Facultad de Ingeniería y Ciencias Hídricas

PROCESOS BIOLOGICOS EN INGENIERIA
AMBIENTAL
TRABAJO PRÁCTICO N° 1
Determinación de la Demanda Química de Oxígeno (DQO); y
determinación del contenido de Sólidos Suspendidos Totales
(SST), Sólidos Suspendidos Fijos (SSF) y Sólidos Suspendidos
Volátiles (SSV) de un efluente líquido.
Miguel A. Isla (*), Nancy S. Piovano (**) y Lisandro Seluy (**)
Santa Fe, Argentina, Agosto de 2013
(*) Profesor Titular DE FICH/INTEC - UNL
(**) Jefe de Trabajos Prácticos FICH-UNL
1. OBJETIVOS:
Construcción de una curva de calibrado de Absorbancia vs DQO de una solución patrón de
concentraciones conocidas. Determinación experimental de la DQO de una solución de
glucosa de concentración conocida y de la DQO de una muestra incógnita.
Determinación de los sólidos suspendidos totales (SST), sólidos suspendidos fijos (SSF) y
sólidos suspendidos volátiles (SSV) en un efluente líquido.
2. FUNDAMENTOS:
Demanda química de oxígeno (DQO)
La demanda química de oxígeno (DQO) es una medida de la cantidad de oxígeno
consumido por la materia orgánica presente en una muestra líquida, suspendida o en solución,
susceptible de ser oxidada por un agente químico en condiciones controladas.
El valor de DQO se utiliza normalmente como una medida de la concentración de materia
orgánica contaminante de una muestra y se expresa en mg O2/L o ppm.
Para la determinación de DQO, la muestra se hace reaccionar con un oxidante fuerte,
dicromato de potasio K 2 Cr2 O7  , en un medio ácido H 2 SO4  , a 150 °C durante 2 horas.


Durante la reacción (digestión) el ión dicromato Cr2 O72 oxida los compuestos orgánicos
presentes en la muestra, reduciéndose de
cromo (VI), a cromo (III).

Ambas especias

absorben en la región visible del espectro, el ión Cr2 O72 absorbe fuertemente a 400 nm


donde la absorbancia del ión cromo trivalente Cr 3 es muy débil; en cambio el ión cromo
trivalente absorbe fuertemente a 600 nm, donde la absorbancia del ión dicromato es
prácticamente cero. La determinación de DQO se basa en un método colorimétrico,
fundamentado en que para valores de DQO entre 100 y 900 mg O2/L, existe una correlación


entre la DQO y el incremento en la absorbancia del ión cromo trivalente Cr 3 a 600 nm.
Dada esta correlación entre la cantidad de O2  necesario para oxidar la materia orgánica


presente en la muestra y la concentración de la especie Cr 3 , la DQO puede obtenerse
midiendo la absorbancia de una muestra luego de digerida, ingresando a una curva de
calibrado preparada con soluciones de valor conocido de DQO.
Para la construcción de la curva de calibrado se utiliza como sustancia patrón, el ftalato
ácido de potasio, cuya solución de 425 mg/L tiene una DQO teórica de 500 mg O2/L.
1
Determinación de sólidos suspendidos
Se denominan Sólidos Suspendidos Totales (SST) a los residuos secos que quedan
retenidos al filtrar una muestra en un filtro de fibra de vidrio de porosidad estandarizada.
Por su parte, se definen como Sólidos Suspendidos Fijos (SSF) al residuo que queda
cuando el filtro de fibra de vidrio utilizado en la determinación de SST se somete a una
calcinación en mufla a 550 ± 50 ºC.
La cantidad volatilizada, como su nombre lo indica, se conoce como Sólidos Suspendidos
Volátiles (SSV).
Esta última medida es muy utilizada en el ámbito de la Ingeniería Ambiental, dado que
normalmente el valor de los SSV se asimila la biomasa contenida en un reactor biológico.
3. APARATOS

Tubos de vidrio de 16 mm de diámetro, con tapa a rosca resistentes a la temperatura y
aptos para leer en espectrofotómetro (denominados “Viales”).

Vasos de precipitado de 100 mL.

Matraces de 50 mL, 100 mL, 200 mL y de 1 L.

Embudos, pisetas y varillas de vidrio.

Espectrofotómetro, rango visible, con portacubetas para viales de DQO.

Balanza analítica.

Filtros de fibra de vidrio.

Bandejas circulares de aluminio para pesada de los filtros.

Equipo de filtración al vacío, consistente en Kitasato, buchner y trompa o bomba de
vacío.

Estufa para secado a 105 ºC.

Mufla para calentamiento a 550 ± 50 ºC.

Pinzas metálicas para manipular las bandejas con los filtros.

Soporte universal con anilla para sujetar el kitasato.

Desecador con silicagel.
4. REACTIVOS
Demanda química de oxígeno (DQO)
Los reactivos utilizados son:

Solución de digestión

Reactivo de ácido sulfúrico
2

Estándar de Ftalato ácido de potasio
El procedimiento para su preparación se presenta a continuación:

Solución de digestión: añadir a 500 mL de agua destilada 10,216 g de K 2 Cr2 O7
previamente secado a 150 ºC durante 2 horas, 167 mL de H 2 SO4 concentrado y 33,3 g de
HgSO4 (s) . Disolver, enfriar a temperatura ambiente y llevar a un litro con agua destilada.

Reactivo de ácido sulfúrico: añadir Ag2 SO4 (s) a H 2 SO4 concentrado en una relación de
5,5 g de Ag2 SO4 /kg H 2 SO4 . Reposar antes de usar durante 1 a 2 días para disolución del
Ag2 SO4 .

Standard de ftalato ácido de potasio (KHP): (para la preparación de la curva de calibrado).
Moler ligeramente y luego secar a 120° C hasta pesada constante. Disolver 425 mg de
KHP en agua destilada y diluir a 1 L. Esta solución tiene un contenido teórico de DQO de
500 mg/L (ppm) y es estable por 3 meses en refrigeración.
Determinación de sólidos suspendidos
 Muestras incógnitas
5. PROCEDIMIENTO:
Demanda química de oxígeno (DQO)
Preparación de las soluciones patrón para la construcción de la curva de calibrado:
Una comisión preparará 500 mL de una solución de 950 mg/L de ftalato ácido de potasio en
agua destilada, cuya DQO teórica es de 1000 mg O2/L, para ser utilizada como solución
patrón.
Otra comisión realizará a partir de la solución patrón, diluciones correspondientes para
obtener 5 soluciones de menor concentración, dentro del rango de 0-1000 mg O2/L (Por Ej:
200 mg O2/L; 400 mg O2/L; 600 mg O2/L, etc.).
Preparación de las muestras:

Muestra A: Solución de glucosa C6 H12 O6 .H 2 O en agua destilada.
3
Secar previamente la glucosa 3 horas a 80 °C. Tres comisiones prepararán 200 mL de
solución de glucosa en el rango 100 a 500 mg/L a su elección y la rotularán como muestra
“A”.
Pesar la cantidad de glucosa necesaria en cada caso en un vaso de precipitado. Disolver
con agua destilada en el vaso, transvasar la solución al matraz y enrasar con ayuda de una
piseta. Tapar e invertir el matraz tres veces para homogeneizar su contenido.

Muestras incógnita:
Cada comisión seleccionará una muestra incógnita, discutiendo su origen y propondrá la
dilución necesaria para que la DQO caiga en el rango de la curva de calibrado.
Determinación de la DQO de las muestras:
1) Lavar los viales y sus respectivas tapas con H 2 SO4 al 20% antes de su primer uso para
evitar una eventual contaminación de las muestras. Enjuagar con agua destilada y secar en
estufa a aproximadamente 80 °C hasta sequedad total. (Esta operación será realizada con
anterioridad por el personal del Laboratorio).
2) Rotular cada tubo con el nombre de la muestra (o la dilución de la curva de calibrado
correspondiente) y ordenarlos en una gradilla. (Rotular en la tapa).
3) Preparar los tubos con las proporciones de reactivos para la digestión según el siguiente
cuadro y respetando un orden de agregado de izquierda a derecha:
Muestra
Solución de Digestión
Reactivo de Ácido Sulfúrico
Volumen Final
(mL)
(mL)
(mL)
(mL)
2,5
1,5
3,5
7,5
Preparar además un tubo en el que se reemplazará el volumen correspondiente a la
muestra por agua destilada, al que se le aplicaran todos los pasos siguientes de la
técnica, de manera de obtener un blanco de reactivos.
4) Tapar los viales enroscando firmemente e invertir por lo menos 3 veces para mezclar su
contenido.
5) Llevar los viales al digestor precalentado a 150º C y digerir durante 2 horas.
6) Una vez que se completa la etapa de digestión, retirarlos, colocarlos nuevamente en
gradilla y dejar enfriar hasta temperatura ambiente.
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7) Antes de leer la absorbancia cada vial debe limpiarse con una servilleta de papel.
8) Encender el espectrofotómetro, seleccionar el programa 0 (cero) de absorbancia, y
seleccionar la longitud de onda (600 nm). Llevar a cero de absorbancia con el blanco de
reactivos (pulsar la tecla “Zero” del equipo).
9) Leer la absorbancia de las muestras y sus diluciones, como así también los
correspondientes a la curva de calibrado. Se deben realizar tres lecturas de cada muestra
girando el tubo 60º, para evitar errores provocados por defectos en el vidrio.
Construcción de la curva de calibrado:
Para la construcción de la curva de calibrado, graficar (Origin/Excel/etc.) los valores de
absorbancia leídos, frente a la DQO teórica de las soluciones de ftalato ácido de potasio, en
mg O2/L. Realizar la regresión lineal de los datos y utilizar la ecuación resultante para
determinar los valores de DQO de las muestras.
Determinación de sólidos suspendidos
Determinación de los SST , SSF y SSV de las muestras:
1) Colocar el filtro sobre un portafiltros de aluminio y pesar el conjunto. Registrar el valor
(A).
2) Armar el equipo de filtración al vacío.
3) Colocar el filtro de fibra de vidrio dentro del embudo buchner con la cara rugosa hacia
arriba con la ayuda de una pinza.
4) Encender la bomba de vacío.
5) Humedecer el filtro con el mínimo volumen posible de agua destilada para que se amolde
al embudo.
6) Medir con volpipeta 25 mL de la muestra provista.
7) Hacer gotear gradualmente la muestra sobre el filtro, evitando salpicar y sin que se
acumule líquido sobre el filtro hasta finalizar el volumen.
8) Interrumpir el vacío.
9) Quitar cuidadosamente el filtro del embudo y colocarlo nuevamente sobre el portafiltros
correspondiente.
10) Con ayuda de las pinzas metálicas colocar el conjunto, filtro y portafiltros, en estufa
durante una hora entre 103 y 105 ºC para secar el mismo.
11) Retirar el conjunto de la estufa y enfriar en desecador durante 15 minutos.
12) Retirar el conjunto, filtro y portafiltros, y pesar. Registrar el valor obtenido (B). Calcular
los sólidos suspendidos totales (SST) según:
5
mg/L SST 
B - A  mg .1000 mL/L
25mL
13) Colocar el conjunto en la mufla previamente calentada a 500 ºC durante 15 minutos, para
calcinación de la muestra utilizando las pinzas metálicas largas.
14) Retirar el conjunto y colocar en desecador por 15 minutos.
15) Pesar el conjunto. Registrar el valor obtenido (C). Calcular los sólidos suspendidos
volátiles (SSV) según:
mg/L SSV 
B - C mg .1000 mL/L
25mL
6. PRESENTACIÓN DE RESULTADOS
Deberá hacerse por escrito, reportando en cada caso:
Curva de Calibrado: Presentar el gráfico con la ecuación de la regresión lineal
correspondiente.
Muestra A: Registrar la concentración de glucosa elegida y la masa pesada para preparar la
solución. Estimar la Demanda Teórica de Oxígeno de la muestra y comparar con el valor de la
DQO que obtuvo experimentalmente.
Muestra B: Reportar la absorbancia medida y el valor de la DQO de la muestra. Realizar
los cálculos necesarios teniendo en cuenta la dilución realizada.
Todas las comisiones deberán reportar por escrito ecuaciones, cálculos y resultados obtenidos
para cada muestra determinada. Solicitar al responsable del TP una breve descripción de las
mismas.
7. NORMAS DE SEGURIDAD

Protección personal: Antes de comenzar el trabajo práctico cada alumno debe colocarse
guardapolvo, guantes de látex y recogerse el cabello. El calzado debe ser cerrado. No se
permiten calzados abiertos tipo sandalias u ojotas.

No debe dejarse sobre las mesadas ningún tipo de pertenencias personales colocando las
mismas en un lugar específicamente asignado para tal fin.

El responsable del laboratorio debe informar con anterioridad la ubicación de duchas de
seguridad y lavaojos.
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
Para la determinación de la DQO se deben medir los volúmenes con ayuda de propipetas.
NO PIPETEAR CON LA BOCA. TODOS LOS REACTIVOS SON TÓXICOS Y
CORROSIVOS. Además, en el momento de preparar los viales, el operador debe utilizar
gafas de seguridad y guantes para la manipulación de los reactivos.

Queda terminantemente prohibido: fumar, consumir alimentos o bebidas en el
Laboratorio.

El alumno debe informarse acerca del desecho de residuos del trabajo práctico.
8. BIBLIOGRAFIA:

APHA (AMERICAN PUBLIC HEALTH ASSOCIATION); AWWA (American Water
Works Association); WEF (Water Environment Federation). Standard Methods for the
Examination of Water & Wastewater. Eaton, A.; Clesceri, L.; Rice, E. y Greenberg, A.
(Eds). Washington DC, 2005.

Greenberg, A; Clesceri, L y Eaton A. (1992). Standard Methods for the Examination of
Water and Wastewater. 18 th Edition.

Rodier, J. (1981). Análisis de las aguas. Ediciones Omega. Barcelona.
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