valora la masa de los sólidos mediante la sustracción de la masa del vaso vacío respecto
de la masa con los sólidos. Si la masa de los sólidos es al menos 0.025 g, continúa con el
Paso 7. Si la masa de los sólidos es menor que 0.025 g, continúa con el Paso 6.
6. Si la masa de los sólidos es menor que 0.025 g, agrega otros 200 mL de muestra a cada vaso
y repite los Pasos 3 y 4. Haz una nota en la hoja de Datos y Cálculos mencionando que el
volumen total ahora es de 400 mL en lugar de 200 mL.
7. Registra la masa de los sólidos en la hoja de Datos y Cálculos (redondea a 0.001 g).
8. Lava los vasos en agua caliente y jabonosa.
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DATOS Y CALCULOS
Sólidos Totales
Corriente o lago: ____________________________
Hora del día: ___________________________
Nombre del sitio: ____________________________
Nombre del estudiante: ___________________
Número del sitio: ____________________________
Nombre del estudiante: ___________________
Column
a
Vaso
Número
A
B
C
D
E
F
Mas del vaso
vacío (g)
Masa del vaso
más sólidos
(g)
Masa de
sólidos
(g)
Masa de
sólidos (mg)
Volumen
Total (L)
Sólidos
Totales
(mg/L)
Ejemplo
95.255 g
95.297 g
0.042 g
42 mg
0.200 L
210 mg/L
1
2
Promedio TS
(mg/L)
Procedimiento de la Columna:
A. Masa del vaso vacío
B. Masa del vaso con sólidos secados
C. Masa de los sólidos (g) = B – A
D. Masa de los sólidos (mg) = C × 1000
E. Volumen Total (L) = mL agua / 1000
F. Sólidos Totales = D / E
Observaciones de campo (por ejemplo, clima, geografía, vegetación a lo largo de la corriente) _________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
Ensayo Concluido: ____________________ Fecha: ________
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Sólidos Totales Disueltos
INFORMACIÓN ADICIONAL
Consejos al Docente
Método 1: TDS Usando un Sensor de Conductividad
1. Hay una relación prácticamente lineal entre la conductividad
2000 µS
y la concentración de los sólidos totales disueltos (de
sustancias iónicas disueltas). Se puede obtener una curva
Conductividad
conductivity
similar a la mostrada debajo, usando soluciones estándares de
sólidos totales disueltos (TDS). En la figura mostrada aquí, la
razón de la concentración de TDS en mg/L a la conductividad
1000 mg/L
en µS/cm es de 0.5 a 1, y representa la relación aproximada
Concentración
de TDS
TDS
concentration
entre la concentración de TDS como cloruro de sodio y la
conductividad.
2. El Paso 4 del procedimiento para el estudiante indica varias alternativas para cargar o realizar
una calibración de TDS:

La opción más fácil es usar la calibración TDS almacenada en el programa Logger Pro en
el archivo de experimento, “12 Sólidos Totales Disueltos.” La calibración almacenada se
corresponde con la posición del selector en la caja del rango (0 – 2000 µS/cm,
correspondiente a 0 – 1000 mg/L de TDS).. Esta calibración mide mg/L de TDS como
NaCl; por tanto, está basada en un estándar de cloruro de sodio y no toma en consideración
la variación de la composición iónica de diferentes corrientes. Si su propósito al medir TDS
es conocer los cambios en la concentración total de iones en una corriente, esta calibración
trabajará muy bien. Si usted quiere determinar el valor preciso de la concentración de TDS
en una localidad, cualquiera de las dos opciones próximas le darán buenos resultados.
 La calibración de TDS almacenada en el programa Logger Pro hace uso de la ecuación,
TDS = 0.50 x Conductividad (en µS/cm), que es una relación basada en una calibración
con cloruro de sodio. La mayoría de las corrientes de agua dulce, sin embargo, tienen
mayores concentraciones de iones que contribuyen a la dureza del agua (Ca2+ y HCO3–) que
de los iones salinos (Na+ y Cl–). Grandes variaciones en la concentración iónica de las
corrientes provocan que la “constante” 0.50 realmente varíe desde 0.50 hasta 0.90. Un
valor promedio de 0.70 se emplea a menudo en los estudios de agua dulce
TDS = 0.70 x Conductividad (en µS/cm)
Si está haciendo mediciones en muestras de agua dulce (no salobre), se pueden obtener
mejores datos de TDS usando una calibración que considere el valor 0.70. Simplemente
abra el archivo “12 Sólidos Totales Disueltos,” luego seleccione Calibrar del menú
Experimento y seleccione CH1. Escoja Ecuación/Opciones del menú desplegable. Verá los
valores para el intercepto y la pendiente visualizados para la calibración TDS. Ahora puede
introducir manualmente los valores del intercepto y la pendiente para una calibración
basada en la constante 0.70. Los valores a introducir manualmente son2
Intercepto = 0

Pendiente = 593
Esta calibración proporcionará lecturas de TDS (en mg/L de TDS) sobre un rango que va
desde 0 mg/L hasta 1400 mg/L, cuando se usa la posición 0-2000 µS/cm del selector que
está en el Sensor de Conductividad.3 Para guardar los valores de la calibración, elija
2
Estos valores de calibración se obtuvieron al multiplicar la calibración de 0-2000 µS/cm por la constante
0.70: Intercepto = 0 x 0.70 = 0, Pendiente = 847.2 x 0.70 = 593.
3
Si está usando la posición del selector para el rango bajo (0-200 µS/cm) para muestras con bajos valores de
TDS, puede introducir manualmente una calibración con la constante 0.70: Intercepto = 0, Pendiente = 46.0
Ciencias con lo mejor de Vernier
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Experimento 40
Almacenar Calibración del menú desplegable y haga clic en Opción Archivo de
Experimento bajo la Preferencia de Recuperación de Calibración. Luego haga clic en
. Cuando el archivo se abra nuevamente, los nuevos valores de la calibración,
almacenados con el archivo, se usarán durante la recolección de datos.
 La tercera opción es que los estudiantes realicen una calibración de dos puntos. Para
obtener un estándar que refleje la composición iónica propia de su corriente en particular,
puede recolectar una muestra de 1litro de agua y determinar la concentración de TDS en
500 mL de la muestra usando el Método 2 del Ensayo 12: TDS por Evaporación. Luego de
encontrar su concentración, puede utilizar ahora el sobrante de 500 mL de la muestra de
agua como una solución estándar. Para el primer punto de calibración, simplemente
sostenga el sensor en el aire (fuera de la solución) e introduzca el valor “0” (mg/L de TDS).
Para el segundo punto de calibración, coloque el Sensor de Conductividad dentro de la
muestra de agua e introduzca el valor que obtuvo usando el Método 2 (por ejemplo, 142
mg/L de TDS).
3. Si decide calibrar el Sensor de Conductividad, necesitará soluciones estándares exactas. El
estándar 1000 S/cm que viene con el Sensor de Conductividad durará un largo tiempo si
tiene el cuidado de no contaminarlo con el sensor húmedo o sucio. Esta es una buena
concentración para calibrar su Sensor de Conductividad en el rango medio (0 a 2000 S).
Vernier vende tres Estándares de Conductividad, cada uno adecuado a los rangos del Sensor
de Conductividad. Ellos vienen en botellas de 500 mL por $12 cada uno. Los códigos para
ordenarlos son:



Estándar de Baja Conductividad 150 µS/cm ..................... CON-LST
Estándar de Media Conductividad 1413 µS/cm................ CON-MST
Estándar de Alta Conductividad12,880 µS/cm ................. CON-HST
Para preparar sus propias soluciones estándares usando NaCl sólido, use un frasco con
marcas exactas de volumen (por ejemplo, frascos volumétricos) y agregue la cantidad de
sólido que se indican en la primera columna de la Tabla 2.
Tabla 2
Agregue esta cantidad de
NaCl para completar un litro
de solución
Valores equivalentes de TDS
y Conductividad a la concentración
de NaCl en la primera columna
Conductividad
0.0474 g (47.4 mg/L)
Sólidos Totales Disueltos
(TDS)
50 mg/L
as TDS
0.491 g (491 mg/L)
500 mg/L as TDS
1000 µS/cm
1.005 g (1005 mg/L)
1000 mg/L as TDS
2000 µS/cm
5.566 g (5566 mg/L)
5000 mg/L as TDS
10,000 µS/cm
100 µS/cm
4. La empresa Flinn Scientific (P.O. Box 21, Batavia, IL 60510, Tel: 800-452-1261,
www.flinnsci.com) vende un juego de cuatro soluciones estándares en botellas de 500 mL.
Las concentraciones se corresponden con las de las cuatro soluciones mostradas en la Tabla
2. Aquí está la información para ordenarlas:
 Juego de Calibración de Conductividad con cuatro botellas de 500 mL (50 mg/L, 500 mg/L,
1000 mg/L y 5000 mg/L TDS, código de orden AP 9111).
5. Su Sensor de Conductividad Vernier tiene compensación automática de temperatura entre las
temperaturas de 5 y 35° C . Las lecturas se refieren automáticamente al valor de
40 - 10
Ciencias con lo mejor de Vernier
Sólidos Totales Disueltos
conductividad a 25° C. El Sensor de Conductividad dará, por tanto, la misma lectura de
conductividad en una solución que está a 15° C como si la misma solución fuera calentada
hasta 25° C. Esto significa que usted calibra su sensor en el laboratorio y luego usa estas
calibraciones almacenadas para tomar lecturas en agua más fría (o más caliente) en un lago o
corriente. Si el sensor no tuviera compensación por temperatura, usted notaría un cambio en
la lectura de la conductividad al cambiar la temperatura, aún cuando la concentración iónica
real no cambiara.
Método 2: TDS por Evaporación
6. Una muestra de mayor tamaño debe reducir el porcentaje de error en este ensayo. El
problema con una muestra muy grande es que muchas balanzas analíticas no tienen la
capacidad para medir la masa de vasos mayores que unos 250 mL. Puede usar un vaso de
precipitado mayor si su balanza tiene la capacidad adecuada para ello. Alternativamente,
como se dijo en el Paso 5 del procedimiento, usted puede añadir una segunda muestra de
agua al vaso. Si el agua tiene un nivel muy bajo de sólidos totales, pudiera añadir diariamente
muestras de agua hasta que el cambio en la masa sea de aproximadamente 0.025 g. Usted
debería saber esto con antelación, para asegurar que recolecte la cantidad suficiente de
muestra de agua inicialmente. Si usa esta alternativa, asegúrese de mantener la muestra en el
refrigerador para reducir cualquier acción microbiana que pudiera afectar los resultados.
También deberá cambiar, de acuerdo con lo anterior, sus cálculos en la hoja de Datos y
Cálculos para reflejar los cambios en el volumen.
7. Si usted no tiene una balanza analítica, puede obtener resultados satisfactorios empleando
una balanza con sensibilidad de centigramo y una muestra de mayor tamaño. Use el vaso más
grande que pueda medir en su balanza y aumente el tamaño de la muestra de acuerdo con
ello. Pudiera agregar otra muestra de agua el Día 2, como se describe en el Paso 5 del
Procedimiento de Ensayo.
8. Si su vaso de precipitado está demasiado lleno, el agua puede salpicar dentro del horno. Para
prevenir esto, puede secar la muestra por unas pocas horas a unos 80° C, para evitar la
ebullición. Luego, con el nivel de agua reducido, aumente la temperatura del horno hasta
104° C y concluya el proceso de secado.
9. Si tiene problemas para limpiar los sólidos secos del vaso de precipitado, agregue un poco de
ácido clorhídrico 1 M (HCl) y revuelva suavemente en forma circular. Asegúrese de desechar
adecuadamente el ácido.
10. Algunas sustancias que contienen iones de calcio, magnesio, cloruro o sulfato pueden atraer
al agua. Este tipo de sustancias se llaman higroscópicas. Si su muestra contiene altos niveles
de estos iones, deberá secarla por un periodo de tiempo más largo y deber-a pesarla lo más
pronto posible luego de sacarla del horno. Si fuera posible, coloque las muestras en una
desecadora para su enfriamiento.
11. No eleve el calor del horno a una rapidez muy alta para evaporar el agua. Una alta
temperatura del horno volatilizará algunos compuestos orgánicos y puede causar algunas
reacciones químicas de descomposición inducidas por el calor. Esto puede provocar falsas
lecturas de los sólidos totales.
12. Si va a estudiar agua con altos niveles inusuales de iones disueltos (agua salobre o agua muy
dura), los estudiantes pueden encontrar lecturas por sobre el limite del rango de 1000 mg/L
TDS empleado en este ensayo. Pídales que usen el rango mayor con el selector de rango en
el Sensor de Conductividad (0 – 20,000 µS/cm) y carguen la calibración para 0 – 10,000 mg/L
TDS. Si las lecturas son mayores que 10,000 mg/L, siga las instrucciones de la próxima
sección.
Ciencias con lo mejor de Vernier
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Experimento 40
Tomando muestras en el agua salada del Océano o en Estuarios
Las muestras de agua salada pueden exceder el rango más alto del Sensor de Conductividad, 0 a
20,000 µS/cm (0 a 10,000 mg/L TDS). El agua de mar del océano Atlántico medio tiene una
conductividad de 53,000 µS/cm (o una concentración de TDS de unos 26,500 mg/L). Las
muestras en este rango requieren ser diluidas con el objetivo de poder medirlas con el rango más
alto. Por ejemplo, Puede tomar una muestra del agua del océano y diluirla a ¼ de su
concentración original añadiendo 100 mL de la muestra de agua salada a 300 mL de agua
destilada. Esta muestra diluida se puede medir después usando el sensor de Conductividad con el
selector de rango colocado en el más alto. Si el valor de TDS para la muestra diluida es de 6,600
mg/L, entonces esta respuesta hay que multiplicarla por un factor de 4 para obtener el valor de
TDS de la muestra original: 4 x 6,600 = 26,400 mg/L TDS.
Cómo trabaja el Sensor de Conductividad
El Sensor de Conductividad de Vernier mide la capacidad de una solución de conducir la
corriente eléctrica entre dos electrodos. En una solución, la corriente fluye por el transporte
iónico; por tanto, el incremento de la concentración de iones en la solución producirá un valor
mayor de conductividad.
El Sensor de Conductividad realmente mide la conductancia, definida como el recíproco de la
resistencia. Cuando la resistencia se mide en ohmios, la conductancia se mide, usando las
unidades del SI, en siemens (inicialmente conocida como mho). Las muestras acuosas se miden
usualmente en microsiemens, o µS.
Aunque el Sensor de Conductividad mide la conductancia, frecuentemente estamos interesados
en medir la conductividad de una solución. La conductividad, C, se encuentra usando la siguiente
fórmula
C = G • kc
donde G es la conductancia y kc es la constante de la celda. La constante de la celda se determina
para un sensor usando la siguiente fórmula
kc = d / A
1 cm
donde d es la distancia entre los dos electrodos y A es el área de la
superficie de los electrodos. Por ejemplo, la celda en la figura
mostrada tiene una constante de celda de
1 cm
d = 1 cm
kc = d / A = 1.0 cm / 1.0 cm2 = 1.0 cm-1
El valor de conductividad se encuentra multiplicando la conductancia y la constante de la celda.
Como el Sensor de Conductividad de Vernier también tiene una constante de celda de 1.0 cm-1,
su conductividad y conductancia tienen el mismo valor numérico. Para una solución con un valor
de conductancia de 1000 µS, la conductividad, C, sería
C = G • kc = (1000 µS) x (1.0 cm-1) = 1000 µS/cm
A los dos electrodos del sensor se aplica una diferencia de potencial en el caso del Sensor de
Conductividad. La corriente resultante es proporcional a la conductividad o al valor de TDS de la
solución. Esta corriente se convierte en voltaje para que la lea la interfaz.
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Sólidos Totales Disueltos
Se suministra corriente alterna para
prevenir la migración completa de iones a
los dos electrodos. Como se muestra en la
Cuerpo
Epoxy
body
epoxico
figura de abajo, con cada ciclo de la
corriente alterna, la polaridad de los
electrodos se invierte, lo que por su parte
invierte la dirección del flujo de iones. Esta
característica tan importante del Sensor de
Conductividad previene que ocurra la
mayor parte de la electrólisis y la
polarización en los electrodos. Por tanto,
no se deteriora la solución que se está
midiendo para determinar su
graphite
electrodes
Electrodos
de
conductividad. Esto también reduce en
grafito
gran medida la probabilidad de formación
de los productos del proceso de oxidación - reducción en los electrodos relativamente inertes de
grafito.
El Sensor de Conductividad de Vernier tiene tres rangos de sensibilidad para seleccionar.

0 a 200 µS/cm (0 a 100 mg/L TDS)
 0 a 2000 µS/cm (0 a 1000 mg/L TDS)
 0 a 20,000 µS/cm (0 a 10,000 mg/L TDS)
Estos rangos se pueden seleccionar usando un selector de conmutación ubicado al final de la caja
de amplificación unida al sensor. Es muy importante considerar la selección del rango cuando se
carga o realiza la calibración; no se puede usar una calibración simple para los tres rangos.
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