manual de análisis de para el bachillerato unam

UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE
MÉXICO
COLEGIO DE CIENCIAS Y HUMANIDADES PLANTEL SUR
INFOCAB
VERNIER
Y
FACULTAD DE QUÍMICA
PRESENTAN
MANUAL DE ANÁLISIS DE
PARA EL BACHILLERATO UNAM
Autores
Quím. Agustín Arreguín Rojas (Coordinador)
Dr. Salvador Alejandro Sánchez Tovar
Dra. María del Refugio González Sandoval
Dra. Marisela Bernal González
Dra. María del Carmen Durán Domínguez
Serie: Química Ambiental del Agua y las Aguas Residuales
Vol. 9
México D.F.
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© AMCATH y UNAM
© Academia Mexicana de Ciencias, Artes, Tecnología y Humanidades, HMCATH
© Universidad Nacional Autónoma de México
Colegio de Ciencias y Humanidades Plantel Sur y Facultad de Química / College of Sciences and
Humanities South Campus and Faculty of Chemistry
ISBN978-607-7807-13-1
Correspondiente a los Proyectos INFOCAB SB201608 y PB201312: Instalación de
un humedal con actividades didácticas de apoyo a los programas de Química y
Biología del Bachillerato UNAM.
TRADUCCIÓN Y DISEÑOS DIDÁCTICOS: Q. Agustín Arreguín Rojas
Proyecto INFOCAB SB201312: Desarrollo de actividades didácticas, ecológicas y técnicas
del Humedal artificial del CCH Sur, de apoyo a las asignaturas de Biología,
Química y Opciones Técnicas del Bachillerato UNAM. 2012
Autores:
Quím. Agustín Arreguín Rojas (Coordinador)
Dr. Salvador Alejandro Sánchez Tovar
Dra. María del Refugio González Sandoval
Dra. Marisela Bernal González
Dra. María del Carmen Durán Domínguez
Serie: Química Ambiental del Agua y las Aguas Residuales. Volumen 9
Primera edición (2013)
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Contenido
Acerca de este manual
Introducción
Información general
Preparación
La práctica nos hace expertos
Seguridad
La selección del sitio de estudio o investigación
El cuerpo de agua que se supervisa
Sistema global de posicionamiento (usando un llamado GPS en inglés)
Resumen de las pruebas de calidad del agua
¿Qué es el agua?
¿Por qué el agua es tan especial?
¿El agua del planeta se descompone y se acabará?
El agua y sus diferentes usos1: Diferentes calidades
El agua en algunas industrias alimentarias (alimenticio es lo que nutre)
Muestreo para el análisis del control de la calidad del agua
Importancia de las medidas de seguridad y protección ambiental en el
laboratorio y en campo
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www.monografias.com/problematica del agua/shtml
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1. Introducción al sistema de registro de datos con sistema
de sensores
Objetivos
Materiales
Datos
Procesando los datos
2. Determinación de la temperatura de cuerpos de agua
Resumen del método
Procedimiento de análisis
Datos y cálculos
3. Determinación de la turbidez de cuerpos de agua
Resumen del método
Datos y cálculos
4. Determinación del pH del agua
Medición de pH
Datos y cálculos
5. Determinación de sólidos totales disueltos en agua
Resumen del método
Datos y cálculos
6. Cloro y salinidad
Resumen de los métodos
Cálculos y datos
7. Determinación de oxígeno disuelto en cuerpos de agua
Resumen de los métodos
Cálculos y datos
8. Demanda bioquímica de oxígeno
Resumen de métodos
Datos y cálculos
9. Determinación de nitrógeno amoniacal en agua
Resumen de métodos
Datos y cálculos
10. Determinación de iones nitrato en agua
Resumen de métodos
Datos y cálculos
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11. El calcio y la dureza del agua
Resumen del método
Datos y cálculos
12. Determinación de fosfatos en el agua
Resumen de métodos
Datos y cálculos
Aplicaciones al proceso enseñanza-aprendizaje del
laboratorio de campo del humedal artificial del CCH SUR
Aplicación de los Talleres para prácticas e investigación
de campo en el Laboratorio de campo del humedal
artificial del CCH Sur. Aplicaciones de estos sistemas en
los procesos enseñanza-aprendizaje
Nombre del Taller: INVESTIGACIÓN CON “REACTORES” O
HUMEDALES A NIVEL DE BANCO
Nombre del Taller: ANÁLISIS FISICOQUÍMICO DEL EFLUENTE
DEL HUMEDAL DEL CCH SUR
Nombre del Taller: ANÁLISIS FISICOQUÍMICO DEL EFLUENTE
DEL HUMEDAL DEL CCH SUR
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Colegio de Ciencias y Humanidades, Plantel Sur
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ACERCA DE ESTE MANUAL
Este manual contiene métodos de análisis aplicables para conocer la calidad del agua. En estos
métodos de análisis se ha incorporado el uso de sensores específicos para cada propiedad
fisicoquímica del agua, con un sistema de registro de datos y gráficas del proceso, para ser
analizadas por el estudiante. Este manual ha tomado como base la información contenida en el
Water Quality with Vernier y la experiencia de la instrumentación VERNIER, Los contenidos
académicos desarrollados en este manual están ajustados a la Unidad I: Agua, compuesto
indispensable, del programa de Química I, del Colegio de Ciencias y Humanidades – UNAM.
Los sensores aplicados en el análisis de la calidad del agua corresponden a una tecnología de punta
de aplicación en centros de investigación y en la industria de alimentos y medicamentos. Estos
sensores dan lugar a medidas más exactas comparadas con las que tradicionalmente se hacían con
equipo tal como termómetros de mercurio, tiras de papel indicador de pH, reacciones de
formación de precipitado o colorimétricas, etcétera, algunas de estas con más de cien años de
aplicación.
Este manual incluye después de cada prueba, “información adicional” con las indicaciones para
preparar soluciones y datos indirectos útiles con respecto el planeamiento y a la puesta en práctica
para una prueba en particular.
Las técnicas de este libro se pueden utilizar sin cambiar, o pueden ser modificadas de acuerdo al
grupo, a cada alumno y al profesor. Los estudiantes aprenderán de acuerdo al diseño de las
pruebas dependiendo de sus bases matemáticas, experiencia anterior usando los sensores
interconectados, el alcance y el nivel del curso, y sus propios estilos de aprendizaje. Aquí están
algunas formas de utilizar los experimentos en este libro:


Sin hacer cambios, el profesor puede fotocopiar las hojas para el estudiante, distribuirlas, y
tener resultados después de los procedimientos realizados. Para muchos estudiantes será más
cómodo si la mayor parte de los pasos del instructivo usados en el registro y el análisis de datos
se incluyen en cada prueba.
Modificado levemente. Antes de producir copias del estudiante, el profesor puede cambiar las
instrucciones para ajustar circunstancias de enseñanza.
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
Modificado extensivamente. Algunos profesores prefieren disminuir al grado del detalle en
instrucciones para el estudiante y llevar la experimentación investigación-conducida.
Agradecemos a LCT Didácticos S.A. de C.V. la autorización para tomar la información del libro
Water Quality with Vernier en la integración de este Manual. También hacemos patente nuestro
reconocimiento al Ing. Néstor Medina López su asesoría en el manejo del equipo Vernier.
Deseamos mencionar que, dentro de los autores de este libro, la valiosa participación de los
Doctores María del Carmen Durán Domínguez de Bazúa, María del Refugio González Sandoval,
Marisela Bernal González y Salvador Alejandro Sánchez Tovar, en la revisión y corrección de este
documento, permite garantizar su congruencia académica.
Agustín Arreguín Rojas
Coordinador del Proyecto INFOCAB-UNAM
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INTRODUCCIÓN
INFORMACIÓN GENERAL
Este Manual es una guía para el correcto uso del equipo
de análisis, el cual consta de: Sensores, Hardware
(interfase) y Software, aplicables en el análisis de la
calidad del agua de arroyos, lagos, cisternas, plantas de
tratamiento, etcétera y agua de mar. El principal objetivo
es proporcionar a los estudiantes y profesores facilidad
para seguir las instrucciones para realizar una amplia
variedad de pruebas fisicoquímicas del agua. Cada
descripción de la prueba proporciona la información
detallada sobre el ion, o la sustancia, o el parámetro que
es desea medir. Se incluye además en cada caso una hoja
para registro de datos y cálculos de cada prueba, en la
cual se registran los datos del sitio que se investiga, datos del alumno, fecha, etcétera y se realizan los
cálculos. Una sección con “información adicional” sobre métodos de análisis alternativos, donde los
profesores o los estudiantes encontrarán la información suficiente sobre el parámetro que es medido, así
como las pruebas indirectas necesarias como la toma de muestras, o preparando soluciones de estándar.
Este Manual incluye las pruebas básicas que se aplican para definir el nivel de la calidad del agua establecida
en el WQI (Water Qualyti Index). Estas pruebas WQl se incluyen porque universidades y organizaciones a
nivel mundial las utilizan. Las pruebas de WQI incluyen la temperatura,
pH, turbiedad, sólidos totales, oxígeno disuelto, OD oxígeno disuelto,
DBO demanda bioquímica de oxígeno, fosfatos totales y nitratos. Además
de estas pruebas básicas, hay otras pruebas de agua importantes
incluidas como: el nitrógeno amoniacal, coliformes fecal, alcalinidad, los
sólidos totales disueltos, dureza del calcio, dureza total del agua, el
cloruro y la salinidad.
Aun cuando la mayor parte de las pruebas de este Manual describen el
uso de Sensores Vernier, varias pruebas incluyen métodos alternativos
que no utilizan la detección electrónica. La mayor parte de las pruebas en
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este Manual tienen el nivel académico adecuado al estudiante de bachillerato por lo que pueden ser
comprendidas y realizadas por estos jóvenes estudiantes.
Para este Manual, se utilizó una variedad amplia de textos de ciencias, la unidad I, Agua, compuesto
indispensable, del programa de química I del CCH, sitios Web - Internet, y de organizaciones de la calidad
del agua. Se proporciona los detalles para encontrar o comprar la mayor parte de estas referencias.
Los Sensores Vernier han mejorado grandemente la facilidad de empleo y la exactitud de las mediciones de
las características fisicoquímicas del Agua y en general del análisis químico. La mayor parte de las pruebas se
pueden hacer in situ o en el laboratorio. Una vez que se obtienen los resultados, los estudiantes pueden
utilizar información más extensa proporcionada en este Manual para ampliar sus investigaciones y
compartir o comparar sus resultados con los estudiantes en otras partes del país. Esperamos que nuestros
jóvenes experimenten el mismo entusiasmo que tenemos en descubrir más sobre agua, este compuesto tan
indispensable.
Muestreando
¿Qué interfase se debe utilizar?
LabQuest
El LabQuest Vernier es la interfase de elección para pruebas de calidad del agua. Con este dispositivo
manual los estudiantes de Ciencias Experimentales pueden realizar sus investigaciones en los sitios que se
presentan los fenómenos naturales, en práctica de campo o en sus laboratorios. Los estudiantes pueden
adquirir gráficos en tiempo real y análisis a través del dispositivo de pantalla a color
LabPro
El LabPro Vernier es otra alternativa para la prueba de la
calidad del agua. Esta interfase ligera, con pilas se puede
llevar al campo o utilizar en el laboratorio.
LabPro con una computadora
LabPro se puede utilizar en una computadora de
Macintosh@ o de Microsoft@ Windows@ a través del
puerto serial o del puerto del USB. LabPro se utiliza con
software en su computadora.
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PREPARACIÓN
Decida qué pruebas serán realizadas en el campo y qué pruebas serán
hechas en el laboratorio. Mientras que hay algunas pruebas que se deben
hacer en el campo, otras deben hacerse en el laboratorio. La sección
introductoria de cada prueba indicará si puede ser realizado en el
laboratorio o debe ser hecha en el campo. Haga una lista de comprobación
de todos los materiales.
Antes de salir al campo, es importante cerciorarse de que todos los
materiales necesarios se han recolectado para el viaje. Es necesario hacer
una lista de artículos. El artículo más pequeño, tal como un cable de
interfase, puede faltarle para una o muchas ejecuciones de sus pruebas.
Si están realizando pruebas en de laboratorio, traiga los envases al campo
para recoger y transportar muestras. Se recomiendan las botellas de cristal
que pueden ser selladas firmemente. (Las botellas plásticas evitan el riesgo de romperse pero algunos
resultados muestran variaciones por el almacenaje en plástico.) Todos los envases para muestreo de agua
deben estar limpios y enjuagados con agua destilada. Compruebe siempre las direcciones particularmente
prueban para la consideración especial con respecto a la recolección de muestras. Lleve los recipientes para
residuos para ambos: líquidos y sólidos, así, que pueden ser llevados de nuevo a la escuela y ser dispuestos
correctamente.
La práctica nos hace expertos
Considere la posibilidad de preparar a sus estudiantes en el trabajo experimental en el laboratorio, antes de
aventurarse a trabajar en el campo. Una sesión de práctica ayuda a introducir a sus estudiantes al manejo
de equipos, los procedimientos de muestreo, y la forma en que la computadora y los sensores de trabajo
para recopilar y almacenar datos
SEGURIDAD
La seguridad la cosa más importante a recordar en cualquier salida al campo. A continuación están algunas
pautas de seguridad a seguir al trabajar cerca del agua.


Antes de elegir un sitio particular, es el mejor examinar el área para los peligros, tales como bancos
inestables, obstáculos peligrosos en las corrientes, o caída de árboles.
No permita que los estudiantes entren en el agua que aparece especialmente profunda o rápida. el
agua con una velocidad del flujo de 0.5 m/s o mayor se considera ser rápido. el agua con una
profundidad mayor de su rodilla se debe considerar riesgosa. Los estudiantes deben trabajar
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

siempre con otros en grupos de dos o tres. No permita que los estudiantes vaguen lejos de su
grupo.
Es importante saber dónde los grupos de estudiante comieron a estudiantes no deben cambiar
siempre localizaciones sin la notificación de su instructor primero.
Los estudiantes deben usar las ropas calientes, impermeables al trabajar en una corriente. Deben
traer artículos de repuesto, tales como calcetines secos, que pueden ser usados después de trabajar
en el agua. La exposición prolongada a la agua fría puede dar lugar a hipotermia
LA SELECCIÓN DEL SITIO DE ESTUDIO O INVESTIGACIÓN
La selección de sitio la localización en la cual se recoge una muestra puede influenciar la calidad de sus
datos. Cuando en vista de un sitio para el muestreo, conteste a estas preguntas:

•
•

¿El sitio está situado sobre o debajo de actividad que pueda interrumpir la corriente?
¿Está el representante de la corriente de la corriente? ¿Aparece ser bien mezclado?
¿Se puede el agua recoger con seguridad de la orilla?
¿Es el sitio fácilmente accesible?
• ¿Hay peligros físicos en el sitio, tales como bancos escarpados o inestables del río?
 ¿Es este sitio una representación justa del río o de la corriente en su totalidad?
Colección de la muestra
Las muestras de agua se pueden recoger apenas sobre dondequiera usted pueden acceder a la corriente.
Recoger una muestra que sea verdad representante de la corriente en su totalidad, sin embargo, él es el
mejor recoger todas las muestras lejos de la orilla y debajo de la superficie del agua. Si la corriente es baja,
usted puede recoger una muestra a mano al usar vadeando cargadores. Para corrientes más profundas y/o
más rápidas, usted puede desear construir un dispositivo que permita que los estudiantes estén parados en
un puente o en el banco y recojan muestras en el medio de la corriente. Tal dispositivo puede parecer el
representado abajo.
Un dispositivo de la colección de la muestra se puede construir usando los materiales disponibles en su
centro local del hardware o de las mejoras para el hogar; telescopar las barras se puede encontrar en la
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sección de la pintura. Una cesta del alambre o un sostenedor similar se puede construir para sostener la
botella de la muestra.
Recoja todas las muestras contra la corriente de donde usted está estando parado, especialmente si usted
ha revuelto encima del sedimento. Antes de recoger su muestra final, es el mejor aclarar el envase de
muestra varias veces con agua del sitio de la muestra.
Recoja siempre el agua de debajo la superficie.
Paquete de la dirección inútil siempre hacia fuera lo que usted embala en un sitio de la corriente. Es
importante mantener la integridad del ambiente natural. Cualquier basura líquida generada se debe poner
en un recipiente para residuos y transportar de nuevo al laboratorio para la disposición apropiada.
Cualquier basura sólida, tal como almohadillas del polvo o tejidos finos, se debe también transportar detrás
para la disposición apropiada.
EL CUERPO DE AGUA QUE SE SUPERVISA
Los lagos son de diferentes corrientes que la de los ríos porque el agua que contienen es agua dulce no
rápidamente substituida. En un lago, no hay intercambio de agua posiblemente a partir de 100 años,
dependiendo del tamaño del lago y de la línea divisoria de las aguas que drena la introducción de él. Esto
hace los lagos muy susceptibles al daño por los agentes contaminadores. La deposición ácida es común en
los lagos y puede dar lugar a choque ácido si un lago tiene un nivel bajo de la alcalinidad o si los suelos que
lo rodean tienen capacidad que neutraliza del ácido muy pequeño. El choque ácido puede dañar o matar a
vida acuática en el lago.
Los lagos se pueden caracterizar de tres maneras. Los lagos con las fuentes grandes o excesivas de
alimentos se llaman eutróficos (del inglés eutrophic y a su vez del griego bien alimentado). Este tipo de
lagos son típicamente poco profundos. Los lagos con una fuente pequeña de alimentos se llaman
oligotróficos (del inglés oligotrophic y a su vez del griego alimentado mal). Este tipo de lago está
típicamente profundo y claro con un color azul o verde. La mayoría de los lagos están en alguna parte entre
estos dos, y se llaman mesotrófico (en inglés mesotrophic).
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Sobre 4oC, la densidad del agua aumenta
mientras que la temperatura disminuye. Cuando el agua alcanza 4oC, su densidad comienza a disminuir
hasta que congela. Porque la densidad del agua se diferencia con temperatura. Los lagos experimentan un
proceso conocido como verano termal o de estratificación termal donde estas estratificaciones separan un
lago en diversas regiones según la profundidad. Esto previene el mezclado de las capas de agua y su
cantidad de alimento entre ellas se basa justamente en esta estratificación. En invierno, la temperatura del
agua disminuye en la superficie y como el agua en el fondo del lago es más caliente que el agua superficial,
ésta se hunde, comenzando a subir las capas del fondo hacia la
superficie. Esto causa la mezcla del agua, que trae los alimentos
del fondo a la superficie y el oxígeno disuelto en las aguas
superficiales se va al fondo.
Usando la punta de prueba extralarga de Vernier para
temperatura y el fenómeno de la profundidad del agua,
demostrados aquí, es posible investigar la estratificación termal y
cómo afecta la concentración del pH y del oxígeno disuelto en las
varias profundidades. Otras pruebas que pueden ser de interés
específico en estudios de lagos son los contenidos de sólidos
disueltos totales, turbiedad, alcalinidad, y nitrógeno en forma de
nitratos.
 Si es posible, practique el usar del sensor de la profundidad del
agua en una piscina o alberca como se les conoce en México. Las
piscinas son ideales para este propósito, porque el agua clara
permite a los estudiantes ver cómo es necesario accionar el sensor
y cómo evitar el accionar antes de que el sensor alcance la
profundidad señalada.
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 Usar la cinta impermeable, la sección del cable de la punta de prueba extralarga de la temperatura y la
cuerda del sensor de la profundidad del agua en incrementos de 2 metros. Esto hará más fácil determinar la
profundidad a la cual el equipo se ha bajado en el agua. Será necesario pesar abajo del extremo de la punta
de prueba extralarga de la temperatura así que no flota. Esto se puede hacer uniendo una roca o un peso al
cable con la cinta del conducto.
Los datos de la muestra en este gráfico demuestran los datos recogidos del lago Henry Hagg en el estado del
Oregón (antes perteneciente a México) ahora en los Estados Unidos. Es un depósito artificial que se clasifica
como eutrófico. El lago Henry Hagg está situado alrededor de 45 km al oeste de la ciudad de Portland,
Oregón. Los datos fueron recogidos en octubre usando una punta de prueba extralarga Vernier de la
temperatura, la punta de prueba del oxígeno disuelto, de pH -y la punta de prueba de la conductividad. Las
muestras de agua fueron recogidas desde una canoa usando un sensor de la profundidad del agua.
De acuerdo con los datos tomados, el lago tiene cierta estratificación. Debajo de una profundidad de 10
metros (35 pies en medidas inglesas), la temperatura cae agudamente hasta que alcanza 9°C al llegar a casi
20 metros (50 pies). Los niveles disueltos del oxígeno también demuestran la estratificación. En la superficie
y abajo a una profundidad de menos de 10 metros (25 pies) los niveles del oxígeno disuelto están en la
gama de 9 - 10 mg/L. Esto es probablemente la llamada región fótica donde la producción de oxígeno
fotosintético de los productores primarios (como las algas) excede la respiración. Debajo de una
profundidad de 10 metros (>25 pies), el oxígeno disuelto comienza a caer constantemente alcanzando
concentraciones de 2 mg/L a una profundidad de 15 metros (45 pies).
SISTEMA GLOBAL de POSICIONAMIENTO (usando un llamado GPS en inglés)
Cuando se estudia la calidad del agua, conociendo las localizaciones exactas de
sus sitios del muestreo puede ser muy importante. Podemos verlos en un mapa
y agregar una nueva dimensión a su análisis. Sus relaciones el uno al otro y sus
alrededores pueden ayudar a veces a explicar resultados o pueden generar aún
más preguntas. Cualquier manera, agregando este componente geospacial a la
investigación puede ser beneficiosa.
El GPS (del inglés global positioning system, sistema de localización global)
El sistema de localización global, GPS, es un sistema usado para determinar la
localización de un punto dado en la Tierra. Hay 24 satélites en el sistema GPS de
los Estados Unidos, llamado NAVSTAR (navegación en el tiempo basado en los
satélites). Se colocan estos satélites para, por lo menos poder ver cinco satélites
en cualquier momento desde cualquier lugar en la Tierra. Un receptor del GPS
utiliza estos satélites para determinar su localización.
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RESUMEN DE LAS PRUEBAS DE CALIDAD DEL AGUA
Prueba 1 Importancia y determinación de la Temperatura en cuerpos de agua: Una característica física que
puede determinar el tipo de reacciones bioquímicas en el ambiente acuático. Las corrientes o ríos son
evaluados por su capacidad para resistir los cambios de temperatura entre dos sitios de muestreo
diferentes.
Prueba 2 Importancia y determinación de la tTurbiedad en cuerpos de agua: La turbiedad es una medida
de la carencia de claridad del agua. El agua altamente turbia reduce la penetración de luz que afecta niveles
de la fotosíntesis, aumenta el calentamiento del agua debido a la absorción de la luz del sol, y da un aspecto
desagradable al paisaje.
Prueba 3. Importancia y determinación de Sólidos totales disueltos en cuerpos de agua: Muchos
componentes importantes de ecosistemas acuáticos sanos están bajo la forma de sólidos disueltos.
Alimentos, tales como nitratos y fosfatos; y sales disueltas tales como cloruro de sodio NaCl. Contribuyen a
los sólidos disueltos totales.
Prueba 4. Importancia y determinación del pH de cuerpos de agua. La escala del pH se utiliza para medir la
acidez del agua. La mayoría de los organismos acuáticos tienen una gama limitada del pH en la cual puedan
prosperar. La escala del pH es de 0 a 14 unidades del pH, con un pH de 7 como punto neutral entre el ácido
y el alcalino. La mayoría de las aguas superficiales están entre 6 y 8 unidades del pH.
Prueba 5. Importancia y determinación de la Alcalinidad de cuerpos de agua: La alcalinidad es una medida
del grado de resistencia al cambio del pH del agua de un río, un lago o arrollo, cuando estos reciben
descargas como la lluvia ácida. Las fluctuaciones en el pH causan daños a la vida acuática e interrumpen
desarrollo de organismos acuáticos. La alcalinidad actúa como amortiguador de los cambios, ayudando a
guardar el pH dentro de límites tolerables.
Prueba 6. Importancia y determinación de Cloruro y salinidad en cuerpos de agua: El cloruro, bajo la forma
de ion del Cl-, está generalmente presente en el agua dulce y en el agua salada. Las fuentes de
contaminación incluyen la disolución de minerales y los desechos industriales. La salinidad es el total de
todas las sales no carbonatadas disueltas en agua.
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Prueba 7. Importancia y determinación de Oxígeno disuelto en el agua: El Oxígeno disuelto en agua es
vital para la vida acuática. Es un componente necesario de la respiración celular. La mayoría de los
organismos acuáticos tienen un rango específico del oxígeno disuelto para sobrevivir. El oxígeno disuelto es
tan importante, que su contenido es un indicador básico para definir la calidad del agua.
Prueba 8. Importancia y determinación de la Demanda bioquímica del oxígeno en cuerpos de agua: En la
mayoría de las aguas naturales, las bacterias aerobias descomponen el material orgánico, consumiendo el
oxígeno en este proceso. Esta demanda o necesidad de oxígeno disuelto puede ser perjudicial para los
organismos si es mayor que la velocidad a la que disuelve el oxígeno en forma natural.
Prueba 9. Importancia y determinación de Fosfatos en cuerpos de agua: El fósforo en sus compuestos
forma parte del alimento esencial para las plantas acuáticas y los animales. El exceso de fósforo en el agua,
pueden ser dañino porque puede estimular abundancia de planta y crecimiento de algas. Las aguas
residuales y del fertilizante usadas en agricultura son fuentes comunes de Fosfatos.
Prueba 10. Importancia y determinación de los Nitratos contenidos en cuerpos de agua: El nitrógeno es un
alimento esencial para las plantas acuáticas y los animales. El nitrato es la forma en la cual las plantas
pueden utilizar el nitrógeno. La concentración del nitrato en el agua puede tener una gran influencia sobre
el mayor crecimiento vegetal en el agua y romper el equilibrio de estos sistemas.
Prueba 11 Importancia y determinación del Nitrógeno amoniacal (NH4+) en cuerpos de agua: El nitrógeno
bajo la forma de ion del amonio NH4+, es un subproducto de los desechos animales en descomposición, la
materia orgánica y los fertilizantes. Existe un equilibrio entre el amoniaco NH3 y el ion amonio NH4+,
dependiente del pH.
Prueba 12, Importancia y determinación de Calcio (Ca ²+) y la dureza del agua: Los iones del calcio Ca ²+, se
agregan en el agua cuando ésta fluye por las rocas de piedra caliza. Las aguas duras contienen exceso de
iones del calcio Ca ²+. Esto puede causar depósitos de carbonato de calcio en las calderas y tuberías de
hidráulicas. También estas aguas reducen la acción limpiadora y espumante de los jabones.
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Qué es el agua
Releyendo a diferentes autores acerca de este tema se queda uno
impresionado de esta sustancia que es un compuesto formado por la
unión del oxígeno con el hidrógeno. Tratando de hacer este estudio
más accesible al estudiante de bachillerato revisemos primero, aspectos de importancia del agua en el
sostén de la vida animal, vegetal y la vida o estabilidad del planeta; a continuación, tratar de comprender
porque tiene esas propiedades tan especiales y, como tercer aspecto, conocer métodos de laboratorio para
determinar sus propiedades físicas, químicas y biológicas y, llagar a valorar los grados de calidad o de
contaminación del agua.
Importancia del agua. Tratar este tema nos llevaría todo este libro y posiblemente perderíamos nuestro
punto central “Qué es el agua”, por esto, nos ajustaremos al programa de química I del bachillerato nuestra
experiencia y en datos de Manuel Guerrero-Legarreta de su libro: El
agua, Edición del Fondo de Cultura Económica de 2009.
Cuando nosotros observamos a nuestro alrededor, estando en una
ciudad, o el campo, podemos encontrar que el agua, es la sustancia
que aparece con más frecuencia o que atrae a nuestra vista, por
ejemplo en la ciudad: las bebidas refrescantes, las fuentes de los
jardines, una manguera con el chorro de agua, el agua de nuestro baño o de la
cocina, etcétera y, cuando salimos al campo nuestra vista busca algún rio, una laguna
o nos emocionamos cuando vemos el inmenso mar. Se comenta que esto se debe a
que la vida se originó en el mar y del mar diferentes especies se aventuraron a salir
del agua y sobrevivir fuera del agua pero no muy lejos; o también se considera que
nuestra vida se gestó en el vientre de nuestra madre y estuvimos confortablemente
en un medio acuoso por nueve meses quizás los mejores. Más sobre la importancia
del agua es que aparte del agua que se observa a simple vista, todos los seres vivos contenemos en nuestra
composición agua, como los vegetales,
desde una jugosa piña hasta un cactus de
una zona árida, contienen agua, en mayor o
menor proporción y los animales es el
mismo caso sea un pez o una hormiga. En
todos ellos, el agua está presente pero no
pensemos la presencia del agua solamente
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como una sustancia pura (H2O) porque es difícil sino imposible encontrarla al 100%. En los seres vivos el
agua se encuentra formando disoluciones homogénea (disoluciones salinas) o heterogénea como es el caso
de la sangre de los animales o sabias de las plantas. En los seres inanimados como las rocas, los minerales o
las montañas o el subsuelo, también existe el agua en proporciones y formas variables, a estas formas se le
conoce como manto freático, agua de hidratación, humedad o agua de cristalización pero el agua siempre
está presente. Entonces podemos afirmar que el agua es un
compuesto de máxima importancia en los seres vivos y los
inanimados.
Un concepto muy importante de los biólogos es que ellos
consideran el agua como un sustrato, igual que el suelo o el aire
porque en los tres se genera vida – concepto diferente para el
químico que regularmente estudia el agua como una molécula H2O
con sus propiedades físicas y químicas. Y efectivamente, un aspecto
de importancia es que el agua lleva vida a todas las partes de un ser
viviente al ser un gran disolvente de sustancias necesarias para los
organismos vivientes animales o vegetales como las sales (Na Cl,
fosfatos, etcétera) estas sales solo pueden llagar a cada una de las
células de un animal o una planta en forma de disolución y a través
del fenómeno de la ósmosis o el torrente sanguíneo. Estos procesos
no se lograrían con otro disolvente porque podrían ser reactivos con
las sales o agresivos al organismo o disolventes deficientes, o
inestables, etcétera. Solo el agua es capaz de hacer estos
importantes procesos.
Considerando la vida marina, hay que reflexionar en los mares de los polos ártico y antártico cuyas
temperaturas frías llegan a estar tan bajas como - 40oC (40 grados abajo de 0oC) temperaturas a las cuales
un pez o planta marinos se congelan, pero en los polos no es el caso porque los iceberg o montañas de hielo
que se forman a estas bajas temperaturas flotan y el fondo marino de los polos sigue conteniendo agua
líquida entre 2 y 4 oC. Esta propiedad que hace posible la vida marina en los polos, también protege de un
enfriamiento gradual de todos los mares y del planeta. Además, por si lo anterior fuera poco, el agua es una
de las sustancias con mayor capacidad calorífica y esta propiedad hace que los cambios bruscos de
temperatura del planeta al cambiar del día a la noche y de la noche al día no sean bruscos. Esto se observa
cuando estamos en la playa, en las mañanas la arena y el aire son fríos y el agua del mar es tibia y al medio
día cuando el aire está a 40 oC, el agua del mar es fresca.
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Podríamos revisar más y más propiedades del agua que son favorables para la vida
animal y vegetal pero podríamos perder el objetivo de este manual de la calidad del
agua. Por lo tanto, pasemos a tratar de explicarnos ¿cómo es posible tantas
características del agua favorables para la los seres vivos?
¿Por qué el agua es tan especial?
Primero es necesario aclarar que esas bondades del agua son únicas de este
compuesto y que por las características que presenta el agua, para el criterio de los
físicos y químicos, el agua tiene un comportamiento irregular o anormal comparado con moléculas
similares como el ácido sulfhídrico H2S o el amoniaco NH3 que se pueden considerar moléculas hermanas
del H2O pero con un comportamiento fisicoquímico regular. Algunas de las anomalías que presenta el agua
son las siguientes: a) A temperatura ambiente (20 oC) el H2O debería estar en estado gaseoso como: NH3,
H2S; b) el agua hierve a 100 oC y esta temperatura se considera alta para una molécula pequeña y de masa
molecular reducida; c) El hielo flota en el agua mientras que todos los
sólidos son más densos en estado sólido que en estado líquido; d) El
agua al estado líquido, presenta alta tensión superficial en comparación
con líquidos como el etanol o la acetona y, hay más diferencias pero
baste con estas para considerar el compuesto H2O como anormal, para
pasar a encontrar sus causas.
¿Tiene algo especial la molécula del agua? Esta molécula está formada
por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno, pero analicemos más
acerca de esta molécula.
La unión O – H . El oxígeno como los elementos del grupo 6ª no son estables y por esto, comparten dos
electrones para formar dos enlaces covalentes, en este caso con dos átomos de hidrógeno. El oxígeno, tiene
la configuración electrónica 1s2 2s2 2p4 lo que nos indica que el átomo de oxígeno requiere de dos
electrones para adquirir una configuración estable como la del gas Neón 1s2 2s2 2p6 como se muestra en la
figura.
El enlace sigma2 o enlace covalente simple del O – H se forma cuando los orbitales se superponen por sus
extremos, concentrando los electrones en un orbital de enlace entre los dos átomos (Un orbital de enlace es
una región localizada donde es más probable hallar los electrones de enlace) En la figura se presentan los
enlaces sigma de la molécula del agua (H2O).
2
Dingrando et al, pp. 245 Química Materia y Cambio, Ed. Mac Graw Hill, Colombia (2002)
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Polaridad e la molécula de agua. Usando la tabla de Linus Pauling, de valores de electronegatividad de los
elementos, encontramos el oxígeno con un valor de electronegatividad de 3.44 y el hidrógeno con 2.20 , la
diferencia de estas electronegatividades es de 1.24 . Esta diferencia ya corresponde a las moléculas polares.
La geometría de la molécula del agua, como se aprecia en la figura
siguiente, el agua, formada por tres átomos, dos de hidrógeno (el elemento
más ligero) y uno de oxígeno, dispuestos en un ángulo de 105 grados, con el
oxígeno en el vértice; el ángulo no varía, sea la molécula en estado sólido,
en líquido o en gas. El resultado es que el ángulo referido de 105 grados le
da a la molécula completa su máxima estabilidad.
La distancia entre el átomo de oxígeno y uno de los de hidrógeno es de 0.96
Angstrom (1 Angstrom es igual a un cienmillonésimo de un centímetro). La
forma de la molécula del agua es angular y asimétrica porque hay dos pares
de electrones libres en el átomo central de oxígeno. Debido a que los enlaces H – O no son simétricos en
una molécula de agua, esta molécula tiene un extremo positivo definido y un extremo definido negativo y
por tanto es polar. Por esto, el agua es una molécula con afinidad con sustancias polares y, además con
sustancias de unión iónica. Esto indica que puede actuar como
disolvente de todo este tipo de sustancias, razón por la cual se le llegó
a designar (exageradamente) DISOLVENTE UNIVERSAL.
Las interacciones entre las moléculas de agua. Indica Guerrero3 L. M.,
que en la molécula del agua, los electrones forman una nube
alrededor de los tres núcleos, uniéndolos, pero los dos núcleos de
hidrógeno se repelen. La nube electrónica, por su parte, adquiere la
forma que puede imaginarse contenida dentro de un cubo, con el
oxigeno en el centro, los hidrógenos en los vértices opuestos de una
cara y unas protuberancias que se proyectan en la cara opuesta que son las nubes electrónicas. Estas nubes
atraen a los átomos de hidrógeno de la otra molécula de agua y dan lugar a lo que se conoce como un
puente de hidrógeno o ligadura de hidrógeno.
El estudio de las propiedades fisicoquímicas es importante porque
esclarece mucho de los misterios sobre el comportamiento de esta nada
común sustancia. La investigación sobre la naturaleza molecular ha
mostrado que una de las principales claves, quizá la más importante, es el
puente de hidrógeno (ligadura de hidrógeno).
3
Guerrero M., El agua, p. 31, Ed. Fondo de Cultura Económica, México (2009)
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No es el agua la única molécula que tiene ligaduras de hidrógeno, el amoniaco, el ácido fluorhídrico y los
alcoholes también la tienen. Lo que parece ser único en la estructuran del agua es que las moléculas
fácilmente se aglomeran en redes tridimensionales, con muchos huecos, cuya geometría depende del
ángulo que forman los tres átomos componentes. Esto le confiere a las moléculas del agua gran cohesión.
Esta estructura, por cierto, se mantiene en
las fases líquida y sólida. Para un físico, tal
información es muy importante pues puede
relacionarla con las propiedades que
observamos del agua. Por ejemplo, si en vez
de estar los átomos dispuestos en un
ángulo de 105 grados estuvieran alineados,
el agua no sería tan buen disolvente como
en realidad lo es, y si así fuera, entre otra cosas no podría acarrear los nutrientes en el interior de los seres
vivos (plantas o animales).
Al congelarse, las moléculas del agua forman rápidamente estructuras ordenadas. Bajo la presión
atmosférica ordinaria, cuatro moléculas se asocian en la forma de un tetraedro, las que a su vez conforman
una estructura de anillos hexagonales.
Este arreglo, por cierto es una estructura muy poco compacta (con muchos huecos) es por ello que el agua
sólida es menos densa que el agua líquida y por eso el hielo flota en el agua líquida.
Esta peculiar estructura (con puentes de hidrógeno) tan fofa rige la variación que tiene la densidad del agua.
Como en cualquier sustancia, la densidad cambia con la temperatura, pero de una manera singular: a 4 oC
muy cerca del punto de congelación, la densidad del agua alcanza su máximo valor. Esto no se observa en
ningún otro líquido común, ni tampoco en los sólidos comunes. Sucede solo en sustancias de estructura
elástica semejantes a polímeros como el hule.
Por esta misma razón, las masas de agua se congelan
de la superficie hacia abajo. No debemos pasar esta
observación sin reflexionar un poco sobre ella. Si el
agua no fuese así, los océanos se congelarían en las
zonas frías del fondo hacia arriba y tal vez ya no
hubiera vida en el planeta como la concebimos ahora.
Moléculas de agua que se agrupan entre
sí a través de interacciones o puentes de
hidrógeno. Imagen de Asturnatura.com
La capacidad disolvente del agua4. Los líquidos
4
Guerrero M., El agua, p. 43, Ed. Fondo de Cultura Económica, México (2009)
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pueden aceptar ciertas cantidades de gases y sólidos en su seno: esto se conoce como disolución: No todo
sólido o gas puede incorporarse a un líquido, ni en cualquier cantidad. Al límite de concentración de un
soluto (la sustancia que se agrega) en un solvente (la que recibe) se le llama solubilidad. Esta propiedad
puede modificarse por la temperatura y por la presión.
La propiedad de disolución se conoce desde la antigüedad. Los alquimistas buscaron una sustancia que
disolviese todas las demás. Esta sustancia no existe, pero lo más cercano a ella es el agua. Además, el agua
es extremadamente corrosiva, una de las más corrosivas y no obstante es fisiológicamente inocua.
Sustancias gaseosas se disuelven en los líquidos en distintas cantidades. Por ejemplo, el agua disuelve
inmensas cantidades de ácido sulfhídrico y bióxido de carbono. El amoniaco es también muy aceptado (100
g en medio vaso de agua) aun que el oxígeno y el nitrógeno se disuelven con mucho menos facilidad (0.07 y
0.03 g / Litro respectivamente), ello es muy importante para la vida acuática, pues aun que hay un
centésimo de gramo de aire por litro, este es suficiente para los peces.
El agua, dentro de sus particularidades, parece haber sido pensada como el líquido de la vida: disuelve los
nutrientes que necesitan los seres vivos (mejor que cualquier otro liquido) , regula la temperatura del medio
ambiente como del interior de los organismos, favorece el crecimiento y da cuerpo a las estructuras vivas:
La turgencia de las plantas se debe a su contenido de agua. Es el elemento más
común y, sin embargo no siempre se encuentra en el sitio requerido y con la
pureza adecuada
¿El agua del planeta se descompone y se acabará?
El agua es un compuesto estable, lo podemos ver cuando calentamos unos
pedazos de hielo en un sistema controlado como un destilador, el hielo primero se funde y el líquido
aumentará su temperatura hasta ebullición y el vapor enviado al condensador se convertirá en gotas de
agua por el proceso de condensación, Esto nos muestra la gran estabilidad de la molécula de agua a los
procesos de calentamiento y enfriamiento. Un proceso parecido a la destilación, en la naturaleza es el ciclo
del agua que observamos constantemente a nuestro alrededor., -Debemos aclarar que otras formas de
energía si logran la descomposición de ésta molécula- pero, al menos la
energía calorífica que recibimos del sol y que mantiene al planeta el rango de
temperaturas de -20 a +80oC, que es el rango en el cual se desarrolla la vida
de nuestro planeta, el agua es estable y podemos decir que en general, la
cantidad de agua que existe en el planeta se mantiene aproximadamente
constante y solo cambia de estado físico.
Esta estabilidad del agua es una ventaja para los seres vivos porque nos
garantiza supervivencia en el planeta pero, existe el riesgo de la
contaminación del agua que por este momento lo remarcamos para tratarlo más adelante.
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Disociación de la molécula de agua. Ya comentamos que el agua es estable y su descomposición es
mínima pero es necesario aclarar que el agua como todo compuesto formado por dos o más elementos
obedece a una reacción como ecuación de la figura donde se muestran dos flechas de reacción en
sentido opuesto. Esto, se interpreta que toda las reacción de formación de un compuesto siempre habrá
una reacción de descomposición de ese mismo compuesto y de acuerdo a la estabilidad del compuesto
que se forma habrá mayor o menor % porcentaje de materia en uno u otro lado de la reacción. Bueno
pues el caso del agua esta proporción no es 50% con 50%, ni tampoco es 80 / 20, en el caso del agua se
presenta una proporción de 99.999,999,999,999,99 % como molécula H2O y un 0.000,000,000,000,01 %
como iones H+ y OH- esto quiere decir que casi toda el agua contenida en un vaso o en un lago está
como Molécula y muy pocas como iones.
Esta observación la tomaremos para reforzar el aspecto de la
estabilidad del agua y dejaremos el tema de ionización del
agua para la unidad de pH de agua, de gran importancia para la
vida animal y vegetal.
Fig. Ecuación que representa la
reacción química de disociación
del agua. Esta reacción tiene
flechas en sentidos contrarios.
Esto indica que la reacción se
realiza los dos sentidos.
Como conclusión, podemos resumir aspectos importantes del
agua como los siguiente: El agua es una molécula polar y esto
le da la capacidad de disolución de sustancias polares y iónicas
importantes para la vida porque es una forma de transporte de nutrientes y sustancias necesarias a los
organismos vivos, pero también, las concentraciones excesivas de estas sustancias afectan el equilibrio
de los organismos o los sistemas naturales. Los puentes de hidrógeno en el H2O le dan propiedades
especiales y necesarias para la vida animal y vegetal, acuática y terrestre y favorecen su estabilidad como
molécula H2O que nos servirá para diseñar sistemas de descontaminación de esta importante molécula.
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El agua y sus diferentes usos5: Diferentes
calidades
Nuestro ambiente y nuestra vida dependen de un recurso muy conocido, el AGUA. Esta interesante
sustancia química que tiene propiedades muy peculiares, como ya se vio, una de las cuales es su gran poder
de disolver, por lo que se le ha llamado “el disolvente universal”, lo que hace casi nunca encontremos agua
“pura”. El agua, en contacto con la superficie de la Tierra al atravesar sus estratos, va enriqueciéndose con
las sustancias inorgánicas u orgánicas que encuentra. Favorecen este enriquecimiento los componentes
gaseosos que ha absorbido en la atmósfera o que todavía adquiere en su camino subterráneo. En la
naturaleza, el agua se puede encontrar en distintos lugares y en los tres estados de agregación así por
ejemplo la nieve, el hielo y el granizo, la bruma, las nubes, los arroyos y ríos, el mar, son nada más que agua
en estado sólido, líquido y gaseoso.
Podemos decir que el agua es una disolución porque lleva disuelta una cantidad de sales y gases. Es una
suspensión porque en ella se encuentran suspendidos materiales que pueden sedimentar por reposo. El
agua es una dispersión, porque muchos de sus componentes se encuentran en estado coloidal.
Normalmente el agua se clasifica según su origen y las sustancias que tiene en solución:
Clasificación del agua según su ubicación :
 Agua superficial
 Agua de río
 Agua de pozo
 Agua de lagos y lagunas
 Agua de mar
 Agua de lluvia
 Agua destilada
 Agua purificada
Cada una de ellas tiene en forma disuelta, suspendida o coloidal, diversas sales minerales y gases en
cantidades variables dependiendo de donde procedan.
5
www.monografias.com/problematica del agua/shtml
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El agua se clasifica también según el uso que se le vaya a dar:



Agua de uso doméstico
Agua para limpieza y lavado
Agua para uso industrial :
Para generadores de vapor de alta y baja presión
b) Para enfriamiento
a)


Agua para análisis químicos
Agua para aplicaciones biológicas (libre de pirógenos)
El agua tal como existe, pocas veces se puede usar en su forma natural.
Se requiere conocer sus características físicas, químicas y la naturaleza y cantidad de las sustancias disueltas
o suspendidas que contengan, para acondicionar un agua particular al uso deseado.
EL AGUA EN ALGUNAS INDUSTRIAS ALIMENTARIAS (ALIMENTICIO ES LO QUE NUTRE)
Industria del azúcar: El azúcar es la fuente más inocua de energía para el ser humano y muchas otras
especies. Proviene de las plantas como la caña de azúcar o la remolacha blanca. Las aguas que contienen
altas concentraciones de sulfatos o carbonatos y especialmente nitratos, dificultan la cristalización del
azúcar. Ésta con el tiempo se hace delicuescente. Las aguas que contienen una concentración microbiana
relativamente alta hacen que el azúcar se descomponga con facilidad durante el almacenaje.
Panaderías: Se requiere agua potable y con el mínimo de materia orgánica que pueda afectar la acción de la
levadura, Saccharomyces cerevisiae, en condiciones aerobias (presencia de oxígeno molecular) ya que ella
requiere a una parte del azúcar para sobrevivir y reproducirse, la glucosa, formando dióxido de carbono que
es el agente leudante capaz de “inflar” el pan haciéndolo más blando.
Industria del alcohol etílico: Louis Pasteur descubrió la fermentación, una reacción bioquímica en la que un
organismo, la levadura conocida como Saccharomyces cerevisiae, toma la glucosa en un ambiente sin
oxígeno molecular (anaerobio) y la transforma en alcohol etílico y dióxido de carbono. Las aguas que se
emplean deben ser puras y frescas con pocos microorganismos que puedan competir desventajosamente
con la levadura afectando la fermentación: Los constituyentes minerales no aparecen en el producto debido
a que se trata de un destilado.
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Industria de la cerveza: El agua destinada a esta industria requiere determinados parámetros biológicos y
químicos. No debe contener mucho hierro porque colorea la malta y da a la cerveza un sabor desagradable.
Para remojar la cebada no hay demasiada exigencia. Solamente debe estar libre de materia orgánica, de
nitratos y de amoníaco.
Por lo anterior, el agua para elaboración de productos se elige una especificación de concentración de sales.
La mayoría de las industrias de la alimentación utilizan agua como materia prima. Si no la utilizan en la
composición de sus productos, por lo menos la utilizan en el lavado de los recipientes o como alimentación
de las calderas, para lo cual debe reunir determinadas condiciones.
Muestreo para el análisis del control de la
calidad del agua
Toma de muestras de agua (influente, efluente)
La muestra se toma basándose en la Norma Mexicana NMX-AA-003-1980. Tal y como lo indica la
norma citada y según la Tabla 1 se deben etiquetar los frascos contenedores y una vez tomada la
muestra debe colocarse en una hielera con bolsas refrigerantes o hielo para su transporte al
laboratorio, de preferencia a una temperatura entre los 4 y 10ºC, cuidando de no congelar las
muestras. Una vez en el laboratorio, son almacenadas en una cámara de refrigeración en
oscuridad a una temperatura entre 4 y 10ºC.
Tabla 1. Parámetros de interés a medir en las muestras
Parámetro
Cantidad
Envase
Preservación
Tiempo
DBOTotal (mg
200 mL
Plástico o
4°C
Análisis
O2/L)
vidrio
inmediato
DQOTotal (mg
50 mL
Plástico o
pH<2 con
Análisis
O2/L)
vidrio
H2SO4
dentro de los
28 días
SDT (mg/L)
100 mL
Plástico o
4°C
Análisis
vidrio
inmediato
pH
100 mL
Plástico o
4°C
Análisis
vidrio
inmediato
T (°C)
100 mL
Plástico o
4°C
Análisis
vidrio
inmediato
CE (μS/cm)
100 mL
Plástico o
4°C
Análisis
vidrio
inmediato
O2 (mg/L)
100 mL
Plástico o
4°C
Análisis
vidrio
inmediato
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donde DBO es la demanda bioquímica de oxígeno, DQO es la demanda química de oxígeno, SDT
son los sólidos disueltos totales, pH es el potencial de hidrógeno, T es la temperatura, CE es la
conductividad eléctrica, mL es la abreviatura de mililitros y O2 es el oxígeno disuelto
El ejemplo en este caso es un sistema hecho por el hombre simulando los humedales naturales.
Se usa para limpiar o depurar aguas a las que el hombre ha contaminado al lavarse las manos, al
defecar, al realizar prácticas en un laboratorio, etc. Se le conoce como humedal artificial o
construido.
Manejo de las muestras, cadena de custodia, análisis in situ y en el laboratorio
La determinación de los parámetros de interés en el laboratorio se debe realizar siguiendo la
normativa y métodos presentados en la Tabla 2. En esta misma tabla se presentan los parámetros
tomados in situ.
Parámetro
DBOTotal (mg O2/L)
DQOTotal (mg O2/L)
SDT (mg/L)
pH
Tabla 2. Parámetro, normativa y método
NMX
Método
NMX-AA-028-SCFI-2001
Incubación por diluciones, iodométrico
NMX-AA-030-SCFI-2001
Reflujo cerrado
NMX-AA-034-SCFI-2000
Gravimétrico
Potenciométrico (in situ)
T (ºC)
CE (μS/cm)
O2 (mg/L)
NMX- AA-008-SCFI-2000
NMX-AA-007-SCFI-2000
NMX-AA-093-SCFI-2000
NMX-AA-012-SCFI-2001
Termométrico (in situ)
Potenciométrico (in situ )
Oxímetro (in situ)
DBO: demanda bioquímica de oxígeno; DQO: demanda química de oxígeno; SDT: sólidos disueltos totales;
pH: potencial de hidrógeno; T: Temperatura; CE: conductividad eléctrica; mL: mililitros; O2; oxígeno
Evaluación de los datos experimentales
Los resultados obtenidos de los muestreos durante un lapso razonable (mínimo de 4 meses) al
influente y efluente de un sistema en estudio deben presentarse como se muestra en la Tabla 3.
Tabla 3. Parámetros medidos en el influente y efluente de un humedal artificial
Parámetro
Influente
Efluente
Muestra
1
2
3
1
2
3
DQOTotal (mg O2/L)
376
324
173
27.87
33.93
76
SDT (mg/L)
1320
1243
1319
105
115
124.3
pH
8.16
8.78
8.67
6.66
7.72
8.17
T (ºC)
20.5
20.52
20
19.3
19.86
19.83
CE (μS/cm)
2641
2487
2637
2423
2014
2487
O2
0
0
0
1.57
2.14
1.35
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DBO: demanda bioquímica de oxígeno; DQO: demanda química de oxígeno; SDT: sólidos disueltos
totales; pH: potencial de hidrógeno; T: Temperatura; CE: conductividad eléctrica; mL. mililitros; O2;
oxígeno
Para calcular los porcentajes de remoción de contaminantes medidos en el sistema en estudio es
necesario considerar los datos de entrada y los de salida para cada parámetro. La ecuación
empleada es la siguiente:
[ (Variable a la entrada – Variable a la salida) / Variable a la entrada ] 100
=
% reducción variable
En la Tabla 4 se presentan los datos obtenidos del ejemplo citado arriba.
Tabla 4. Porcentaje de remoción del sistema en tres muestreos
Parámetro
% remoción
Muestra
1
2
3
DQOTotal (mg O2/L)
92.58
89.52
56.06
SDT (mg/L)
20.45
7.48
5.76
DBO: demanda bioquímica de oxígeno; DQO: demanda química de oxígeno;
STD: sólidos disueltos totales
Bibliografía
1. Norma Mexicana NMX-AA-003-1980- Muestreo en agua. Diario Oficial de la Federación.
Estados Unidos Mexicanos.
2. Norma Mexicana NMX-AA-007-SCF. Análisis de agua- Determinación de temperatura en aguas
naturales, residuales y residuales tratadas. Diario Oficial de la Federación. Estados Unidos
Mexicanos.
3. Norma Mexicana NMX-AA-008-SCFI-2000. Analisis de agua- Determinación de pH. Diario
Oficial de la Federación. Estados Unidos Mexicanos.
4. Norma Mexicana NMX-AA-028-SCFI-2001. Análisis de agua-Determinación de la demanda
bioquímica de oxígeno en aguas naturales, residuales y residuales tratadas. Diario Oficial de la
Federación. Estados Unidos Mexicanos.
5. Norma Mexicana NMX-AA-030-SCFI-2001. Análisis de agua-Determinación de la demanda
química de oxígeno en aguas naturales, residuales y residuales tratadas. Diario Oficial de la
Federación. Estados Unidos Mexicanos.
6. Norma Mexicana NMX-AA-093-SCFI-2000. Análisis de agua-Determinación de la condutividad
en aguas naturales, residuales y residuales tratadas. Diario Oficial de la Federación. Estados
Unidos Mexicanos.
7. Norma Mexicana NMX-AA-034-SCFI-2000. Análisis de agua-Determinación de sólidos totales
en aguas naturales, residuales y residuales tratadas. Diario Oficial de la Federación. Estados
Unidos Mexicanos.
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IMPORTANCIA DE LAS MEDIDAS DE
SEGURIDAD Y PROTECCIÓN AMBIENTAL EN
EL LABORATORIO Y EN CAMPO
Medidas de seguridad en el laboratorio
Es muy importante entender que, cuando se realizan actividades en un laboratorio o en una planta
prototipo de investigación, es necesario seguir una serie de medidas de seguridad para garantizar
que la salud de los participantes se proteja.
A continuación, en la Tabla 5 se presentan algunas de ellas.
Tabla 5. Medidas de seguridad en un laboratorio o en una planta prototipo de investigación
1.- Es obligatorio el uso de bata y lentes de
seguridad (personal) para proteger la piel y los
ojos de posibles riesgos
2.- Es preciso identificar al inicio la ubicación de la
regadera de emergencia, el botiquín de primeros
auxilios, el sistema lavaojos, el lugar de los
extintores y la ubicación de las salidas de
emergencia del laboratorio o de evacuación en el
caso de la planta prototipo de investigación
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3.- Queda prohibida la visita de personas ajenas a la
práctica que se realiza
4. Queda prohibido fumar e ingerir alimentos y
bebidas dentro del laboratorio o la planta
prototipo de investigación
5.- Para cada experimento a realizar, el alumno
deberá informarse de las medidas de seguridad
pertinentes, asi como sobre el manejo y toxicidad
de
los
reactivos
y
las
recomendaciones
específicas para su manejo y la realización de la
práctica
6.- Considerando que algunas sustancias químicas
son irritantes a la piel y mucosas (ya sea en
estado sólido, líquido y/o gaseoso), debe evitarse
el contacto directo de productos en manos y
cara; así como la inhalación directa de gases.
Para hacer la inhalación es conveniente formar
una ligera corriente de aire con la mano sobre la
boca de los recipientes hacia la nariz
7.- Los remanentes de reactivos utilizados no deben
regresarse a los envases originales, sino que
deben manejarse en recipientes etiquetados para
su disposición controlada o uso subsecuente
- 31 -
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8.- La gran mayoría de los disolventes orgánicos
son volátiles e inflamables. Por ello, al trabajar
con ellos deberá hacerse en lugares ventilados o
bajo la campana y nunca cerca de una flama.
Los
recipientes
que
los
contienen
deben
mantenerse cerrados, en lugares frescos y secos
10. Cuando se manejan muestras que contengan
microorganismos
es
muy
importante
usar
cubrebocas y cubrenariz, así como guantes para
evitar una posible contaminación. Generalmente,
deben investigarse organismos indicadores mas
que patógenos que pudieran causar problemas a
académicos
y
estudiantes.
Dentro
del
os
organismos indicadores están bacterias noespecíficas como coliformes, Escherichia coli y
Pseudomonas aeruginosa, que comúnmente se
encuentran en el aparato digestivo humano y de
animales monogástricos y que si son detectados
pueden sugerir la presencia de drenajes en las
muestras. Los análisis se pueden hacer con
métodos de cultivo, bioquímicos e incluso
ópticos. Si las cantidades encontradas exceden
los niveles pre-establecidos, pueden realizarse
análisis específicos para patógenos por métodos
de cultivo o incluso biología molecular. Ninguno
de estos análisis puede ser realizado por los
estudiantes sin la supervisión de un académico
entrenado responsable en el laboratorio Un
accidente
(por
comunicarse
de
pequeño
que
inmediato
al
sea)
debe
académico
responsable en el laboratorio
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Referencias
1. Norma Oficial Mexicana. NOM-026-STPS-2008. Colores y señales de seguridad e higiene,
e identificación de riesgos por fluidos conducidos en tuberías. Diario Oficial de la
Federación. Estados Unidos Mexicanos.
2. http://fsrio.nal.usda.gov/sanitation-and-quality-standards/microbiologicalstandards-and-guidelines
3. Métodos EPA 1680. Fecal coliforms in biosolids by multiple-tube “fermentation”
(biodegradación). Environmental Protection Agency, Estados Unidos.
4. Métodos EPA 1106.1. Enterococci in water by membrane filtration using membraneEnterococcus-Esculin Iron Agar (mE-EIA). Environmental Protection Agency, Estados
Unidos.
Medidas de seguridad en campo
La actividad de recolección y manejo de las muestras, es uno de los procesos más importantes y
trascendentes en la caracterización de calidad de agua y aguas residuales. El objetivo es
establecer el procedimiento para efectuar de manera segura el muestreo, especialmente de las
aguas residuales siguiendo el procedimiento abajo descrito.
1.
2.
3.
4.
5.
Establecer la información mínima que se debe registrar tanto durante las operaciones en
terreno como en el momento de la recepción de la muestra en el laboratorio
Establecer las condiciones de envase y preservadores en función de los siguientes puntos:
a) Parámetros a determinar y tipo de muestreo específico
b) El material, tipo y volumen de los envases apropiados
c) Método de limpieza de los envases
d) Evitar contaminación cruzada
e) Los métodos de preservación se limitan a control de pH, refrigeración y adición de
compuestos químicos tales como (ácido nítrico y ácido clorhídrico)
Seleccionar los puntos de muestreo, deben corresponder a zonas de fácil acceso
El muestreo se debe efectuar preferentemente en canales o cañerías parcialmente llenas,
en los cuales el liquido escurre con superficie libre
El procedimiento para la recolección de la muestra es el siguiente
a) El muestreo se realiza en donde el agua esté mezclada adecuadamente y sea
homogénea
b) La muestra debe ser tomada en el centro del flujo, donde la velocidad es mayor y la
posibilidad de asentamientos de sólidos es menor
c) Tener cuidado de no tomar muestras cerca de un vertedero o compuesta, porque los
sólidos tienden a acumularse
d) Las muestras se pueden recolectar manualmente o con muestreador automático
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6.
7.
8.
e) Se recomienda un frasco con boca ancha
f) Al tomar la muestra se debe enfrentar el envase contra la corriente para evitar la
contaminación
g) Tomar suficiente volumen de muestra teniendo en consideración los diferentes análisis
a realizar
h) Llenar el envase completamente
i) No enjuagar el envase de la muestra con el agua residual
j) Evitar recolectar sólidos grandes flotantes o suspendidos que excedan un diámetro de
uno o más centímetros
Existen dos tipos básicos de muestras posibles de recolectar:
a) Muestras puntuales: Tomada de una masa de agua de forma aleatoria; son útiles para
determinar la composición del agua residual en un momento determinado
b) Muestras compuestas: Es la mezcla de dos o más muestras en proporciones
conocidas, para determinar la concentración promedio de contaminante en un lapso
dado (24 horas, 1 semana, etc.)
Tiempo de recolección y análisis
a) Este tiempo se debe reducir al mínimo posible, siendo necesario incluso que algunos
análisis sean realizados en el lugar (in situ)
b) El tiempo de envase, se contabiliza para las muestras puntuales, desde el minuto de la
recolección hasta la ejecución del análisis y para las muestras compuestas desde la
obtención de la misma
Identificación y registro de las muestras debe cubrir los siguientes puntos:
a) Para un adecuado control del proceso de muestreo se debe completar un registro
llamado cadena de custodia que contiene:
-Identificación de la muestra
-Método y sistema de muestreo
-Tipo de transporte
-Recepción en el laboratorio
Referencia
NORMA MEXICANA. NMX-AA-003-1980. AGUAS RESIDUALES.-MUESTREO. RESIDUAL
WATERS.- SAMPLING. Diario Oficial de la Federación Estados Unidos Mexicanos.
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1. Introducción al sistema de registro de datos con
sistema de sensores
La adquisición de datos de medición es una parte muy importante de la ciencia. Los meteorólogos
recolectan datos del clima en el tiempo para mantener un registro histórico y ayudar a elaborar pronósticos.
Los químicos miden diferentes características del agua en reposo y en reacción para determinar su grado de
pureza y recomendar sus usos. Los oceanógrafos recolectan datos de la salinidad del agua de mar para
estudiar las tendencias de cambio en los océanos de nuestro planeta Tierra. Mientras que durante los siglos
XIX y XX se tomaron datos de forma manual, la tecnología de registro electrónico de datos está con nosotros
desde hace poco menos de 80 años y, solamente en los últimos 20 años esta tecnología está disponible para
las universidades y en esta década que inicia es que se presenta en las escuelas de nivel Medio superior
para la enseñanza de las ciencias.
Este primer experimento se diseñó para introducir a los estudiantes en los dos modos de adquisición de
datos más comunes que se utilizarán en el análisis de la calidad del agua.
La Parte I lo guiará a través de la recolección de datos en el tiempo y su análisis. Se usará un Sensor de
Temperatura para registrar la temperatura del agua durante 60 segundos a una rapidez de un dato por
segundo.
En la Parte II, tomará datos usando un modo llamado Eventos con Entrada. Este estilo de recolección de
datos le permitirá tomar un dato puntual y luego se le pedirá que introduzca por teclado un valor
correspondiente. En este experimento, el dato recolectado será la temperatura de su mano y el valor que
hay que introducir será el número de integrante de grupo que se le asignó.
OBJETIVOS
En este experimento
 Se familiarizará con el programa para computador o máquina computadora o computadora como se
le conoce en México Logger Pro.
 Usará un computador y un sensor de temperatura para hacer mediciones.
 Analizará el gráfico de datos.
 Usará este gráfico para elaborar conclusiones sobre el experimento.
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 Determinará el tiempo de respuesta de un sensor de temperatura.
MATERIALES

Computadora

Dos vasos de precipitado de 250 mL

interfase Vernier para computador

Agua corriente fría

Logger Pro

Agua corriente caliente

Sensor de Temperatura Vernier

Hielo
PROCEDIMIENTO
Parte I Gráfico en el Tiempo
1. Coloque unos 100 mL de agua corriente en un vaso de precipitado
de 250 mL, agregue dos o tres cubos de hielo.
2. Conecte el Sensor de Temperatura en el Canal 1 de su interfase
Vernier para computador.
3. Coloque el Sensor de Temperatura en el agua fría y revuelva
brevemente. Luego déjelo en la posición que se indica en la Figura
1. Nota: Tenga cuidado que el vaso de precipitado no se vuelque
bajo el efecto del peso del Sensor de Temperatura.
Fig. 1
4. Prepare el computador para la adquisición de datos.
a. Seleccione Abrir del menú Archivo.
b. Abra la carpeta Ciencias de la Tierra con Computadores.
c. Abra el archivo “01ª Intro a los Datos”.
5. Coloque unos 150 mL de agua caliente dentro del segundo vaso de precipitado de 250 mL.
6. Haga clic en
para iniciar la recolección de datos. No agite ni mueva el agua.
7. Cuando hayan transcurrido exactamente 10 segundos, coloque rápidamente el Sensor de Temperatura
en el vaso que contiene el agua caliente y deje que el computador continúe la recolección de datos. No
agite el agua ni mueva el Sensor de Temperatura durante el resto del periodo de recolección de datos.
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8. La adquisición de datos se detendrá automáticamente al cabo de 60 segundos.
9. Retire el Sensor de Temperatura del vaso y séquelo con toalla de papel.
10. Determine el tiempo en el cual se alcanzó la temperatura más alta. Hay varias formas de lograr esto.
Pruébelas todas.
a. Mueva el cursor al punto sobre el gráfico donde aparece la temperatura más alta.
b. Mientras va moviendo el cursor a través del gráfico, observe que hay una lectura en vivo de las
coordenadas x-y en el extremo inferior de la pantalla. Esta lectura de la localización del cursor es la
forma más rápida y fácil de interpretar un gráfico.
c. Haga clic en el botón Examinar,
, en la barra de herramientas. El cursor ahora incluye una línea
vertical. Mientras va moviendo el cursor a través del gráfico, saltará de un punto de dato al próximo.
Los valores de temperatura y tiempo correspondientes a esas posiciones se mostrarán en la caja
Examinar.
d. Use las teclas de flecha izquierda y derecha para recorrer la porción más alta de la curva. ¿Qué
prefiere usted, el mouse o las flechas izquierda y derecha?
e. Encuentre la temperatura más alta. Registre esta temperatura y el tiempo en el cual se alcanzó por
primera vez en su tabla de datos.
f. Cierre la Caja Examinar haciendo clic en la esquina superior izquierda de la caja.
g. Para confirmar el tiempo en el cual se alcanzó la temperatura más alta por primera vez, use las
barras de deslizamiento en la tabla para recorrer dicha tabla y examinar los datos.
11. Practique cambiando la escala del gráfico. En experimentos futuros puede necesitar cambiar la escala
de cualquiera de los ejes del gráfico. Hay varias formas de hacer esto.
a. Para cambiar la escala del eje de temperatura al intervalo 0 a 80°C en lugar de la escala actual, haga
clic sobre la marca “100” en el extremo superior del eje. En la caja de edición que aparece escriba
“80” y presione la tecla ENTER. Observe que el eje completo se reajusta al cambio que ha realizado.
Para cambiar la escala del eje de tiempo al intervalo 0 a 150 segundos en lugar de la escala actual,
haga clic sobre la marca “60” en el extremo derecho del eje. En la caja de edición que aparece
escriba “100” y presione la tecla ENTER.
b. Otra forma de cambiar la escala es hacer clic sobre el botón Auto-escala,
, en la barra de
herramientas. El computador cambiará la escala de forma automática por usted. Hágalo.
12. Imprima copias de su gráfico según instrucciones de su profesor.
Parte II Eventos con Entrada
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13. Prepare el computador para la toma de datos.
a. Seleccione Abrir del menú Archivo.
b. Abra la carpeta Ciencias de la Tierra con Computadores.
14. Numere a los miembros de su grupo por edad comenzando con el uno por el más viejo. Registre los
nombres en tu tabla de datos. Añada más líneas si fuera necesario.
15. Haga clic en
para iniciar la toma de datos.
16. Mida la temperatura de la mano de cada integrante de su grupo.
a. El miembro número uno del grupo debe sujetar el
Sensor de Temperatura con su punta apoyada sobre
la palma de su mano, como se muestra en la
Figura 2.
b. Observe la lectura en vivo de la temperatura en la
ventana Medidor. Cuando la temperatura deje de
aumentar, haga clic en
.
c. Se le pedirá que introduzca un número. Escriba “1”
como el número de miembro de grupo y presione la
tecla ENTER. La temperatura y el número de
Figura 2
miembro de grupo se guardarán en la tabla de datos.
17. Enfríe el Sensor de Temperatura colocándolo en el agua fría que usó en la Parte I. Revise la temperatura
en el medidor y retire el sensor cuando su temperatura alcance 25°C.
18. Pase el Sensor de Temperatura al próximo miembro del grupo.
19. Repita los Pasos 16–18 hasta que cada miembro del grupo haya registrado la temperatura de su mano.
20. Haga clic en
para finalizar la adquisición de datos.
21. Determine la temperatura de la mano de cada persona usando uno de los métodos descritos en el Paso
10. Registre estos resultados en su tabla de datos.
22. Imprima copias del gráfico según instrucciones de su profesor.
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DATOS
Parte I Gráfico en el Tiempo
Temperatura
máxima
(°C)
Tiempo
transcurrido
(s)
Parte II Eventos con Entrada
Número
Miembro
de Grupo
Nombre Miembro de Grupo
Temperatura máxima
(°C)
1
2
3
4
5
6
Promedio de Grupo
PROCESANDO LOS DATOS
Parte I Gráfico en el Tiempo
1. Describa la apariencia de su gráfico de la Parte I.
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2. ¿Por qué se coloca el tiempo en el eje horizontal en este experimento?
3. ¿Por qué se coloca la temperatura en el eje vertical?
4. Determine la respuesta en tiempo del Sensor de Temperatura. Para hacerlo, use sus datos para
encontrar cuánto demoró el sensor en alcanzar la temperatura máxima después de cambiarlo del agua
fría al agua caliente
5. Explique cómo procedió para responder la Pregunta 4.
Parte II Eventos con Entrada
6. Calcule el promedio de la temperatura de la palma de la mano de su grupo. Registre el resultado en la
tabla de datos.
7. ¿Quién tenía la mano más caliente?
8. ¿Quién tenía la mano más fría?
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2. Determinación de la temperatura de cuerpos de
agua
Contesta en tres minutos las siguientes preguntas
1) ¿Es lo mismo calor que temperatura?
2) ¿Cuándo calentamos el agua a más de 1000C en un vaso de precipitados, ¿Qué pasa con la
molécula de H2O?
3) ¿Cómo influyen los cambios de temperatura del agua de los ríos?
4) ¿Cómo pueden modificar la temperatura del agua de un río algunas industrias?
5) ¿Cómo influye la temperatura en la solubilidad del oxígeno en el agua?
INTRODUCCIÓN
La temperatura de un depósito natural de agua ejerce una
influencia en sus propiedades en general. Cuando la temperatura
del agua se encuentra fuera del intervalo “normal” típico de una
corriente o río, puede causar daños a los organismos acuáticos
que viven en ese medio. Debido a ello es que se debe medir el
cambio de temperatura del agua a través de una sección de la
corriente y no en un punto específico dentro de ella. Si la
temperatura del agua cambia aunque solo sea en unos pocos
grados a lo largo de 1,6 kilómetros de longitud de la corriente,
esto es un indicador de una fuente de contaminación térmica.
Factores que afectan la temperatura
del agua
 Temperatura del aire
 Cantidad de sombra
 Erosión del suelo incrementando
la turbidez
 Contaminación térmica de las
actividades humanas
 Confluencia de corrientes
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e x p o s u re to
s u n lig h t
e x p o s u re to
s u n lig h t
Low
M e d iu m
Low
H ig h
La contaminación térmica causada por las actividades humanas es un factor que puede afectar la
temperatura del agua. Muchas industrias utilizan el agua de los ríos en sus procesos. El agua recibe un
tratamiento antes de retornar al río, pero eso
provoca que esté más caliente que antes. El agua
Intervalos óptimos de temperatura
procedente de los lotes de estacionamiento y de
sus techos, al entrar en una corriente está más
caliente que la propia corriente y por tanto
Organismo
Intervalo Temperatura (°C)
aumentará su temperatura total.
Trucha
Carpa
Lobina de boca
pequeña
5 – 20
10 – 25
5 – 28
Mosquito
Larvas de tricópteros
10
10 –– 25
25
Larvas de
10 – 25
efemeróptero o mosca
Siluro
20 – 25
de mayo
Larvas de plecóptero
10 – 25
Corixidae o insecto de
bote
10 – 25
La sombra es un factor muy importante en la salud
de una corriente debido a la influencia cálida de la
luz directa del Sol. Algunas actividades humanas
conducen a la eliminación de los árboles del área,
disminuyendo la cantidad de sombra y aumentando
la irradiación directa del Sol sobre el agua, lo que
produce un aumento de su temperatura.
Otro factor que puede influir en la temperatura del
agua es la temperatura del aire sobre el agua. La
importancia de su influencia tiene mucho que ver
con la profundidad del agua. Una corriente baja es
más susceptible a cambiar su temperatura que un
río profundo.
Mientras muchos factores contribuyen al calentamiento de las aguas superficiales, unos pocos provocan su
enfriamiento. Una posible forma de enfriamiento del agua se debe a las bajas temperaturas del aire. Una
segunda forma de enfriamiento de un lago o río se debe al aporte de las aguas frías de un río tributario.
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Un aspecto importante de la temperatura del agua es su efecto sobre la solubilidad de los gases como el
oxígeno. Mayor cantidad de gas se puede disolver en agua fría que en agua caliente. Animales como el
salmón, que requieren un alto nivel de oxígeno disuelto solo pueden sobrevivir en aguas frías.
Elevadas temperaturas del agua pueden causar
también un aumento de la rapidez de fotosíntesis de
plantas y algas acuáticas. Esto puede conducir a un
aumento del crecimiento de las plantas y la floración
de las algas, lo que puede ser muy peligroso para el
ecosistema local.
Efectos de la temperatura del agua
 Solubilidad del oxígeno disuelto
 Rapidez de crecimiento de las plantas
 Rapidez metabólica de los organismos
 Resistencia de los organismos
Un cambio en la temperatura del agua puede afectar la
salud general de los organismos acuáticos, por lo que cambia la calidad de las corrientes de agua. En la
Tabla 1 se muestran los intervalos óptimos de temperatura de algunos organismos acuáticos seleccionados.
Cuando la temperatura del agua se pone demasiado fría o demasiado caliente, los organismos se estresan,
con lo que disminuye su resistencia a los contaminantes, las enfermedades y los parásitos.
Niveles esperados
La temperatura del agua puede variar desde 0C en el invierno hasta sobre los 30C en el verano.
Aguas más frías en una corriente se consideran como más saludables que aguas más calientes,
aunque no hay un estándar definitivo al respecto. Los problemas ocurren generalmente cuando se
aprecian cambios en la temperatura del agua a lo largo de una corriente en un mismo día. Algunos
datos de muestra se listan en la Tabla 1.
Tabla 1. Temperaturas del agua de ríos seleccionados
Estación
Temperatura
(°C)
Estación
Temperatura
(°C)
Río Hudson, Poughkeepsie, NY
Invierno
5
25
Río Missouri, Garrison Dam, ND
Invierno
3
Verano
Verano
21
Lugar
14
Río Grande, El Paso, TX
Invierno
16
Verano
Río Mississippi, Memphis, TN
Invierno
7
Verano
29
9
Verano
22
Río Willamette, Portland, OR
Invierno
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Resumen del método
Usará un sensor de temperatura Vernier para medir la temperatura del agua en un lugar y en un segundo
lugar corriente arriba (el estándar es de 1,6 km corriente arriba, pero se puede utilizar una distancia más
corta). Como la temperatura del agua puede fluctuar mucho de una región a otra y de una estación a otra,
(ver la Tabla 2), se mide la diferencia de temperatura a lo largo de una longitud de una corriente o río en
particular en un solo día.
Temperatura
Lista de materiales

Computadora

Sensor de Temperatura Vernier

interfase Vernier para computador

taza pequeña de plástico

Logger Pro
Recolección y almacenamiento de muestras
1. La temperatura del agua se debe medir en el lugar, ya sea colocando el sensor directamente en la
corriente o tomando una muestra de agua para medir inmediatamente su temperatura.
2. Si fuera necesario tomar una muestra de agua para medir su temperatura en el lugar, es importante
obtener la muestra de agua por debajo de la superficie y lo más lejos posible de la orilla mientras sea
seguro. Si las zonas adecuadas de la corriente son inaccesibles, se pueden construir colectores de
muestras consistentes en una barra larga y un contenedor.
PROCEDIMIENTO DE ANÁLISIS
1. Coloque la computadora en un lugar seguro lejos del agua. Manténgala lejos del agua todo el tiempo.
2. Conecte el sensor de temperatura en el Ch 1 de la interfase Vernier.
3. Prepare la computadora para la recolección de datos. Abra “01 Temperatura” de la carpeta de
experimento Calidad de agua con Computadores del Logger Pro.
4. Ya está listo para tomar datos de temperatura.
a. Coloque la punta del sensor dentro del agua de la corriente en el Sitio 1, o dentro de una taza con la
muestra de agua acabada de tomar de la corriente. Sumerja la punta del sensor hasta una
profundidad de unos 6 cm.
b. Observe la temperatura en el medidor durante 30 segundos.
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c. Si la temperatura permanece estable, registre su valor en la hoja de datos y cálculos y continúe con
el paso 6.
5. Si el valor de temperatura que se muestra en el medidor está fluctuando, determine el valor medio (o el
promedio) de la temperatura. Para esto:
a. Haga clic en el botón
para dar inicio a una medición de 10 segundos. Importante: Mantenga la
punta del sensor sumergida todo el tiempo que dura la medición.
b. Cuando la medición termina, haga clic en el botón Estadísticas
estadísticas en el gráfico.
, para que aparezca la caja de
c. Registre la temperatura media en la hoja de datos y cálculos.
6. Retorne al paso 4 para hacer una segunda lectura en el Sitio 1.
7. Repita los pasos 1-6 en el Sitio 2, a una distancia corriente arriba de 1.6 km del Sitio 1.
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DATOS Y CÁLCULOS
Temperatura
Corriente o lago: ____________________________
Fecha: ________________________________
Sitio 1, Nombre: ____________________________
Hora (Sitio 1): __________________________
Sitio 1, número: ____________________________
Hora (Sitio 2): __________________________
Sitio 2, nombre: ____________________________
Nombre del estudiante: __________________
Sitio 2, número: ____________________________
Nombre del estudiante: __________________
Distancia entre los sitios: _____________________
Nombre del estudiante: __________________
Columna
A
B
C
Sitio
Temperat
ura 1 (°C)
Temperatur
a 2 (°C)
Promedio
de la
temperatur
a
(°C)
D
Cambio de la
Temperatura
(°C)
1
2
Columna de Procedimiento:
A. Registre la primera lectura de temperatura del agua en cada sitio.
B. Registre la segunda lectura de temperatura del agua en cada sitio.
C. Promedio de la temperatura del agua en cada sitio = (A + B) / 2
D. Cambio de temperatura = Promedio de T Sitio 1 – Promedio de T Sitio 2
Observaciones de campo (por ejemplo, clima, geografía, vegetación a lo largo de la corriente)
Análisis hecho: ________________ Fecha: ______
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3. Determinación de la turbidez de cuerpos de agua
Contesta en cinco minutos las siguientes preguntas
1) ¿Qué tipo de sustancia puede enturbiar el agua?
2) ¿Es polar o no polar la molécula del agua?
3) ¿Qué unidad se aplica para medir la turbidez del agua?
4) ¿Qué es el limo?
5) ¿La turbidez causa algún problema a las algas?
INTRODUCCIÓN
La turbidez es una medida de la falta de transparencia
del agua. El agua con elevada turbidez es opaca, mientras
que el agua con baja turbidez es clara. La opacidad está
producida por el reflejo de la luz en las partículas
suspendidas en el agua; por lo tanto, mientras más
partículas haya en el agua, mayor es la turbidez.
Muchos factores pueden contribuir a la turbidez del
agua. Un incremento del flujo de la corriente debido a
fuertes lluvias o una disminución en el banco de
vegetación de la corriente pueden ser las causas de la
Fuentes de Turbidez
 Erosión del suelo
- arcilla
- limo
 Residuos urbanos
- suciedad de carreteras
- tejados
- estacionamientos de vehículos
 Desperdicios Industriales
- efluentes de tratamiento de aguas residuales
 Abundancia de organismos de profundidad
- remueven y elevan sedimentos
 Orgánicos
- microorganismos
- plantas y animales en descomposición
- gasolina o aceite de los caminos
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aceleración de la erosión del suelo. Esto agregará al agua
partículas en suspensión, como arcilla o limo.
Niveles de Turbidez en algunos ríos
Sitio
Los residuos de diverso tipo contienen sólidos suspendidos
que se pueden agregar a la turbidez de una corriente. Los
residuos agrícolas contienen partículas sólidas en
suspensión. Otros tipos de residuos pueden ser
desperdicios industriales, efluentes de las plantas de
tratamiento de agua y residuos urbanos de los
estacionamientos de vehículos, carreteras y techados.
Turbidez
(NTU)
Río Sacramento, Keswick, CA
4
Río Hudson, Poughkeepsie, NY
15
Río Mississippi, Memphis, TN
39
Río Grande, El Paso, TX
80
Río Colorado,
estatal
CO-UT
línea
180
Efectos de la Turbidez
 Reduce la transparencia del agua
Los organismos acuáticos de profundidad, como
el siluro o bagre, pueden contribuir a la turbidez
del agua agitando y elevando los sedimentos
 Disminuye la tasa de fotosíntesis
que yacen en el fondo de una corriente. La
 Aumenta la temperatura del agua
materia orgánica como el plancton o la materia
en descomposición de plantas y animales que está en suspensión en el agua, pueden también incrementar
la turbidez de una corriente.
 Efecto antiestético
La elevada turbidez disminuirá la cantidad de luz solar capaz de penetrar el agua, lo que hace disminuir la
tasa de fotosíntesis. La reducción de la transparencia del agua la hace estéticamente menos agradable.
Aunque esto no es directamente dañino, ciertamente es indeseable para muchos usos del agua.
Cuando el agua está opaca, la luz solar la calentará con mayor eficiencia. Esto ocurre debido a que las
partículas suspendidas en el agua absorben la luz solar, calentando el agua del entorno. Esto puede
conducir a otros problemas asociados con el incremento de la temperatura.
Aunque el agua con alta turbidez puede deteriorar un ecosistema acuático, no es correcto asumir que el
agua transparente y clara es siempre sana. El agua ligeramente turbia puede ser perfectamente sana,
mientras que el agua clara pudiera contener toxinas invisibles o insanos niveles de nutrientes.
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Niveles esperados
La turbidez se mide en Unidades Nefelométricas de Turbidez, NTU. De acuerdo con la USGS de los Estados
Unidos, la turbidez del agua superficial usualmente está entre 1 NTU y 50 NTU. La turbidez es generalmente
más alta que estos valores, especialmente luego de fuertes lluvias cuando los niveles del agua suben. La
turbidez puede ser menos de lo esperado en aguas tranquilas debido a que las partículas suspendidas
pueden sedimentar. En la Tabla 1 se indica la turbidez de algunos ríos. El agua es visiblemente turbia a
niveles por sobre los 5 NTU. El estándar para el agua potable está entre 0.5 NTU y 1.0 NTU.
Resumen del Método
La turbidez se mide usando un Sensor de Turbidez Vernier. Se coloca una cubeta de muestra de agua en el
Sensor de Turbidez y el valor en NTU se lee directamente del computador. Las mediciones se pueden hacer
en el sitio o en el laboratorio en un momento posterior.
TURBIDEZ
Lista de Verificación de Materiales
 Computadora

Estándar de Turbidez (StableCal® Estándar de
Formazina 100 NTU)
 Interfase Vernier para computador

cubeta de Turbidez
 Logger Pro

paño suave
absorbente
 Sensor de Turbidez Vernier

botella para muestras con tapa
libre
de hilachas
o
papel
 Botella con agua destilada
Muestreo y almacenamiento
1. Este Análisis se puede hacer en el laboratorio o en el sitio. Obtenga una muestra en una botella que
tenga tapa para permitir una mezcla enérgica justo antes del Análisis. Se requieren aproximadamente
unos 100 mL de agua.
2. Es importante obtener la muestra de agua de debajo de la superficie del agua y tan lejos como se pueda
de la orilla, mientras sea seguro. Si las zonas adecuadas de la corriente son inalcanzables, se puede
construir una toma muestras con una barra y un contenedor.
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3. evita cualquier actividad en la corriente que pudiera originar movimiento de sedimentos que al
ascender pudieran afectar sus lecturas. Mantén la botella de muestras lejos de tu cuerpo, corriente
arriba.
4. Si no se puede realizar el Análisis en unas pocas horas, coloca la muestra en un recipiente con hielo o en
un refrigerador.
Procedimiento de análisis
1. Coloca el computador en un lugar seguro lejos del agua. Mantén el computador siempre alejado del
agua en todo momento.
2. Conecta el Sensor de Turbidez en el Ch 1 de la interfase Vernier.
3. Prepara el computador para la adquisición de datos abriendo el archivo el LoggerPro.
4. Ahora estás listo para calibrar el Sensor de Turbidez.
Primer punto de calibración
a. Elige Calibrar  CH1: Turbidez (NTU) del menú Experimento y luego haz clic en
.
b. Prepara un blanco lavando la cubeta (frasco) de vidrio de turbidez con agua destilada, luego llenándola
con agua destilada de modo que el fondo del menisco coincida con el borde de la línea blanca. Coloca
la tapa en la cubeta. Seca bien el exterior con un paño suave, libre de hilachas o con papel absorbente.
c. Revisa que la cubeta no tenga burbujas de aire. Si hay burbujas, mueve suavemente el fondo de la
cubeta sobre una superficie dura para que salgan las burbujas.
d. Sujetando la cubeta por la tapa, colócala en el Sensor de Turbidez. Asegúrate que la marca en la cubeta
esté alineada con la marca en el Sensor de Turbidez. Cierra la tapa.
e. Escribe “0” (el valor en NTU) en la caja de edición.
f. Cuando la lectura de voltaje mostrada en Lectura 1 se estabilice, haz clic en
.
g. Retira la cubeta y colócala aparte para usarla en el Paso 5.
Segundo punto de calibración
h. Toma la cubeta que contiene el Estándar de Turbidez (100 NTU) e inviértelo con energía unas cuatro
veces para lograr la mezcla de las partículas que pudieran estar depositadas en el fondo.
Importante: No sacudas el estándar. Al sacudir se pueden crear pequeñas burbujas de aire que
afectarán la turbidez.
i. Seca el exterior con un paño de tela suave libre de hilachas o con papel absorbente.
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j. Sujetando el estándar por la tapa, colócalo en el Sensor de Turbidez. Asegúrate que la marca en la
cubeta esté alineada con la marca en el Sensor de Turbidez. Cierra la tapa.
k. Escribe “100” (el valor en NTU) en la caja de edición.
l. Cuando la lectura de voltaje en Lectura 2 se estabilice, haz clic en
.
y luego haz clic en
5. Ahora estás listo para tomar los datos de turbidez.
a. Invierte con energía la muestra de agua para mezclar las partículas que pudieran estar depositadas
en el fondo. Importante: No sacudas la muestra. Al sacudir se pueden crear pequeñas burbujas de
aire que afectarán la turbidez.
b. Vacía el agua de la cubeta utilizada en el Paso 4.
c. Enjuaga la cubeta con la muestra de agua, luego llénala con la muestra de agua de modo que el
fondo del menisco esté justo sobre la línea blanca. Coloca la tapa en la cubeta. Seca bien el exterior
con un paño de tela suave libre de hilachas o con papel absorbente.
d. Revisa que la cubeta no tenga burbujas de aire. Si hay burbujas de aire, golpea con fuerza el fondo
de la cubeta sobre una superficie dura para que salgan las burbujas.
e. Sujetando la cubeta por la tapa, colócala en el Sensor de Turbidez. Asegúrate que quede en la misma
orientación en el espacio para la cubeta que la que tuvo anteriormente. Cierra la tapa del Sensor de
Turbidez.
f. Observa el valor de turbidez en el medidor digital. Si este valor está estable, regístralo en la hoja de
Datos y Cálculos y continúa con el Paso 7. Nota: Las partículas en el agua se asentarán en el fondo
con el tiempo y mostrarán una lenta disminución en los valores de las lecturas de turbidez. Por ello,
toma tus lecturas rápidamente después de colocar la cubeta en el sensor.
6. Si el valor de turbidez que se muestra en el medidor está fluctuando, determina la media (o promedio)
de la turbidez. Para hacer esto:
a. Haz clic en
para iniciar una medición de 10 segundos.
b. Cuando termine la medición, haz clic en el botón Estadísticas
estadísticas en el gráfico.
, para visualizar la caja de
c. Registra el valor medio de la turbidez en la hoja de Datos y Cálculos.
7. Retorna al Paso 5 para obtener una segunda lectura. Cuando hayas tomado ambas lecturas, lava la
cubeta con agua destilada.
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DATOS Y CÁLCULOS
Turbidez
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
Turbidez
(NTU)
1
2
Promedio
(NTU)
de
Turbidez
Procedimiento de Columna:
A. Registra la turbidez según la lectura en la computadora.
Observaciones de campo (por ejemplo: clima, geografía, vegetación a lo largo de la corriente) ________
____________________________________________________________________________________
Análisis hecho: __________________ Fecha: ________
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4. Determinación del pH del agua
Contesta en cinco minutos las siguientes preguntas
1) ¿Qué es un ácido?
2) ¿Qué significa el término pH?
3) ¿Cuál es el rango de pH de la lluvia ácida?
4) ¿Conoces alguna forma de vida acuática animal o vegetal que se daña con el pH de la lluvia ácida?
5) ¿Cuál es el rango de pH óptimo para la vida de los organismos?
6) Aparte de la lluvia ácida, ¿qué otros contaminantes pueden modificar el pH de un río?
INTRODUCCIÓN
El agua contiene dos tipos de iones, los de hidrógeno H+ y
Factores que afectan el nivel de pH
 Lluvia ácida
los de hidróxido OH . Las concentraciones relativas de estos
 Florecimiento de algas
dos iones determinan el valor del pH6. El agua con un pH de
7 tiene concentraciones iguales de estos dos iones y se
 Nivel de minerales de agua dura
considera como una solución neutra. Si una solución es
 Emanaciones
de
procesos
ácida, la concentración de los iones H+ es mayor que la de industriales
–
los iones OH . En una solución básica, la concentración de
 Ácido carbónico de la respiración o
–
descomposición
iones OH es mayor que la de los iones H+. En una escala de
pH de 0 a 14, un valor de 0 es la más ácida y 14 la más
 Oxidación de sulfuros en sedimentos
básica. Un cambio de pH 7 a pH 8 en un lago o corriente
–
representa un aumento en un factor de diez en la concentración de los iones OH . Las precipitaciones tienen
un valor de pH entre 5 y 6.5. Su a
–
acidez se debe al dióxido de carbono disuelto y a los contaminantes del aire, como dióxido de azufre o los
óxidos de nitrógeno.
6
El valor de pH es igual al logaritmo negativo de la concentración iónica: pH = –log [H+].
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Cuando la lluvia fluye sobre un suelo con minerales de agua dura, su pH aumenta. Los iones de bicarbonato,
–
HCO3 , que resultan de la reacción de los
Tabla 1: Efectos del pH en la vida acuática
depósitos de suelo de tipo caliza con el
pH
Efecto
–
agua, forman iones OH de acuerdo con la
3.0 –
Poco probable que los peces puedan sobrevivir por
ecuación:
3.5
unas pocas horas en este rango, aunque algunas
–
–
HCO3 + H2O  H2CO3 + OH
Como resultado de esto, las corrientes y los
lagos son básicos frecuentemente, con
valores de pH entre 7 y 8, algunas veces tan
alto como 8.5.
La medición del pH de un cuerpo de agua
es muy importante como indicador de
calidad del agua, debido a la sensibilidad de
los organismos acuáticos al pH de su
ambiente. Pequeños cambios en el pH
puede perjudicar a muchas clases de
plantas y animales; por ejemplo, las truchas
y varios tipos de ninfas solo pueden
sobrevivir en aguas entre pH 7 y pH 9. Si el
pH de las aguas en las que viven está fuera
de este intervalo, pueden no sobrevivir o
reproducirse.
El florecimiento de algas también puede
causar cambios en el pH (más básico), así
como los procesos industriales con
emanaciones de bases y ácidos (elevando o
bajando el pH), o la oxidación de sulfuros
en sedimentos (más ácido).
3.5
4.0
4.0
4.5
–
4.5
5.0
–
5.0
5.5
–
5.5
6.0
–
6.0
6.5
–
6.5
8.2
8.2
9.0
–
–
plantas e invertebrados pueden vivir a pH tan
ácido.
pH ácido. Letal para los salmónidos.
Ausentes todos los peces, mayoría de las rana,
insectos.
pH ácido. Ausentes la mayoría de los insectos. La
mayoría de los huevos de peces no incuban.
Las bacterias destructoras mueren. Se acumulan
desperdicios de hojas y deshechos, bloqueando los
nutrientes esenciales e interrumpiendo el ciclo
químico. Desaparece el plancton. Ausentes
caracoles y almejas. Hongos remplazan a bacterias
en el substrato.
Metales (aluminio, plomo) normalmente atrapados
en los sedimentos se liberan (disocian) a las aguas
ácidas en formas tóxicas.
Ausentes los langostinos de agua dulce. Poco
probable que sea directamente dañino para los
peces, a menos que el dióxido de carbono libre sea
alto (más de 100 mg/L)
Óptimo para la mayoría de los organismos.
–
Poco probable que sea directamente nocivo para
los peces, pero hay efectos indirectos a este nivel
debido a cambios químicos en el agua.
9.0 –
10.5
Probablemente nocivo para salmónidos y percas si
está presente por largos periodos.
10.5 –
11
Totalmente letal para salmónidos. Exposición
prolongada es letal para carpas y percas.
11
–
11.5
Totalmente letal para todas las especies de peces.
Para lograr una comprensión completa de la relación entre el pH y la calidad del agua, vas a necesitar hacer
mediciones del pH de una corriente, como se describe en este Análisis y también determinar la alcalinidad,
de la corriente como se describe en el anexo de título Alcalinidad. La alcalinidad es la medición de la
capacidad o habilidad de un cuerpo de agua para neutralizar ácidos en el agua. La lluvia ácida puede tener
un efecto muy pequeño sobre el pH de una corriente o lago si la región es rica en minerales que producen
valores de alta alcalinidad. Altas concentraciones de iones carbonato, bicarbonato e hidróxido de depósitos
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de roca caliza pueden proporcionar una capacidad reguladora natural, capaz de neutralizar la mayoría de los
iones H+ del ácido. Otras regiones pueden tener bajas concentraciones de iones alcalinos que no son
suficientes para reducir el efecto de la lluvia ácida. En el Noreste de los Estados Unidos y el Este de Canadá,
ha disminuido sensiblemente la población de peces en algunos lagos debido a la acidez del agua causada
por la lluvia ácida. Si el agua es muy ácida, los metales pesados pueden disociarse en el agua y acumularse
en las branquias de los peces o causar deformidades que reducen la probabilidad de sobre vivencia. En
algunos casos, los peces más viejos continúan viviendo, pero serán incapaces de reproducirse debido a la
sensibilidad de la porción reproductiva del ciclo de crecimiento.
Niveles esperados
El valor del pH de las corrientes y lagos está usualmente entre pH 7 y 8. Niveles entre 6.5 y 8.5 de pH son
aceptables para la mayoría de los estándares de agua potable. Áreas con altos niveles de dureza de agua
–
(altas concentraciones de Mg2+, Ca2+ y HCO3 ) usualmente presentan aguas con altos valores de pH (entre
7.5 y 8.5).
Resumen de métodos
El método preferido es usar un Sensor de pH para hacer mediciones en el lugar del nivel de pH en una
corriente o lago.
Como alternativa, se toma una muestra de agua de un lago o corriente y se almacena en un recipiente
helado o refrigerador. Al regreso al laboratorio, se deja que las muestras alcancen la temperatura de la
habitación y se mide el pH usando el Sensor de pH.
MEDICIÓN DEL pH
Lista de Verificación de Materiales

computador

frasco de lavado con agua destilada

interfase Vernier para computador

solución reguladora de pH 7 (opcional)

Logger Pro

solución reguladora de pH 10

Sensor de pH Vernier

servilletas o papel absorbente

vaso de precipitado de 250 mL

taza pequeña de plástico
Recolección y almacenamiento de muestras
1. El Análisis se puede realizar in situ o en el laboratorio. Se requiere una muestra de agua de 100 mL.
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2. Es importante obtener la muestra de agua de la parte bajo la superficie del agua y tan lejos como se
pueda de la orilla. Si el área adecuada de una corriente es inalcanzable, se puede construir un recolector
de muestras con una vara y un contenedor. Consulta la página Intro-4 de la Introducción para mayor
detalle.
3. Si la medición no se puede realizar hasta dentro de unas pocas horas, se deben almacenar las muestras
en un recipiente refrigerado o en un refrigerador.
Procedimiento de Análisis
1. Coloca el computador en un lugar seguro lejos del agua. Mantén el computador lejos del agua todo el
tiempo.
2. Conecta Sensor de pH en el Ch 1 de la interfase Vernier.
3. Prepara la recolección de datos abriendo el archivo “02 pH” en la carpeta Calidad de Agua con
Computador del Logger Pro.
4. Ahora está listo para preparar el computador y el Sensor de pH para la calibración.
 Si tu profesor te indica usar la calibración almacenada en el computador, continúa con el Paso 5.
 Si tu profesor te indica que realices una nueva calibración del Sensor de pH, sigue este procedimiento.
Primer punto de calibración
a. Elige Calibrar  CH1: pH del menú Experimento y luego haz clic en
.
b. Retira el sensor de la botella desenroscando la tapa, luego enjuaga el sensor con agua destilada.
c. Coloca la punta del sensor en el reguladora pH-7. Escribe “7” (el valor del pH del reguladora) en la
caja de edición.
Cuando la lectura de voltaje mostrada en Lectura 1 se estabiliza, haz clic en
Segundo punto de calibración
e. Lava el sensor con agua destilada y colócalo en la solución reguladora con pH-10.
f. Escribe “10” (el valor del pH del reguladora) en la caja de edición.
g. Cuando la lectura de voltaje mostrada en Lectura 2 se estabiliza, haz clic en
.
y luego clic en
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5. Ahora estás listo para recolectar datos de pH.
a. Retira el Sensor de pH de la botella de almacenamiento. Lava la
punta del sensor con bastante agua corriente.
b. Coloca la punta del sensor en la corriente del Sitio 1, o en una taza
con la muestra de agua de la corriente. Sumerge la punta del
sensor a una profundidad de 3-4 cm.
c. Si el valor de pH parece estable, simplemente regístralo en la hoja
Datos y Cálculos y sigue con el Paso 7.
6. Si el valor de pH mostrado en el medidor está fluctuando, determina
el valor medio (o el promedio). Para hacer esto:
a. Haz clic en
para iniciar una toma de datos por 10 segundos. Importante: Deja la punta del
sensor sumergida los 10 segundos que dura la toma de datos.
b. Cuando termina la toma de datos, haz clic en el botón Estadísticas
estadísticas en el gráfico.
, para mostrar la caja de
c. Registra el valor medio del pH en la hoja Datos y Cálculos.
7. Retorna al Paso 5 para hacer una segunda lectura.
DATOS Y CÁLCULOS
Medición del pH
Corriente o lago: ____________________________
Hora del día: ___________________________
Nombre del Sitio: ___________________________
Nombre del estudiante: __________________
Número del Sitio: ___________________________
Nombre del estudiante: __________________
Fecha: ____________________________________
__________________________________________
Nombre del estudiante: ______________________
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Columna
A
Lectura
pH (pH unidades)
1
2
Promedio
Procedimiento Columna:
A. Registra el valor de pH que aparece en el computador.
Observaciones de campo (por ejemplo, clima, geografía y vegetación a lo largo de la corriente) __
_______________________________________________________________
Análisis realizado_______________ Fecha:______
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5. Determinación de sólidos totales disueltos en agua
Contesta en diez minutos las siguientes preguntas:
1. ¿El agua destilada y el agua potable conducen la corriente eléctrica?
2. ¿Por qué el agua se contamina tan fácilmente?
3. ¿Cómo se pueden separar del agua los contaminantes insolubles?
4. ¿Qué tipo de unión química hay entre los elementos de los siguientes compuestos: NaCl y
H2O?
5. Menciona tres sustancias solubles en agua. ¿Qué hay de común entre ellas?
6. Menciona tres sustancias insolubles en agua. ¿Qué hay de común entre ellas?
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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
contenidos 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 ).
Fuentes de sólidos totales disueltos
2+
2+
–
 Iones de agua dura:( Ca ) ( Mg ) y ( HCO3 )
+
 Fertilizantes en residuos agrícolas: ( NH4 ) (
NO3–) (
PO43–) y ( SO42–)
+
–
 Residuos urbanos: ( Na ) ( Cl )
 Salinidad de la mezcla por olas, por minerales o
agua de irrigación de retorno: ( Na+) ( K+) ( Cl–)
+
–
2–
2–
 Lluvia ácida: ( H ) ( NO3 ) ( SO3 ) ( SO4 )
Los sólidos totales disueltos, o TDS, se pueden determinar por evaporación en una muestra pre filtrada y
llevada a sequedad para después, determinar la masa del residuo seco por litro de muestra. Un segundo
método considera el uso de un sensor de conductividad eléctrica Vernier para determinar la habilidad, de
las sales disueltas y de sus iones resultantes, de conducir la corriente eléctrica en una muestra no filtrada.
La conductividad se convierte luego a TDS. Cualquiera de estos métodos produce un valor de TDS en
unidades de mg/L.
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.
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Los SDT (TDS en inglés) se usan muchas veces como un sistema analítico 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 eléctrica. 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 Análisis que se describen aquí no te dirán los iones específicos que son los
responsables del aumento o disminución de los TDS. Ellos simplemente dan una indicación general del nivel
de sólidos disueltos en la corriente o lago. Otros tipos de Análisis pueden ayudar a determinar los iones
específicos que contribuyen a los cambios en las lecturas de los TDS inicial.
Hay muchas posibles fuentes de origen humano de iones que pueden contribuir a elevar las lecturas de los
TDS. Los fertilizantes de campo y de césped pueden agregar una gran variedad de iones a una corriente. En
países que reciben nevadas, los 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. 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 de agua potable urbana si han sido altamente cloradas. 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 de agua.
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 los Estados Unidos7 recomienda que el nivel
7
Establecido en 1986 Correcciones a la Ley (Act en inglés) de Agua Potable
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de TDS no supere el valor de 500 mg/L. El agua destilada, en comparación, tendrá usualmente una
conductividad de 0.5 a 1.5 mg/L de TDS.
Sólidos disueltos totales (TDS en inglés) 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 del método
Método 1: TDS Usando un Sensor de Conductividad
Se utiliza un sensor de conductividad eléctrica 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.
Método 2: TDS por Evaporación
Usando este método, las muestras se filtran primero, para eliminar los sólidos en
suspensión. Un volumen medido 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

Computadora

botella de lavado con agua destilada
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
interfase Vernier para computador

papel absorbente

Logger Pro

vaso pequeño de papel o plástico (opcional)

Sensor de conductividad eléctrica
Vernier

Solución estándar de 50 mg/L de TDS (opcional)

Solución estándar de 500 mg/L de TDS
Recolección y almacenamiento de muestras
1. Este análisis 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 una extensión para toma de 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 Análisis
1. Coloca la computadora en un lugar seguro lejos del agua.
Manténla lejos del agua todo el tiempo.
2. Prepara el sensor de conductividad eléctrica para tomar
datos.
a. Conecta el sensor de conductividad en el Ch 1 de la
interfase Vernier.
b. Coloca el selector en la caja del sensor en el rango 02000 µS/cm (2000 µS/cm = 1000 mg/L TDS).
3. Prepara la computadora 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 eléctrica.
 Si tu profesor te indica que uses la calibración almacenada en el archivo de experimento, entonces
sigue con el Paso 5.
- 63 -
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 Si tu profesor te indica que realices una nueva calibración para
el sensor de conductividad eléctrica, 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
(o el promedio). Para hacerlo:
Medidor está fluctuando, determina la media
a. Haz clic en
para iniciar una toma de muestras de 10 segundos. Importante: Deja sumergida la
punta del sensor los 10 segundos que dura la medición.
b. Cuando termines la toma de datos, haz clic en el botón Estadísticas
estadísticas en el gráfico.
, para visualizar la caja de
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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DATOS Y CÁLCULOS
Método 1: TDS Usando un sensor de conductividad eléctrica
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 de la computadora.
Observaciones de campo (por ejemplo, clima, geografía, vegetación a lo largo de la corriente) ________
Análisis concluido: ________________ Fecha: _________
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6. Cloro y salinidad
INTRODUCCIÓN
Cloruros
El cloruro, en forma del ion Cl–, es uno de los principales aniones inorgánicos, o iones negativos, en agua
salada y agua dulce. Se origina en la disociación de sales, tales como el cloruro de sodio o cloruro de calcio,
en agua.
 Na+(aq) + Cl–(aq)
NaCl(s) 
 Ca2+(aq) + 2 Cl–(aq)
CaCl2(s) 
Estas sales y sus iones de cloruro resultante, proceden de minerales naturales, mezclas con agua salada en
estuarios y la contaminación industrial.
Fuentes de iones de cloruro
Hay muchas fuentes posibles de sales provocadas por el
hombre que pueden contribuir a las lecturas de cloruro
elevado. Cloruro de sodio y cloruro de calcio, sal de
carreteras, contribuyen a los niveles de cloruro elevado en
corrientes. Agua potable tratada con cloro y suavizantes de
agua de cloruro de sodio a menudo aumentar los niveles
de cloruro en las aguas residuales de la comunidad.
 Cursos de río con sal que contienen
minerales
 Escurrimiento de carreteras saladas
 Regresado a corrientes de agua de
riego
 Mezcla de agua de mar con agua dulce
 Clorados agua potable
En el agua potable, el sabor salado producido por cloruros
depende de la concentración de los iones de cloruro.
 Suavizantes de agua regeneración
El agua que contiene 250 mg/L de cloruro puede tener un sabor salado detectable si el cloruro provino de
cloruro de sodio. El nivel máximo recomendado de cloruro en el agua potable U.S. es de 250 mg/L.
- 66 -
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Salinidad
La salinidad es el total de sales de todos los iones que no sean carbonatos disueltos en agua. Generalmente
se expresa en partes por mil (1 ppt = 1000 mg / L). A diferencia de la concentración de cloruro (Cl –), se
puede considerar de salinidad como una medida de la concentración total de sal, compuesta en su mayoría
de los iones Na + y Cl–. A pesar de que hay pequeñas cantidades de otros iones en agua de mar (por ejemplo,
K +, Mg2 + o SO42–), los iones de sodio y cloruros representan alrededor del 91% de todos los iones de agua
de mar. La salinidad es una medida importante en agua de mar o en estuarios donde el agua dulce de los
ríos y arroyos de mezclas con agua de mar salado. El nivel de salinidad en el agua de mar es bastante
constante, a unos 35 ppt (35.000 mg/L), mientras que estuarios salobres pueden tener niveles de salinidad
entre 1 y 10 ppt. Dado que la mayoría aniones en agua de mar o agua salobre son iones cloruro, la salinidad
puede determinarse de la concentración de cloruro. Se utiliza la siguiente fórmula:
Salinidad (ppt) = 0.0018066  Cl– (mg/L)
Un electrodo de ion selectivo de cloruro puede utilizarse para determinar la concentración de cloruro, que
se convierte en un valor de salinidad usando la fórmula anterior.
También se puede medir la salinidad en agua dulce. En comparación con agua de mar o agua salobre, agua
dulce tiene niveles mucho más bajos de “iones de sal”, como Na + y Cl–; de hecho, estos iones a menudo son
inferiores en la concentración de iones de agua dura tales calcio (Ca2 +) y bicarbonato (HCO3–). Porque
lecturas de salinidad en agua dulce será significativamente menores que en el agua de mar o agua salobre,
las lecturas a menudo se expresan en mg/L en lugar del ppt (1 ppt = 1000 mg / L).
Se han observado niveles de aumento de la salinidad en el curso inferior de los ríos Colorado y el río
Grande, debido al regreso de agua de riego (véase el cuadro 1). En regiones áridas, el agua se evapora
fácilmente durante el riego, resultando en altas concentraciones de iones de sal en el agua que vuelve a los
ríos. La salinidad es también de interés en cuerpos de agua donde mar mezcla con agua dulce, ya que los
organismos acuáticos tienen diferentes habilidades para sobrevivir y prosperar en los niveles de salinidad
diferentes. Los organismos de agua salados sobreviven en hasta 40 ppt de niveles de salinidad, sin embargo,
muchos organismos de agua dulce no pueden vivir en los niveles de salinidad por encima de 1 ppt.
- 67 -
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Niveles esperados
El agua de mar tiene una concentración de iones de cloruro de unos 19.400 mg/L (una salinidad de 35,0
ppt). Agua salobre en estuarios mareas puede tener niveles de cloruro de entre 500 y 5.000 mg/L (salinidad
de ppt de 1 a 10). Incluso agua dulce arroyos y lagos tienen un nivel de cloruro significativa que puede
oscilar entre 1 y 250 mg/L (salinidad de ppt de 0.001 a 0.5).
Tabla 1: cloruro y salinidad en sitios de seleccionados
Site (fall season)
Chloride
(mg/L)
Salinity
(mg/L)
Salinity
(ppt)
Columbia River, Newport, WA
1.3
2.3
0.0023
Mississippi River, Memphis, TN
14.1
25.5
0.025
Rio Grande River, San Marcial, NM
56
101
0.101
Rio Grande River, Brownsville, TX
220
397
0.397
Colorado River, State Line, CO-UT
67
121
0.121
Colorado River, Andrade, CA
190
343
0.343
Resumen de los métodos
Método 1: Concentración de cloruro y salinidad (ISE)
Un electrodo de ion selectivo de cloruro “Vernier” se utiliza para medir la concentración de iones de cloruro
en el agua (en mg/L) en el sitio o después de regresar al laboratorio. Salinidad puede determinarse
mediante la relación, la salinidad (ppt) = 0.0018066 (Cl– (mg/L).
Método 2: Salinidad uso de una sonda de conductividad (agua de mar o agua salada)
Una sonda de conductividad Vernier se utiliza para medir el valor de la salinidad de las aguas (ppt). Si los
valores de salinidad superan 13 ppt, será necesario la dilución de las muestras, como se describe en el
procedimiento. Este método utiliza la hipótesis de que la mayoría de los iones en la solución es iones de sal
no carbonatos (p. ej., Na +, K + o Cl–) y convierte la conductividad leyendo a un valor de salinidad.
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MÉTODO 1: CONCENTRACIÓN DE CLORURO Y SALINIDAD (ISE)
Lista de materiales

Computadora

Bajo estándar (10 mg/L de Cl–)

Vernier computer interface

Alto estándar (1000 mg/L de Cl–)

Logger Pro

Norma muy alto (20.000 mg/L de Cl–)

Electrodo de ion selectivo de cloruro

Tejidos

lavar la botella con agua destilada

papel pequeño
(opcional)
o
plástico
taza
Preparación de la experimentación
El electrodo selectivo de ion Chloride (ESI-Cl) debe ser empapado en la solución de
cloruro de alto estándar (incluida con el ESI-Cl) durante 30 minutos. Importante:
Asegúrese del electrodo no está apoyada en la parte inferior, y que están inmersos
los contactos de referencia blanco pequeño. Asegúrese de que no las burbujas de
aire están atrapadas debajo el electrodo.
Si la ESI-Cl necesita ser transportados al campo durante el proceso de remojo,
utilice la botella de remojo de ESI-Cl a corto plazo. Retire el tapón de la botella y
llenarla completo de ¾ de alto estándar. Diapositiva del tapón en el ESI-Cl,
insértela en la botella y apriete. Importante: No deje la ESI-Cl en remojo durante
ISE
soaking
más de 24 horas. Almacenamiento a largo plazo debe ser en la botella de
for travel
almacenamiento de información de ESI-Cl a largo plazo.
Recogida y almacenamiento de muestras
1. Esta prueba puede llevarse a cabo en el sitio o en el laboratorio. Una muestra de 100 mL de agua se
requiere.
2. Es importante obtener la muestra de agua de debajo de la superficie del agua y en lugares tan alejados
de la costa como es seguro. Si las áreas adecuadas de la secuencia parecen ser inaccesible,
muestreadores que consta de una varilla y el contenedor pueden construirse para la colección. Consulte
en la página 4 de la introducción de la introducción de este libro para obtener más detalles.
Procedimiento de prueba
1. Coloque el equipo de forma segura lejos del agua. Agua de mantener lejos del equipo en todo
momento.
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2. Preparar el electrodo selectivo de ion cloruro (ESI-Cl) para la recopilación de datos.
a. La ESI-Cl se debe sumergir en el estándar de alta. Asegúrese de que no está apoyada en la parte
inferior del contenedor, y que están inmersos los contactos de referencia blanco pequeño.
b. Enchufe el sensor de ESI-Cl en canal 1 de la interfase Vernier.
3. Preparar el equipo para recolección de datos abriendo el archivo “15 Chloride ESI-Cl “ de la calidad del
agua con la carpeta Vernier de Logger Pro.
4. Ahora está listo para calibrar la ESI-Cl decloro.
Primer punto de calibración
a. Elija calibrar (CH1: ISE de cloruro en el menú de experimento y, a continuación, haga clic en
.
b. Tipo 1000 (la concentración en mg/L Cl–) en el cuadro de edición.
c. Cuando el voltaje mostrado para leer la lectura se estabiliza 1, haga clic en
.
Segundo punto de calibración
d. Si está probando una muestra de agua dulce, coloque la punta del electrodo en el estándar de baja
(10 mg/L de Cl–). Si está probando una muestra de agua salobre o agua de mar, coloque la punta del
electrodo en el muy alto estándar (20.000 mg/L de Cl–). Asegúrese de que el electrodo no está
apoyada en la parte inferior de la botella y que están inmersos los contactos de referencia blanco
pequeño. Asegúrese de que no las burbujas de aire están atrapadas debajo el electrodo.
e. Después brevemente giran la solución, mantenga la SIE todavía y espere unos 30 segundos para la
lectura de voltaje que se muestran en la pantalla del ordenador para estabilizar.
f. Escriba 10 (la concentración de la norma de baja) o “20.000” (la concentración de la norma muy
alto), dependiendo de cuál usaste.
g. Cuando el voltaje mostrado para leer la lectura 2 se estabiliza, haga clic en y, a continuación, haga
.
clic en
5. Ahora está listo para recopilar datos de concentración de cloruro.
a. Enjuague la SIE con agua destilada y suavemente blot lo seco.
b. Coloque el extremo del detector en la secuencia en el sitio 1, o en un recipiente con agua de la
muestra de la secuencia. Asegúrese de que el SIE no está apoyada en la parte inferior y que están
inmersos los contactos de referencia blanco pequeño. Asegúrese de que no están atrapadas
burbujas de aire por debajo de la SIE.
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c. Click
para comenzar la recopilación de datos.
d. Click
para comenzar un muestreo de s 10 ejecutar. Importante: Deja el extremo del
detectorsumergido durante los 10 segundos que se recopilan los datos.
e. Cuando finalice el muestreo ejecutar, detener la recopilación de datos y registrar el valor de
concentración de cloruro de media en la hoja de cálculos & de datos.
6. Volver al paso 5 para obtener una segunda lectura.
7. Determinar el valor de la salinidad de la muestra (en ppt). Utilice esta fórmula para calcular la salinidad,
basada en la concentración de cloruro, Cl–
salinity (ppt) = 0.0018066 X Cl– (mg/L)
Grabar este valor en la tabla de cálculos & de datos (ronda a la más cercana de 0,1 mg/L Cl–).
CÁLCULOS Y DATOS
Método 1: Concentración de cloruro y salinidad (ISE)
Secuencia o lago: ________________________________
hora del día: ________________________________
Nombre del sitio: _______________________________
Nombre del estudiante: _______________________
Número de sitio: ________________________________
Nombre del estudiante: _______________________
Día: ___________________________________________
Nombre del estudiante: _______________________
Columna
A
B
Lectura
Cloruro de (mg/L Cl–)
Salinidad (ppt)
1
2
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Promedio
(Average
en inglés)
Columna de Procedimiento:
A. Registrar el valor de concentración de cloruro (en mg/L Cl–) desde el equipo.
B. Calculate salinity, using the formula:
Salinidad (ppt) = 0.0018066  Cl– (mg/L).
Observaciones de campo (por ejemplo, el clima, la geografía, la vegetación a lo largo de la secuencia)
Observaciones de campo (por ejemplo, el clima, la geografía, la vegetación a lo largo de la secuencia) __
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
Prueba terminada : ________________ Date:
______
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MÉTODO 2: SALINIDAD USANDO UN SENSOR DE CONDUCTIVIDAD
Lista de Materiales

Computadora

lavar la botella con agua destilada

Vernier computer interface

tejidos o toallas de papel

Logger Pro

salinidad de ppt 5 estándar

sensor de conductivdad Vernier

salinidad de ppt 10 estándar

cilindro de 100 mL se graduó

papel pequeño o plástico

botella de 500 mL con tapa
Recolección (recogida) y almacenamiento de muestras
1. Esta prueba puede llevarse a cabo en el sitio o en el laboratorio. Se requiere una muestra de
100 mL de agua.
2. Es importante obtener la muestra de agua por debajo de la superficie del agua y en lugares tan
alejados de la costa como sea seguro. Si las áreas adecuadas de la secuencia parecen ser
inaccesible, el muestreador que consta de una varilla y el contenedor pueden construirse para
la colección. Consulte la introducción de este libro para obtener más detalles.
Procedimiento de prueba
1. Coloque el equipo de forma segura lejos del agua. Agua de mantener lejos del equipo en todo
momento.
2. Prepare el detector de conductividad eléctrica para recopilación de
datos.
a. Enchufe el detector de conductividad eléctrica al canal 1 de la
interfase Vernier.
b. Configure la conputadora en el cuadro de sondeo para el 020000 microsiemens por centímetro (ppt de 0-13 salinidad).
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3. Prepare el equipo para la recopilación de datos mediante la apertura de “15 Conductividad de
Salinidad” de la Calidad del Agua con archivos de experimento Vernier de Logger Pro.
4. Ahora está listo para calibrar el detector de conductividad eléctrica.
 Si el maestro apoya en la calibración que se almacena en el archivo de experimento, vaya al paso 5.
 Si el instructor va a realizar una calibración nueva para el detector de conductividad eléctrica, siga
este procedimiento:
Primer punto de calibración
a. Elija calibrar (CH1: conductividad (ppt) en el menú de experimento y, a continuación, haga clic en
.
b. Realizar el primer punto de calibración colocando el detector de conductividad en la salinidad de ppt
5 estándar. El agujero cerca de la punta del detector debería estar cubierto completamente.
c. Tipo 5 (el valor de salinidad) en el cuadro de edición.
d. Cuando el voltaje mostrado para leer la lectura se estabiliza 1, haga clic en
.
Segundo punto de calibración
e. Colocar el detector de conductividad eléctrica en la solución estándar de salinidad de ppt 10. El
agujero cerca de la punta del detector debería estar cubierto completamente.
f. Tipo de 10 (el valor de salinidad) en el cuadro de edición.
g. Cuando el voltaje mostrado para leer la lectura 2 se estabiliza, haga clic en
.
, depues dar click
h. Enjuagar el electrodo con agua destilada y suavemente secar
con papel absorbente.
5. Ahora está listo para recopilar datos de concentración de
salinidad.
a. Coloque la punta del electrodo en un recipiente con agua de la
muestra de la masa de agua que se está probando. El agujero
cerca de la punta del detector debería estar cubierto
completamente.
b. Supervisar el valor de concentración de salinidad en el medidor.
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 Si el valor es inferior a 13 ppt (el rango superior del detector de conductividad), grabar este valor
en la hoja de cálculos & de datos. Si lo hiciera una dilución de ¼ de la muestra, asegúrese de
multiplicar este valor por 4!
 Si el valor de salinidad es mayor que el ppt 13, vaya al paso 7.
6. Repita el paso 5 para obtener una segunda lectura.
7. Si el valor de su salinidad es mayor que el ppt 13, la muestra tuvo un valor de salinidad que está más allá
del rango superior del detector de conductividad. Necesitará diluir la muestra en un valor de salinidad
que está dentro del rango de la sonda. Para hacer esto:
a. Utilice un cilindro graduado para añadir 100 mL de la muestra de agua a una botella de 500 mL.
b. Añadir 300 mL de agua destilada a la muestra en la botella, la tapa de tornillo en y agitarlo bien.
c. Importante: La muestra ha sido diluida por un factor de 100 / 400 o ¼. Cualquier medición de
salinidad realizada en esta muestra tendrá que ser multiplicado por un factor de 4 para tener en
cuenta esta dilución.
d. Repita el paso 5 para obtener una segunda lectura.
CÁLCULOS Y DATOS
Método 2: Salinidad uso de una sonda de conductividad
Secuencia o lago: ___________________________
Hora del día: ___________________________
Nombre del sitio: ___________________________
Nombre del estudiante: __________________
Número de sitio: ___________________________
Nombre del estudiante: __________________
Día: ______________________________________
Nombre del estudiante: __________________
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Columna
A
Lectura
Salinidad (ppt)
1
2
Promedio
Columna de procedimiento:
A. Se registrará la concentración de salinidad, según lo determinado por interpolación de la curva de
calibración.
Observaciones de campo (por ejemplo, clima, geografía, vegetación a lo largo de la secuencia)________
____________________________________________________________________________________
Prueba terminada______________ Día: ______
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7. Determinación de oxígeno disuelto en cuerpos de
agua
Contesta en tres minutos las siguientes preguntas:
1) ¿Por qué en necesario determinar el oxígeno disuelto en el agua?
2) ¿Por qué es necesario que el agua que bebemos contenga oxígeno?
3) ¿Al disolverse el oxígeno, la molécula de O2 se une a las moléculas de H2O?
4) ¿Cuál es la ubicación del oxígeno en la Tabla periódica? Familia, nivel, masa atómica, electrones de
valencia y número atómico.
INTRODUCCIÓN
El oxígeno gaseoso disuelto en el agua es vital para la existencia de la mayoría de los organismos acuáticos.
El oxígeno es un componente clave en la respiración celular tanto para la vida acuática como para la vida
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terrestre. La concentración de oxígeno disuelto (DO) en un
ambiente acuático es un indicador importante de la calidad del
agua ambiental. Algunos organismos, como el salmón, las
efímeras y las truchas, requieren altas concentraciones de
oxígeno disuelto.
Otros organismos como el siluro, las larvas de mosquito y las
carpas pueden sobrevivir en ambientes con bajas
concentraciones de oxígeno disuelto. La diversidad de los
organismos es mucho mayor a altas concentraciones de DO.
Niveles de oxígeno disuelto OD en agua
Porcentaje
de
Saturación de DO
Nivel de DO
Supersaturación
8
<101%
Excelente
90 – 100%
Adecuado
80 – 89%
Aceptable
60 – 79%
Pobre
 60%
La Tabla indica las concentraciones mínimas de oxígeno disuelto necesarias paras sostener a distintos
organismos.
El oxígeno gaseoso se disuelve en el agua por diversos procesos como la difusión entre la atmósfera y el
agua, oxigenación por el flujo del agua sobre las rocas y otros detritos, la agitación del agua por las olas y el
viento y la fotosíntesis de plantas acuáticas. Hay muchos factores que afectan la concentración del oxígeno
disuelto en un ambiente acuático.
Estos factores incluyen:
Fuentes de DO
 Difusión de la atmósfera
 Oxigenación por el movimiento de las
aguas sobre las rocas o los detritos
 Oxigenación por el viento o las olas
 Fotosíntesis de las plantas acuáticas
Requerimiento mínimo de OD para organismos
acuáticos
Organismo
Oxígeno
disuelto mínimo
(mg/L)
Trucha
6.5
Lobina de boca pequeña
6.5
Larvas de tricópteros
4.0
Larvas de efemeróptero
o mosca de mayo
4.0
Siluro
2.5
Carpa
2.0
Larvas de mosquito
1.0
Temperatura, flujo de la corriente, presión del aire, plantas acuáticas, materia orgánica en descomposición y
actividad humana.
La supersaturación puede ser dañina para los organismos acuáticos. Puede conducir a la
enfermedad llamada enfermedad de burbujas de gas
8
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Como resultado de la actividad de las plantas, los niveles del OD pueden fluctuar durante el día, elevándose
a lo largo de la mañana y alcanzando un máximo en la tarde. Por la noche cesa la fotosíntesis, pero las
plantas y animales continúan respirando, causando una disminución de los niveles de DO. Como las
fluctuaciones diarias son posibles, los Análisis de OD ,deben realizarse a la misma hora cada día. Grandes
fluctuaciones en los niveles de oxígeno disuelto en periodos cortos de tiempo pueden traer como resultado
una multiplicación de algas. Como la población de algas está creciendo con gran rapidez, los niveles de
oxígeno disuelto aumentan. Pronto las algas comienzan a morir y son descompuestas por bacterias
aeróbicas, las que usan el oxígeno.
A medida que mueren más algas, el requerimiento de oxígeno de la descomposición aerobia aumenta, lo
que resulta en una caída brusca de los niveles de oxígeno. A continuación de una floración de algas, los
niveles de oxígeno pueden ser tan bajos que los peces y otros organismos acuáticos se sofocan y mueren.
La temperatura es un factor importante en la capacidad del oxígeno para disolverse , ya que el oxígeno, al
igual que todos los gases, tiene diferentes solubilidades a distintas temperaturas. Las aguas más frías tienen
una mayor capacidad de disolución del oxígeno que las aguas más cálidas. La actividad humana, como la
remoción del follaje a lo largo de una corriente o la liberación
Factores que afectan los niveles de DO
de aguas calientes empleadas en los procesos industriales, lo
Poblaciones de plantas acuáticas
que puede causar un aumento de la temperatura del agua a
Material orgánico en descomposición en el
lo largo de un estrechamiento dado de la corriente. Esto
agua
resulta en una menor capacidad de la corriente para disolver
Flujo de corrientes
oxígeno.
Presión atmosférica y altura
Actividad humana
Niveles esperados
La unidad mg/L9 es la cantidad de oxígeno gaseoso disuelto en un litro de agua. Cuando se relacionan las
mediciones de OD, con los niveles mínimos requeridos por los organismos acuáticos, se utiliza la unidad
mg/L. El procedimiento descrito en este documento cubre el uso de un sensor de oxígeno disuelto para
medir la concentración de OD, en mg/L. La concentración de oxígeno disuelto puede variar desde 0 hasta 15
mg/L. Las corrientes frías de montaña tendrán probablemente concentraciones de OD, desde 7 hasta 15
mg/L, dependiendo de la temperatura del agua y de la presión del aire. En sus menores alcances, los ríos y
corrientes pueden exhibir una concentración de OD, entre 2 y 11 mg/L.
9
La unidad mg/L es numéricamente igual a la denominada partes por millón o ppm
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Cuando se analiza la calidad del agua de una corriente o río, es conveniente usar una unidad distinta que
mg/L. El término porcentaje de saturación a menudo se usa para las comparaciones de la calidad del agua.
El porcentaje de saturación es la lectura de oxígeno disuelto en mg/L dividido por el 100% del valor de
oxígeno disuelto para el agua (a la misma temperatura y presión del aire). La forma en la que el porcentaje
de saturación se relaciona con la calidad del agua se indica en la tabla. En algunos casos, el agua puede
exceder el 100% de saturación y ser supersaturada por cortos periodos de tiempo.
Resumen de los métodos
El oxígeno disuelto se puede medir directamente en el sitio o en muestras de agua transportadas desde el
sitio. Las mediciones se pueden realizar en el sitio, ya sea colocando el Sensor de Oxígeno Disuelto
directamente en la corriente lejos de la orilla o recolectando una muestra de agua con un contenedor o
frasco para luego hacer las mediciones con el Sensor de Oxígeno Disuelto de regreso en la orilla. Las
muestras de agua recolectadas en el sitio y transportadas de regreso al laboratorio en botellas cerradas se
deben almacenar en recipientes con hielo o en un refrigerador hasta el momento en que se tomen las
mediciones. El transporte de muestras no se recomienda, debido a que se reduce la exactitud de los
resultados del análisis.
OXÍGENO DISUELTO
Lista de materiales
 Computadora
 Vaso de precipitado de 250 mL
 Interfase Vernier para computador
 100% botella de calibración
 Logger Pro
 botella de
destilada
 Sensor de oxígeno disuelto Vernier
 papel absorbente
 Solución de relleno del electrodo OD (DO
en inglés)
 Pipeta
 Solución de calibración de sulfito de sodio
 Frasco pequeño de papel o plástico
(opcional)
lavado
con
agua
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Recolección y almacenamiento de muestras
1. Antes de tomar las muestras, completa la información del sitio en la hoja Datos y Cálculos. Al final de la
hoja de Datos y Cálculos hay espacio para colocar las observaciones del sitio. Algunos aspectos
especiales a observar en el sitio son el clima, descripción de la corriente (flujo, profundidad, forma) y
una descripción de la zona vegetal (densidad del follaje y ancho de la zona).
2. Es importante tomar la muestra debajo de la superficie del agua y tan lejos como se pueda de la orilla,
mientras sea seguro. Se puede construir una toma muestras consistentes en una barra con un
contenedor para recolectar muestras de lugares más lejanos y difíciles de alcanzar. En aguas quietas
(con movimiento lento), es necesario tomar las muestras debajo de la superficie del agua a varias
profundidades.
3. Cuando recolecta muestras con un recipiente o contenedor, evite la mezcla de la muestra de agua con
el aire, tomando tu muestra de debajo de la superficie del agua.
4. Si vas a hacer las lecturas después de retornar al laboratorio, asegúrate que no haya burbujas de aire en
el contenedor de la muestra de agua y que el contenedor esté bien cerrado. Se deben almacenar las
muestras en una caja con hielo o en un refrigerador hasta que se vayan a tomar las mediciones. El
almacenar muestras de agua para hacer mediciones posteriores reduce la exactitud de las mediciones y
solo es recomendable en los casos en que sea imposible hacer las mediciones en el sitio.
5. Cuando se toman lecturas en agua fría (0–10°C) o caliente (25–35°C), deje pasar un tiempo mayor hasta
observar que las lecturas de oxígeno disuelto se estabilizan. La compensación automática por
temperatura en el Sensor de Oxígeno Disuelto no es instantánea y las lecturas pueden demorar hasta 2
minutos para estabilizarse en dependencia de la temperatura.
Procedimiento de análisis
1. Coloca el computador en un lugar seguro lejos del agua. Mantén el computador lejos del agua todo el
tiempo.
2. Preparación del sensor de oxígeno disuelto para su uso.
a. Retira el gorro protector azul si aún está en la punta del sensor.
b. Desenrosca el gorro de membrana de la punta del sensor.
c. Usando una pipeta, rellena el gorro de membrana con 1 mL de Solución de Relleno del Electrodo
DO.
d. Enrosca cuidadosamente de nuevo el gorro de membrana al electrodo.
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e. Coloca el sensor en un recipiente con agua.
Retire el gorro de
Remove membrane
membrana cap
Agregue
solución
de
Add electrode
filling
solution
relleno de
electrodo
Coloque
el
gorro
de
Replace
membrane cap
membrana
3. Conecta el sensor de oxígeno disuelto en el Ch 1 de la interfase Vernier.
4. Prepara la computadora para la toma de datos abriendo el archivo “05 Oxígeno Disuelto” en la
carpeta Calidad del agua con Computadores del LoggerPro.
5. Hace falta dejar que el sensor de oxígeno disuelto se caliente durante 10 minutos antes de
tomar las lecturas. Para calentar el sensor, déjalo conectado a la interfase, con el Logger Pro
ejecutándose, durante 10 minutos. El sensor debe estar conectado todo el tiempo para
mantenerlo caliente. Si se desconecta por unos pocos minutos, será necesario dejar al sensor
que se caliente otra vez.
6. Ahora estás listo para calibrar el sensor de oxígeno disuelto.

Si tu profesor te indica que uses la calibración almacenada en el archivo de experimento,
entonces sigue con el Paso 7.

Si tu profesor te indica que realices una nueva calibración para el Sensor de Oxígeno Disuelto,
sigue este procedimiento.
Punto de calibración cero oxígeno
a. Elige Calibrar  CH1: Oxígeno Disuelto (mg/L) del menú Experimento y luego haz clic en
.
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b. Retira el sensor del agua y coloca su punta en la
Solución de Calibración de Sulfito de Sodio.
Importante: No debe haber burbujas de aire atrapadas
debajo de la punta del sensor o el sensor medirá un
valor incorrecto del nivel de oxígeno disuelto. Si el
voltaje no disminuye rápidamente, inclina ligeramente
el sensor en la botella para desalojar cualquier burbuja.
Las lecturas deben estar en el rango 0.2 a 0.5 V.
c. Escribe “0” (el valor conocido en mg/L) en la caja de
edición.
Incline
sensor
ángulo
d. Cuando la indicación del voltaje para Lectura 1 se estabiliza, haz clic en
el
en
Sumerja la punta
del sensor a 1-2
cm
.
Punto de Calibración OD saturado
e. Lava el sensor con agua destilada.
f. Desenrosca la tapa de la botella de calibración proporcionada con el sensor. Desliza la tapa y
el anillo de goma una ½ pulgada hacia el cuerpo del sensor.
Inserte el sensor
dentro del hueco en el
anillo de goma
Enrosque la
tapa y el
sensor en la
botella
¼
de
pulgada de
agua en el
fondo
g. Agrega agua a la botella hasta una profundidad de cerca de ¼ de pulgada y enrosca la botella en su
tapa, como se muestra en la ilustración. Importante: No debes tocar ni mojar la membrana en este
paso. Mantén el sensor en esta posición por un minuto.
h. Escribe el valor correcto de oxígeno disuelto saturado (en mg/L) usando la Tabla 3 (por ejemplo,
“8.66”) considerando los valores actuales de la presión barométrica y la temperatura del aire. Si no
tiene el valor de la presión del aire actual, usa la Tabla 1 para estimar la presión del aire a la altitud
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del sitio donde estás (la Ciudad de México está a 2300 m sobre el nivel del mar en promedio con una
presión de 585 mm de mercurio).
i. Cuando la indicación del voltaje para Lectura 2 se estabiliza (las lecturas deben estar por encima de
2.0 V), haz clic en
y luego clic en
.
7. Ahora estás listo para tomar los datos de la concentración de oxígeno disuelto.
a. Lava la punta del sensor con la muestra de agua.
b. Coloca la punta del sensor en la corriente en el Sitio 1, o en un
vaso con agua de la corriente. Sumerge la punta del sensor
hasta una profundidad de 4-6 cm.
c. Mueve circularmente el sensor en forma continua en la
muestra de agua. Observa el valor de la concentración de
oxígeno disuelto en la ventana del Medidor. Nota: Es
importante mantener el movimiento circular del sensor hasta
que se termine la toma de datos de DO.
d. Si el valor de OD, parece estable, simplemente regístralo en la hoja Datos y Cálculos y continúa con
el Paso 9.
8. Si el valor de OD, visualizado en la ventana Medidor está fluctuando, determina la media (o el
promedio) de la concentración de oxígeno disuelto. Para hacerlo:
a. Haz clic en
para iniciar una toma de muestras de 10 segundos. Importante: Deja la punta del
sensor sumergida y continúa moviéndolo en forma circular los 10 segundos que dura la recolección
de datos.
b. Cuando termines la toma de datos, haz clic en el botón Estadísticas
estadísticas en el gráfico.
, para visualizar la caja de
c. Registra el valor medio de la concentración de oxígeno disuelto en la hoja de Datos Cálculos.
9. Retorna al Paso 7 para obtener una segunda lectura. Cuando hayas tomado las dos lecturas, lava la
punta del sensor y colócalo en la botella de calibración llena con agua.
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Tabla 1a: 100 % Capacidad de Oxígeno Disuelto (mg/L)
770 mm
0°C
1°C
2°C
3°C
4°C
5°C
6°C
7°C
8°C
9°C
10°
11°
C
12°
C
13°
C
14°
C
15°
C
16°
C
17°
C
18°
C
19°
C
20°
C
21°
C
22°
C
23°
C
24°
C
25°
C
26°
C
27°
C
28°
C
29°
C
30°
C
311
C
°C
760 mm
750 mm
740
730
710
700
mm
mm
mm
mm
690 mm
680
Mm
14.76
14.57
14.38
14.19
13.99
13.61
13.42
13.23
13.04
14.38
14.19
14.00
13.82
13.63
13.26
13.07
12.88
12.70
14.01
13.82
13.64
13.46
13.28
12.92
12.73
12.55
12.37
13.65
13.47
13.29
13.12
12.94
12.59
12.41
12.23
12.05
13.31
13.13
12.96
12.79
12.61
12.27
12.10
11.92
11.75
12.97
12.81
12.64
12.47
12.30
11.96
11.80
11.63
11.46
12.66
12.49
12.33
12.16
12.00
11.67
11.51
11.34
11.18
12.35
12.19
12.03
11.87
11.71
11.23
11.07
10.91
12.05
11.90
11.74
11.58
11.43
11.11
10.96
10.80
10.65
11.77
11.62
11.46
11.31
11.16
10.85
10.70
10.55
10.39
11.50
11.35
11.20
11.05
10.90
10.60
10.45
10.30
10.15
11.24
11.09
10.94
10.80
10.65
10.36
10.21
10.07
9.92
10.98
10.84
10.70
10.56
10.41
10.13
9.99
9.84
9.70
10.74
10.60
10.46
10.32
10.18
9.90
9.77
9.63
9.49
10.51
10.37
10.24
10.10
9.96
9.69
9.55
9.42
9.28
10.29
10.15
10.02
9.88
9.75
9.48
9.35
9.22
9.08
10.07
9.94
9.81
9.68
9.55
9.29
9.15
9.02
8.89
9.86
9.74
9.61
9.48
9.35
9.10
8.97
8.84
8.71
9.67
9.54
9.41
9.29
9.16
8.91
8.79
8.66
8.54
9.47
9.35
9.23
9.11
8.98
8.74
8.61
8.49
8.37
9.29
9.17
9.05
8.93
8.81
8.57
8.45
8.33
8.20
9.11
9.00
8.88
8.76
8.64
8.40
8.28
8.17
8.05
8.94
8.83
8.71
8.59
8.48
8.25
8.13
8.01
7.90
8.78
8.66
8.55
8.44
8.32
8.09
7.98
7.87
7.75
8.62
8.51
8.40
8.28
8.17
7.95
7.84
7.72
7.61
8.47
8.36
8.25
8.14
8.03
7.81
7.70
7.59
7.48
8.32
8.21
8.10
7.99
7.89
7.67
7.56
7.45
7.35
8.17
8.07
7.96
7.86
7.75
7.54
7.43
7.33
7.22
8.04
7.93
7.83
7.72
7.62
7.41
7.30
7.20
7.10
7.90
7.80
7.69
7.59
7.49
7.28
7.18
7.08
6.98
7.77
7.67
7.57
7.47
7.36
7.16
7.06
6.96
6.86
7.64
7.54
7.44
7.34
7.24
7.04
6.94
6.85
6.75
11.39
- 85 -
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MÉXICO
Tabla 1b: Presión barométrica aproximada a diferentes elevaciones
Elevación
(pies)
Presión
(mm Hg)
Elevación
(pies)
Presión
(mm Hg)
Elevación
(pies)
Presión
(mm Hg)
0
760
2000
708
4000
659
250
753
2250
702
4250
653
500
746
2500
695
4500
647
750
739
2750
689
4750
641
1000
733
3000
683
5000
635
1250
727
3250
677
5250
629
1500
720
3500
671
5500
624
3750
665
5750
618
1750
714
CÁLCULOS Y DATOS
Oxígeno disuelto
Corriente o lago: _________________ Hora del día: ________________________
Nombre del Sitio: __________________
Nombre del estudiante: _______________
Número del Sitio: ______________________
Nombre del estudiante: _________________
Fecha: _____________, Nombre del estudiante:
Columna
Lectura
Ejemplo
A
Oxígeno
disuelto
(mg/L)
8.2 mg/L
B
Temperatura del
agua ° C9)
18.4° C
____________________________
C
Presión
atmosférica
(mmHg)
760 mmHg
D
E
100% oxígeno
disuelto
(mg/L)
Porcentaje de
saturación
(%)
9.5 mg/L
86 %
1
2
Promedio %
- 86 -
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Procedimiento de columna:
A.
B.
C.
D.
Registra la lectura de oxígeno disuelto del computador.
Registra la temperatura del agua del Sensor de Temperatura o termómetro (Análisis 1).
Registra la presión atmosférica de un barómetro o usando la altitud conocida (mira Tabla 4).
De la Tabla 3, registra el valor 100% de oxígeno disuelto usando la temperatura medida y la presión
atmosférica.
E. Porcentaje de saturación = A / D X 100
Observaciones de campo (por ejemplo, clima, geografía, vegetación a lo largo de la corriente) ________
______________________________________________________________________________________________
Analizó: ___________________fecha: _______
- 87 -
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8. Demanda bioquímica de oxígeno (DBO).
Contesta en cinco minutos las siguientes preguntas
1) ¿Cuál es la importancia del oxígeno disuelto en el agua?
2) ¿Qué diferencia hay entre el oxígeno de la molécula de agua y el oxígeno disuelto en el
agua?
3) ¿En qué proceso natural se puede disuelve el oxígeno en el agua?
4) ¿En qué proceso biológico interviene el oxígeno disuelto?
5) ¿Qué función tiene el O2 con las moléculas de materia orgánica?
Introducción
El oxígeno disponible para los organismos
acuáticos se encuentra en forma de oxígeno
disuelto. El oxígeno gaseoso se disuelve a través
de la aireación, la difusión de la atmósfera, y la
fotosíntesis de las plantas acuáticas y algas. Las
plantas y los animales necesitan el consumo de
oxígeno para producir energía a través de la
respiración. En un riachuelo saludable, el
oxígeno se repone rápido de lo que es utilizado
por los organismos acuáticos. En algunas
Sources of Dissolved Oxygen
O2
Aeration
O2
Diffusion
O2
Photosynthesis O 2
O2
O2
O2
O2
O2
- 88 -
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MÉXICO
corrientes de agua, las bacterias aerobias descomponen un volumen tan grande de materia orgánica que el
oxígeno se agota más rápido de lo que puede ser reemplazado. La consiguiente disminución de oxígeno
disuelto se conoce como la demanda bioquímica de oxígeno (DBO).
Cuando llueve, el material orgánico encontrado en el suelo se transporta en el agua de lluvia a los arroyos y
ríos. Esta materia orgánica adicional se acumula en el torrente, cuando los organismos acuáticos mueren.
Las
bacterias
y
otros
microorganismos
descomponen este material orgánico. En un
cuerpo sano de agua, este proceso tiene un
CO2
impacto leve en los niveles de oxígeno disuelto.
NO3PO43Sirve para liberar los nutrientes vitales, tales como
O2
organic wastes
nitratos y fosfatos, que estimulan el crecimiento
de las plantas acuáticas y algas. Si la cantidad de
materia orgánica en descomposición es demasiado
aerobic bacteria
alta, niveles de oxígeno disuelto puede verse
(decomposers)
seriamente reducida. En un cuerpo de agua con
grandes cantidades de materia orgánica en
descomposición, los niveles de oxígeno disuelto
puede caer en un 90%, esto representaría una DBO alta. En un arroyo de montaña con bajos niveles de
materia orgánica en descomposición, los niveles de oxígeno disuelto pueden caer a sólo el 10% o 20% -una
DBO baja.
Los materiales orgánicos, como hojas, árboles caídos, los cadáveres de peces, y los residuos animales,
terminan en el agua de forma natural y son importantes en el reciclaje de nutrientes en todo el ecosistema.
Los materiales orgánicos que entran en el agua como resultado del impacto humano (orina y excremento)
son considerados fuentes de contaminación.
Los niveles esperados
Los niveles de DBO dependen de la masa de agua que se está probando. A poca profundidad, las aguas de
movimiento lento, como los estanques y humedales, a menudo tienen grandes cantidades de materia
orgánica en el agua y los niveles de DBO son altos. Una muestra de agua de un estanque podría tener una
lectura inicial de oxígeno disuelto de 9.5 mg / L. Después del período de incubación de cinco días, el oxígeno
disuelto puede ser de hasta 1 mg / L como resultado un nivel de alta DBO de 8.5 mg / L. Por el contrario,
una muestra de agua extraída de un arroyo de montaña frío, con una lectura inicial de oxígeno disuelto de
- 89 -
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11 mg / L puede haber disminuido a 9 mg / L después de la incubación, resultando en una DBO de sólo 2 mg
/ L. Es importante usar tablas como la Tabla 1 como una guía general para los datos que se reúnen.
Tabla 1: Interpretación de niveles de DBO
DBO
niveles
(mg/L)
1–2 mg/L
3–5 mg/L
6–9 mg/L
>10 mg/L
Status
Agua limpia con poco desperdicio
orgánico
Agua limpia moderada con algunos
residuos orgánicos
Lotes de material orgánica y muchas
bacterias
Agua de calidad muy pobre. Grandes
cantidades de materia orgánica en el agua.
RESUMEN DE MÉTODOS
De acuerdo con los niveles de DBO esperados (ver Tabla 1), se puede decidir el procedimiento apropiado
para el agua que está probando. Sólo una de las dos pruebas a realizar.
Método 1: Baja los niveles de DBO (0-6 mg / L)
La DBO se calcula a partir de dos mediciones distintas oxígeno disuelto realizadas utilizando el oxígeno
disuelto de la sonda. La lectura inicial de oxígeno disuelto se toma en el sitio de muestreo que utilice los
procedimientos descritos en las pruebas de 5. Con una botella de vidrio color ámbar, recoja una muestra de
agua en el mismo sitio. La muestra se transporta al laboratorio y se incuba a 20 ° C durante un total de cinco
días. Después de cinco días, la muestra incubada es la prueba del oxígeno disuelto. La lectura de oxígeno al
final de los cinco días se resta de la lectura inicial. El valor resultante es el nivel de DBO.
Método 2: altos niveles de DBO (> 6 mg / L)
- 90 -
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Este método se recomienda cuando las pruebas son en aguas estancadas o contaminadas, en el que todo el
oxígeno disuelto se puede consumir antes de que finalice el período de 5 días. La prueba inicial de oxígeno
disuelto, el muestreo, el almacenamiento y la incubación, se realizan de la misma manera como se
encuentra en el método 1. Las diferencias de método 2 son:



Recoger cinco muestras de agua.
Una muestra es la prueba del oxígeno disuelto cada 24 horas durante cinco días.
Si antes del quinto día la concentración de oxígeno disuelto cae por debajo de 4.0 mg/L, el oxígeno es
añadido a las muestras restantes por aireación.

Cambiar cada botella en la concentración de oxígeno disuelto para obtener el valor de DBO.
Método 1: DBO BAJA (0-6 mg / L)
Lista de materiales








Lab Quest pequeña taza de plástico
Lab Quest toallas de papel absorbente
Vernier del detector de oxígeno disuelto
papel de aluminio
250 mL vaso de agua destilada
100% botella de calibración con solución de sulfito de sodio
NO usar pipeta de llenado de electrodos de soluciones
3 botellas de DBO
PROCEDIMIENTO DE LA PRUEBA
Día 0
1. Obtener una lectura inicial de oxígeno disuelto en el lugar que se está probando para la DBO. Si otro
grupo de alumnos está realizando la prueba de oxígeno disuelto se indica en las pruebas de 5, a
continuación, copie los valores de oxígeno disuelto su en los datos de DBO y la hoja de cálculos en el
epígrafe inicial de oxígeno disuelto. Si no se puede analizar en el sitio, se debe realizar la prueba de
oxígeno disuelto antes de comenzar esta prueba.
2. Recoger tres muestras de agua para la prueba de DBO en el mismo lugar la lectura inicial de oxígeno
disuelto se midió. Usando los frascos de vidrio para DBO , sumerja cada botella 10 cm por debajo de la
superficie del agua y mantenerlo allí durante 1 minuto. Cuando haya transcurrido un minuto, la muestra
de agua debe estar sin burbujas de aire y llena por completo. Coloque la tapa de la botella de nuevo en
- 91 -
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la botella y el tornillo de la tapa hacia abajo apretada mientras esté todavía sumergido. Cada botella
debe estar completamente cubierta con papel de aluminio o cinta adhesiva negra para bloquear el paso
de la luz.
3. Si el tiempo entre el muestreo y la incubación de las muestras es mayor de 30 minutos, colocar las
botellas llenas en una hielera hasta que puedan ser colocados en una incubadora. Si el tiempo es menos
de 30 minutos, simplemente mantener las botellas llenas sin que les de la luz solar directa.
4. Al regresar al laboratorio, colocar los frascos de DBO en una incubadora o armario oscuro a unos 20 ° C.
Las botellas deben permanecer en la incubadora o un armario durante cinco días hasta que esté listo
para llevar a cabo la medición final del oxígeno disuelto en el procedimiento del día-5.
Día 5
Cuando han pasado cinco días, realice los pasos 5-13 para poner a prueba las muestras incubadas para el
oxígeno disuelto. Si es posible, trate de analizar las muestras aproximadamente a la misma hora del día en
que fueron recogidos.
5. Prepare el detector de oxígeno disuelto para su uso.
a. Retire la tapa protectora azul si sigue en la punta del detector.
b. Destornille la tapa de la membrana de la punta del detector.
c. Utilizando una pipeta, llenar la cápsula de membrana con 1 mL de la solución de llenado para el
electrodo OD.
d. Vuelva a tapar con cuidado la membrana del electrodo.
e. Coloque el detector en un recipiente con agua.
6. Conecte el detector de oxígeno disuelto LabQuest y elija el menú Archivo. Si usted tiene un sensor no
R e m o v e m e m b ra n e c a p
A d d e l e c t r o d e f i lli n g s o l u t io n
R e p la c e m e m b ra n e c a p
- 92 -
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Auto-ID, configure manualmente el sensor.
7. Es necesario calentar el detector de oxígeno disuelto durante 5-10 minutos antes de tomar las lecturas.
Con el detector todavía en el vaso de agua destilada, espere 5-10 minutos mientras que el detector se
calienta. el detector debe permanecer conectado todo el tiempo que lo mantenga caliente.
8. Configurar el modo de recopilación de datos.
a. En la pantalla del medidor, toque en el modo. Cambiar el modo de recopilación de datos a los eventos
seleccionados.
b. Seleccione promedio más de 10 segundos y seleccione Aceptar.
9. Establecer la calibración del detector de oxígeno disuelto.


Si su profesor le dirige a introducir manualmente los valores de calibración, seleccione en el menú de
calibración de sensores y toque en la ecuación. Introduzca los valores para la pendiente. Seleccione
Aplicar para que los cambios surtan efecto y seleccione Aceptar. Vaya al paso 10.
Si su instructor le indica realizar una nueva calibración, siga este procedimiento.
Cero (Zero en inglés) - Oxígeno punto de calibración
a. Seleccione el menú Calibrar Sensores y seleccione Calibrar ahora.
b. Retire el detector del baño de agua y coloque la punta del
detector en la solución de sulfito de sodio de calibración.
Importante: No puede quedar burbujas de aire atrapadas
debajo de la punta del detector porque el detector detectará un
inexacta nivel de oxígeno disuelto. Si la tensión no disminuye
rápidamente, toque en el lado de la botella con el detector para
desalojar la burbuja. La lectura debe estar en el rango 0,2 a 0,6
Insert probe at
Submerge probe
an angle
tip 1-2 cm
V.
c. Introduzca 0 como el valor conocido en mg / L para la lectura.
d. Cuando la tensión se estabilice (aproximadamente 1 minuto), toque Mantenga.
Saturada OD, punto de calibración
e. Enjuague el detector con agua destilada y secar con cuidado.
f. Desenrosque la tapa de la botella de calibración siempre con el detector. Deslice la tapa y el aro de
refuerzo de 1 / 2 pulgadas en el cuerpo de la sonda.
g. Añadir agua a la botella a una profundidad de aproximadamente 1 / 4 pulgadas y el tornillo de la botella
en la tapa, como se muestra. Importante: No toque la membrana o se moje durante este paso.
- 93 -
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h. En la lectura 2 campo, introduzca el valor correcto saturada de oxígeno disuelto (en mg / L) del cuadro 3
(por ejemplo, 8,66) con la presión barométrica actual y los valores de la temperatura del aire. Si usted no
tiene la presión del aire actual, utilice el cuadro 4 para estimar la presión de aire a su altitud.
i. Mantenga el detector en esta posición durante aproximadamente un minuto. La lectura debe estar por
encima de 2,0 V. Cuando la lectura de voltaje se estabilice, toque Mantenga.
j. Seleccione Aceptar.
10. Retire las muestras de agua de la incubadora.
11. Ahora está listo para recoger los datos de concentración de oxígeno
disuelto.
1/4”
water
a. recopilación de datos de inicio.
b. Sumerja la punta del detector en la botella de DBO. Mueva
suavemente el detector dentro y hacia arriba y hacia abajo
movimiento, mientras que mantiene la punta en el agua en todo
momento.
Move in an
up and down
motion
c. Hacer el seguimiento (“monitorear”, palabra que no existe) los
valores de concentración de oxígeno disuelto en la pantalla. Nota: Es
importante seguir removiendo hasta que haya terminado la recolección de datos OD.
d. Toque: Importante: Mantenga la punta del detector sumergida mientras que los datos están siendo
recogidos por 10 segundos.
e. Detener la recopilación de datos.
f. Toque en el cuadro para ver los datos. Anote el valor de OD, media de los datos y la hoja de cálculos.
- 94 -
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A
B
muestra
Oxígeno inicial
disuelto (mg/L)
Oxígeno final disuelto
(mg/L)
Ejemplo
10.8 mg/L
6.7 mg/L
C
DBO (BOD en inglés)
(mg/L)
4.1 mg/L
1
2
3
promedio
DATOS Y CÁLCULOS
Bajos niveles de DBO (0-6 mg / L)
Estanque, río o lago:
Nombre del sitio:
Número de sitio:
Fecha:
Columna de procedimiento:
Hora del día:
Nombre del estudiante
Nombre del estudiante:
Nombre del estudiante:
A. lectura de oxígeno disuelto Registro de la prueba OD en el sitio de ejemplo.
B. Registro lectura de oxígeno disuelto de la prueba OD después de la incubación de la muestra durante
cinco días.
C. Calcular DBO = A - B = C
Observaciones sobre el terreno (por ejemplo, el clima, la geografía, la vegetación a lo largo del arroyo)
Test Completo: ________________ Fecha: ______
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9. Determinación del nitrógeno amoniacal
en agua
INTRODUCCIÓN
El ion amonio, NH4 +, es un ión importante del grupo del nitrógeno que contienen compuestos que actúan
como nutrientes para las plantas acuáticas y algas. En aguas superficiales, la mayoría del amoníaco, NH3, se
encuentra en forma de ion amonio, NH4 +. Este hecho nos permite la aproximación de la concentración de
todo el nitrógeno en forma de amoniaco y combinada, comúnmente conocida como nitrógeno amoniacal,
midiendo sólo la concentración de los iones de amonio.
N itr o g e n C y c le
denitrification
f r e e n it r o g e n
( N 2)
a t m o s p h e r ic
n it r o g e n
f ix a t io n
lig h tn in g
b io lo g i c a l
n it r o g e n
f ix a t io n
in d u s tr i a l
n it r o g e n
f ix a t io n
a n im a l p r o t e i n
a m m o n iu m
+
(N H 4 )
p la n t p r o t e in
a n im a l
w a s te s
n it r a te s
( N O 3 -)
le g u m e
de c
ompo
s i tio n
a m m o n iu m
( N H 4+ )
if
nitr
ic a
t
f e r ti li
ze r
ion
d e c o m p o s i ti o n
Todas las plantas y los animales necesitan nitrógeno, un
nutriente para sintetizar aminoácidos y proteínas. La mayoría
del nitrógeno en la Tierra se encuentra en la atmósfera en
forma de N2, pero las plantas y los animales no pueden
utilizarlo sino tomarlo ya transformado por organismos
conocidos como fijadores de nitrógeno.
Fuentes de amoniaco
• descomposición de plantas y animales
• Los desechos de animales
• Residuos industriales de efluentes
• Agrícola escorrentía del nitrógeno
atmosférico
-
El nitrógeno debe convertirse primero en una forma utilizable, como el nitrato, NO3 . Estas conversiones
entre las diversas formas de nitrógeno forman un ciclo complejo llamado el ciclo del nitrógeno, que se
ilustra arriba.
- 96 -
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En el ciclo del nitrógeno, las bacterias convierten el nitrógeno atmosférico en amonio en un proceso
llamado fijación de nitrógeno. Este proceso ocurre a menudo en las raíces de plantas leguminosas como la
alfalfa, las habas y los guisantes. Las bacterias también pueden convertir el nitrógeno de los animales y
vegetales muertos y en descomposición y productos de desecho en el suelo o el agua en amonio por el
proceso de amonificación. Otras fuentes de materia orgánica para amonificación incluyen los residuos
industriales, residuos agrícolas, y el tratamiento de efluentes.
Algunos árboles y pastos son capaces de absorber los iones de amonio directamente, pero la mayoría
requiere su conversión en nitrato. Este proceso, denominado desnitrificación, se logra generalmente por las
bacterias en el suelo o el agua. En el primer paso de la nitrificación, los iones de amonio se oxidan en el
nitrito. El nitrito se convierte en nitrato, que posteriormente puede ser utilizado por las plantas y algas.
Los animales necesitan nitrógeno. Obtienen el nitrógeno que necesitan alimentándose de plantas o por el
consumo de otros animales, que a su vez han comido las plantas.
Si los niveles del nitrógeno amoniacal en las aguas superficiales son demasiado altos, pueden ser tóxicos
para algunos organismos acuáticos. Si los niveles son sólo moderadamente altos, las planta y el crecimiento
de algas por lo general se incrementará debido a la abundancia de nitrógeno disponible como nutriente.
Esto tendrá un efecto dominó en otros atributos de la calidad del agua, como el aumento de la demanda
bioquímica de oxígeno y la reducción de niveles de oxígeno disuelto. Los niveles de oxígeno disuelto
también se puede bajar cuando el nitrógeno de amonio es alto debido a la mayor cantidad de nitrificación
ocurre.
Si están presentes suficientes nutrientes, la eutrofización puede ocurrir. La eutrofización se produce cuando
hay abundancia de nutrientes disponibles y produce un aumento significativo de la planta y el crecimiento
de algas. A medida que estos organismos mueren, se acumulan en el fondo y se descomponen, liberando
más nutrientes y agravando el problema. En algunos casos, este proceso de eutrofización puede llegar a ser
tan avanzado que la masa de agua puede convertirse en un pantano, y, finalmente, se llena por completo.
Si el nitrógeno amoniacal está presente en concentración baja, puede ser el factor limitante en la cantidad
de plantas y el crecimiento de algas. El nitrógeno amoniacal puede rápidamente convertirse en nitritos o
nitratos, por lo tanto, un bajo nivel de nitrógeno amoniacal no necesariamente indica un bajo nivel de
nitrógeno en general.
- 97 -
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Los niveles esperados
Se espera que los niveles de nitrógeno amoniacal sean por lo general bastante bajos en el movimiento las
aguas superficiales. Esto se debe a que hay poca materia orgánica en descomposición recogida en la parte
inferior. Si hay un alto nivel de nitrógeno amoniacal puede ser una indicación de la contaminación de algún
tipo en el agua. Estanques y pantanos suelen tener un nivel de nitrógeno amoniacal superior al agua de flujo
rápido. Si bien los niveles de nitrógeno amoniacal en el agua potable no debe exceder de 0,5 mg / L, arroyos
o estanques muy cerca de los campos fertilizados pueden tener mayores concentraciones de este ion. Los
fertilizantes que contienen sulfato de amonio, (NH4+) 2SO4, o nitrato de amonio, NH4NO3, puede dar lugar a
la lixiviación de los campos que contienen un alto nivel de estos iones de amonio.
RESUMEN DE MÉTODOS
Un electrodo selectivo del ion amonio “ Vernier” (ES-IA) se utiliza para medir la concentración de nitrógeno
de amonio en el agua, en los lugares de muestreo o en el laboratorio.
Lista de materiales







LabQuest aplicación
Amonio Ion-electrodo selectivo ES-IA
Bajo estándar (1 mg / l NH4 +-N)
Vaso de plástico
Alto estándar (100 mg / l NH4 + N)
Lavar la botella con agua destilada
Toallas de papel
Preparación
El electrodo selectivo de iones (ES-IA) para amonio Vernier se debe empapar de solución de amonio
estándar (incluido en el ES-IA) por aproximadamente 30 minutos. Importante: Asegúrese de que el (ES-IA)
no se va al fondo, y que los contactos de referencia están inmersos. Asegúrese de que no queden burbujas
de aire atrapadas debajo del (ES-IA). Si el ES-IA tiene que ser transportado al campo durante el proceso de
remojo, usar el frasco de remojo ES-IA. Quite la tapa de la botella y rellenar ¾ con alto estándar. Deslice la
tapa de la botella en el (ES-IA), insertarlo en la botella, y apriete. Importante: No deje el ES-IA remojo
durante más de 24 horas. El almacenamiento es a largo plazo debe estar en la botella a largo plazo ES-IA de
almacenamiento.
- 98 -
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Recolección (recogida) y almacenamiento de muestras
1. Esta prueba puede llevarse a cabo en el sitio de muestreo o en el laboratorio. Una muestra de agua 100
mL es requerida.
2. Es importante para obtener la muestra de agua de debajo de la superficie del agua y lo más lejos de la
costa como sea prudente. Si las áreas de muestreo no son adecuadas, muestrear con una barra y el envase
se puede construir para la colección. Consulte la introducción de este libro para más información.
3. Si las pruebas no pueden llevarse a cabo dentro de un par de horas, coloque las muestras en una hielera o
un refrigerador.
Procedimiento de la prueba
1. Con el ES-IA en la solución de alto estándar, conéctelo a LabQuest y elija Nuevo
en el menú Archivo. Si usted tiene un sensor antiguo que no sea auto-ID, establezca
manualmente el sensor.
2. Configure el modo de recopilación de datos.
A. En la pantalla del medidor, toque en el modo. Cambiar el modo de
recopilación de datos a los eventos seleccionados.
B. Seleccione promedio más de 10 segundos y seleccione Aceptar
3. Establecer la calibración para el ES-IA de amonio.


Si su instructor le indica introducir manualmente los valores de calibración, seleccione Calibración de
Sensores en el menú y pulse la ecuación. Introduzca los valores de la pendiente y la intersección.
Seleccione Aplicar para que los cambios surtan efecto y seleccione Aceptar. Continúe con el Paso 5.
Si su instructor le indica que para realizar una nueva calibración, siga este procedimiento.
Primer punto de calibración
A. En primer punto de calibración Seleccione el menú Calibrar sensores y seleccione Calibrar ahora.
B. Escriba 100 como el valor conocido en mg / L NH4 +-N para la lectura 1.
C. Cuando la lectura se estabiliza la tensión, puntee en Mantener.
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Segundo punto de calibración
D. Enjuague el ES-IA a fondo con agua destilada y séquelo suavemente con un pañuelo o toalla de papel.
Importante: Si no enjuagar cuidadosamente secar el ISE se contamina la solución estándar
E. Coloque la punta de la ES-IA en la solución de baja (1 mg / L NH4 +-N). Asegúrese de que el ES-IA no se
unde en la parte inferior de la botella y que los contactos blanca pequeña referencia se encuentran
inmersos. Asegúrese de que no queden burbujas de aire atrapadas debajo del ES-IA.
F. Introduzca una medida que la concentración de la norma en mg / L NH4 +-N para la lectura 2.
G. Tras una breve agitación de la solución, mantenga el ES-IA y esperar aproximadamente 30 segundos para
la lectura de voltaje se estabilice. Cuando la lectura se estabiliza la tensión, puntee en Mantener. H.
Seleccione Aceptar.
4. Recoger los datos de concentración de amonio.
A. Inicio de recogida de datos.
B. Enjuague el ES-IA con agua destilada y séquelo suavemente con un pañuelo. Coloque la punta de la ES-IA
en la corriente en el Sitio 1, o en un recipiente con la muestra de agua de la corriente. Asegúrese de que los
pequeños contactos blancos de referencia se encuentran inmersos, y que el ES-IA no se va al fondo de la
taza. Compruebe que no hay burbujas de aire atrapadas
debajo del ES-IA.
C. Tras una breve agitación de la solución, mantenga el ES-IA y esperar aproximadamente 30 segundos para
que se estabilice.
D. Toque Mantenga a comenzar el muestreo. Importante: Mantenga el ES-IA sigue siendo para el segundo
período de recopilación de datos 10
E. Repita la recopilación de datos por vez tocando Mantenga. Deje la punta del detector sumergido durante
los 10 segundos, y luego se detiene la recopilación de datos.
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F. Toque en el cuadro para ver los datos. Registre los valores de amonio de concentración media de lecturas
1 y 2 en la hoja de datos y cálculos (redondo con una precisión de 0,01 mg / L NH4 +-N). Nota: El sensor no
lee los valores de precisión inferiores a 0,1 mg / L. Si la lectura es menor que 0.1, escriba <0,1 en la hoja de
datos y cálculos.
DATOS Y CÁLCULOS
Nitrógeno de tipo amoniacal
Arroyo o lago: _____________________
Hora del día:_______________________
Nombre del sitio____________________
Nombre del alumno:_________________
Número del sitio: ___________________
Nombre del alumno: ________________ _________________________________
Nombre del estudiante:_______________ _______
Columna
A
Lectura
NH4 +
(mg/L)
-N
1
2
Promedio
NH4+ -N
(mg/L)
Procedimiento de la columna A.
Se registrará la concentración de nitrógeno amoniacal.
Las observaciones de campo (por ejemplo, el clima, la geografía, la vegetación a lo largo de la corriente) de
prueba realizadas: ______________________________________________
Prueba Terminada: ____________Día________
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10. Determinación de iones nitrato en
agua
INTRODUCCIÓN
Las pruebas descritas aquí se utilizan para medir la concentración de iones de nitrato, NO3 –, en una muestra
de agua. La concentración de nitrato será expresado a lo largo de esta sección en unidades de mg/L NO3– N. La unidad, NO3 – - N, significa simplemente “nitrógeno que se encuentra en la forma de nitrato.”
Fuentes de iones de nitratos
Los iones de nitrato encontrados en muestras de agua
dulce son el resultado de una variedad de fuentes
naturales así como provocadas por el hombre. Los nitratos
son una importante fuente de nitrógeno necesario para
plantas y animales para sintetizar los aminoácidos y las
proteínas. La mayoría de nitrógeno en la tierra se
encuentra en la atmósfera en forma de nitrógeno
molecular gaseoso, N2.
Escurrimiento de agricultura
Escurrimiento urbano
Corrales de engorda de animales y
corrales
Aguas
residuales
industriales
municipales
Automóvil
industriales
las
y
de
e
emisiones
A través de un proceso que se llama el ciclo del nitrógeno,
Descomposición de plantas y animales
el gas de nitrógeno se cambia en formas que son
utilizables por plantas y animales. Estas conversiones incluyen la producción industrial de fertilizantes, así
como los procesos naturales, tales como la fijación de nitrógeno por la acción simbiótica de bacterias y
plantas leguminosas, descomposición vegetal y animal y los desechos animales.
Aunque los niveles de nitratos en el agua dulce son generalmente menos de 1 mg/L, fuentes artificiales de
nitrato pueden elevar los niveles por encima de 3 mg/L. Estas fuentes incluyen la engorda de animales, el
escurrimiento de los campos fertilizados o el tratamiento de aguas residuales municipales que se devuelven
parcialmente tratadas a los cuerpos receptores.
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Los niveles por encima de 10 mg/L en el agua potable pueden
causar una enfermedad potencialmente mortal en los bebés
llamada metahemoglobinemia o síndrome de la muerte azul de
cuna (Baby-blue Syndrome, en inglés). En esta enfermedad, el
nitrato convierte la hemoglobina en una forma que ya no puede
transportar oxígeno resultando en la asfixia y muerte y como los
bebés tienen una masa corporal muy pequeña con bajas
cantidades de nitratos disueltos en el agua usada para disolver las
fórmulas lácteas que sustituyen a la leche materna basta para
causar la muerte.
Las concentraciones de nitrato de alta también contribuyen a una
condición en lagos y estanques llamado eutrofización o
enriquecimiento por nutrientes que deriva en el crecimiento
excesivo de algas y plantas acuáticas. Productos de este fenómeno, generalmente asociado a la adición de
fosfatos a los detergentes, son un olor y sabor desagradables del agua, así como reducción de la claridad.
Eventualmente, la biomasa muerta se acumula en el fondo del lago, donde se desintegra y agrava el
problema mediante el reciclado de nutrientes. Si otros nutrientes necesarios están presentes, pueden
ocurrir floraciones de algas en un lago con tan poco como 0.50 mg/L NO3– - N.
El nitrato se ha convertido en un grave problema ecológico en algunas zonas agrícolas de contaminación de
aguas superficiales y subterráneas. Aunque generalmente esto se asocia a la adición de fertilizantes a las
escorrentías, hay evidencia de que la concentración del ganado en los corrales de engorda es ahora la
principal fuente de la contaminación agrícola de nitrato. El escurrimiento de agua o escorrentías de los
campos fertilizados sigue siendo una fuente importante de nitrato, aunque el uso de fertilizantes alcanzó su
punto máximo en 1981 y ha permanecido prácticamente constante desde entonces.
Niveles esperados
El nivel de nitratos en el agua dulce se encuentra normalmente en la gama de 0.1 a 4.0 mg/L NO3– - N en las
aguas. Las fuentes no contaminadas por lo general tienen niveles de nitratos por debajo de 1 mg/L. El
efluente de algunas plantas de tratamiento de aguas residuales puede tener niveles por encima de 20 mg/L.
En un estudio basado en el seguimiento de sitios a lo largo de los Estados Unidos, el 80% de ellos tenían
niveles de nitratos inferior a 1 mg/L, 16% eran en el rango de 1 a 3 mg/L, y 4% mayor que 3 mg/L. El estudio
de diversos tipos de suelos reportó niveles superiores a 1 mg/L de nitratos siendo los suelos de pastizales <
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5%, los de bosques alrededor de 10%, las zonas urbanas alrededor de 30% y las tierras agrícolas con
aproximadamente 40%.
Concentración de nitratos en sitios seleccionados
Sitio
Nitratos, nivel de
primavera
–
(mg/L NO3 - N)
Nitrato, nivel de
otoño
–
(mg/L NO3 - N)
Río Mississippi, Clinton, IA
0.55
1.20
Río Mississippi, Memphis, TN
1.60
2.90
Río Grande, El Paso, Texas
0.38
0.59
Río Ohio, Benwood, WV
0.87
1.30
Río Willamette, Portland, OR
0.28
0.98
Río Misuri, Garrison Dam, ND
0.40
0.14
Río Hudson, Poughkeepsie, Nueva
York
0.49
0.64
Río Platte, Sharpes Station, MO
1.90
1.30
RESUMEN DE MÉTODOS
Método 1: Electrodo de Ion Selectivo Nitrato ES-INitr
Se utiliza un electrodo selectivo del ion nitrato ES-INitr “Vernier” para medir la concentración de iones de
nitratos en el agua, en mg/L NO 3 – - N, en el sitio o después de regresar al laboratorio.
Método 2: Nitrato con colorímetro con un estándar único
Un colorímetro Vernier se utiliza para crear una curva estándar de 2 puntos de absorbancia vs.
concentración de nitrato mediante un punto como blanco y una solución estándar de nitrato en el otro
punto. Este método es más rápido y más fácil que el método estándar, pero debido a que su medición
depende de un estándar, las posibilidades de error son algo mayores.
Método 3: Nitrato con colorímetro con varias de las normas
Un colorímetro Vernier se utiliza para crear una curva estándar de 4 puntos de absorbancia frente a
concentración de nitrato utilizando un conjunto de cuatro normas de nitrato. Este método toma más
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tiempo y esfuerzo que el método estándar de la única, pero la curva estándar se basará en cuatro puntos,
reduciendo las posibilidades de error.
Método 1: Nitrato de ELECTRODO de ION SELECTIVO (ES-INitr)
Lista de comprobación de materiales

LabQuest

tejidos o toallas de papel

LabQuest App

Solución diluida (1 mg/L NO 3 - - N)

Electrodo selectivo de ion de nitrato ES.INitr

Sol. concentrada (100 mg/L NO3 – - N)

Vaso de plástico

agua destilada
Preparación de la experimentación
El electrodo de ion selectivo Vernier nitrato (ES.INitr) debe estar remojado en la
solución de nitrato de alto estándar (incluida con el SIE) por aproximadamente 30
minutos antes de usarlo. Importante: Asegúrese de que el ES.INitr no está descansando
en la parte inferior del frasco, y que están inmersos los contactos de referencia blanca
pequeña. Asegúrese de que no están atrapadas burbujas de aire por debajo de la
ES.INitr.
Si el ES.INitr necesita ser transportado al campo durante el proceso de remojo del
electrodo, se hace con la botella de remojo de ES.INitr a corto plazo. Retire el tapón de
ES.INitr
la botella y llenarla completo de ¾ de alto estándar. Deslice el tapón de la botella en el
portátil
ES.INitr, insértela en la botella y apriete. Importante: No deje el ES.INitr en remojo
durante más de 24 horas. Su almacenamiento a largo plazo debe ser en la botella de almacenamiento de
información de ES.INitr a largo plazo.
Toma y almacenamiento de muestras
1. El análisis puede realizarse en sitio o en el laboratorio. Es necesaria una muestra de 100 mL de agua.
2. Es importante obtener la muestra de agua por debajo de la superficie del agua y en lugares tan alejados
de la costa como sea seguro. Si las áreas adecuadas parecen ser inaccesible, utilice el muestreador que
consta de una varilla y el contenedor pueden construirse para la colección. Consulte la página Introducción4 de la introducción de este libro para obtener más detalles.
3. En caso de que las pruebas no pueden llevarse a cabo dentro de dos horas, almacenar muestras en
hielera o refrigerador.
Procedimiento de prueba
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1. Con el ES.INitr sumergido en la solución de alto estándar, conectar a LabQuest y elegir nuevo en el menú
Archivo. Si dispone de un sensor no auto-ID, configurar manualmente el sensor.
2. Configurar el modo de recopilación de datos.
a. En el panel de instrumentos de la pantalla, toque en modo. Cambiar el modo de recopilación de datos
para los eventos seleccionados.
n. Seleccione promedio de más de 10 segundos y seleccione Aceptar.
3. Calibrar el ES.INitr.

Elegir si el instructor le indica introducir manualmente los valores de calibración, dirige Calibrar
desde el menú de sensores y la llave de paso del editor de ecuaciones. Introduzca los valores para la
pendiente y la intercepción. Seleccione Aplicar para que los cambios surtan efecto y haga clic en Aceptar.
Vaya al paso 4.

Si el instructor le indica realizar una calibración nueva, siga este procedimiento.
1er punto de calibración
a. Elegir Calibrar en el menú de sensores y seleccione calibrar ahora.
n. Introducir 100 como el valor conocido en mg/L NO 3 – - N para lectura 1.
c. Cuando la lectura de voltaje se estabiliza, tocar en mantener.
2º punto de calibración
f. Enjuagar el ES.INitr cuidadosamente con agua destilada y suavemente seque con una toalla de papel.
Importante: enjuague cuidadosamente fracaso y seque ES.INitr para no contaminar el estándar.
e. Colocar la punta de ES.INitr en la sol, diluida (1 mg/L NO 3 – - N). Asegúrese de que ES.INitr no está
apoyada en la parte inferior de la botella y que están inmersos los contactos de referencia blanca pequeña.
Asegúrese de que no están atrapadas burbujas de aire por debajo de ES.INitr.
f. Introducir 1 como la concentración de la solución diluida mg/L NO 3 – - N para lectura 2.
g. Después de brevemente girar la solución, mantener la SIE todavía y esperar aproximadamente 30
segundos para la lectura de voltaje para estabilizar. Cuando la lectura de voltaje se estabiliza, tocar en Keep.
h. Seleccionar Aceptar.
4. Recopilar datos de la concentración de nitrato.
a. Iniciar colección de datos.
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n. Enjuagar la SIE con agua destilada y suavemente secar con una servilleta de papel. Colocar la punta de la
SIE en el sitio 1 o en un recipiente con agua de la muestra de la secuencia. Asegurarse de que están
inmersos los contactos de referencia blanco pequeño y que el SIE no esté apoyado en la parte inferior del
recipiente. Asegurarse de que no están atrapadas burbujas de aire por debajo del SIE.
c. Después girar brevemente la solución, manteniendo ES.INitr y esperando unos 30 segundos para
estabilizar.
f. Tocar la tecla mantener para recoger el primer par de datos. Importante: Mantener el ES.INitr quieto
durante el período de recopilación de datos de 10 segundos.
e. La recopilación de datos de repetición debe repetirse de la misma manera. Dejar el extremo del detector
sumergido por 10 segundos y, a continuación, recopilar los datos.
f. Registrar los valores de concentración de nitrato promedio para las lecturas 1 y 2 en la hoja de cálculos y
de datos (verificando que la más cercana sea de 0.01 mg/L NO3– - N). Nota: El sensor no leer los valores con
precisión por debajo de 0.1 mg/L. Si la lectura es menor de 0.1, escribir < 0.1 en la hoja de cálculos y de
datos.
DATOS Y CÁLCULOS
Método 1: electrodo Selectivo de ion Nitrato - (ES.INitr)
Secuencia o lago:
Nombre de sitio:
Hora:
Nombre del alumno:
Nombre de alumno
Número del sitio:
Fecha:
- 107 -
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MÉXICO
Columna
A
Reading
Nitrato (mg/L NO3– - N)
1
2
Promedio
Procedimiento de columna:
A. grabar la concentración de nitrato, NO en mg/L 3– -N.
Campo de observaciones (por ejemplo, el clima, la geografía, la vegetación a lo largo de la secuencia)
_________________________________________________________________________
- 108 -
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MÉXICO
11. El calcio y la dureza del agua
testa en el tres minutos las siguientes preguntas
1.
2.
2+2+
3.
4.
INTRODUCCIÓN
Calcio iónico, Ca2+
El calcio, en la forma iones de calcio, es uno de los principales cationes inorgánicos, o iones positivos, en
agua salada y agua dulce. Puede originarse de la disociación de sales, de roca mineral tales como el cloruro
de calcio o sulfato de calcio, en el agua:
 Ca2+(aq) + 2 Cl–(aq)
CaCl2(s) 
 Ca2+(aq) + SO42–(aq)
CaSO4(s) 
- 109 -
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La mayoría del calcio en las aguas superficiales proviene de
arroyos que desembocan sobre piedra caliza, CaCO3, yeso,
CaSO4.2H2O y otros que contienen calcio, rocas y minerales. Las
aguas subterráneas y los acuíferos subterráneos al infiltrarse
captan incluso mayores concentraciones de iones de calcio de
las rocas y el suelo. El carbonato de calcio es relativamente
insoluble en agua, pero se disuelve más fácilmente en agua que
contiene niveles significativos de dióxido de carbono disuelto.10
Fuentes de iones de calcio
 Limestone:
 Dolomite:
 Gypsum:
CaCO3
CaCO3–MgCO3
CaSO4•2H2O
La concentración de los iones de calcio (Ca2+) en agua dulce se encuentra en un rango de 0 a 100 mg/L y
generalmente tiene la mayor concentración que cualquier otro catión en agua dulce. Se recomienda un
nivel de 50 mg/L como el límite superior para el agua potable. Los niveles altos no representan un problema
de salud; sin embargo, los niveles por encima de 50 mg/L pueden ser problemáticos debido a la formación
de depósitos de carbonato de calcio en exceso en las tuberías (plomería), en calderas o en la acción de
limpieza como la disminución de la espuma de jabones y detergentes. Si la concentración de iones de calcio
en agua dulce está por debajo de 5 mg/L, puede soportar sólo escasa vida vegetal y animal, una condición
conocida como oligotrófica. El agua de mar que contiene calcio tienen valores o niveles de
aproximadamente 400 mg/L.
Dureza de calcio como CaCO3
Cuando el agua pasa a través de depósitos minerales de piedra
Dureza de calcio como CaCO3
caliza, los niveles de calcio, Mg2+ y HCO3– como iones presentes
 Suave:
0-20
en el agua aumentan enormemente lo que hace que se
clasifique como agua dura. Este término resulta del hecho de
 Moderadamente suave: 20-40
que los iones de calcio y/o magnesio en el agua se combinan
 Moderadamente dura: 40-80
con las moléculas de jabón, formando una escoria pegajosa que
interfiere con la acción limpiadora del jabón haciendo “difícil”
 Dura:
80-120
obtener espuma, que es la que remueve la suciedad. Uno de los
signos más evidentes de la dureza del agua es una capa de
 Muy dura:
>120
película blanca adherida sobre la superficie de las regaderas o
duchas, de las ollas donde se hierve agua, etc. Dado que la mayoría de la dureza del agua procede de los
iones de carbonato de calcio, a los niveles de dureza del agua se les denomina en términos de dureza como
10
La reacción que ocurre con las calizas es: CaCO3(s) + CO2(ac) + H2O(l)


Ca2+(ac) + 2HCO3–(ac)
- 110 -
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CaCO3. Por ejemplo, si se encuentra una muestra de agua que una concentración de calcio de 30 mg/L,
entonces su dureza de calcio como CaCO3 puede calcularse mediante la fórmula11
(30 mg/L Ca2+) x (100 g CaCO3 / 40 g Ca2+) = 75 mg/L dureza como CaCO3
Debe tenerse en cuenta que los 30 mg/L de Ca2+y 75 mg/L de dureza de calcio como CaCO3 son
equivalentes, simplemente son dos maneras de expresar los niveles de calcio. El valor de dureza de calcio
como CaCO3 siempre puede obtenerse multiplicando la concentración de calcio en un factor de 100/40, o
sea, de 2.5.
Otra medida común de la dureza del agua es conocida como la dureza total como CaCO3. Esta medida toma
en cuenta, tanto los iones de calcio como los de Mg2+. En promedio, la dureza de magnesio representa
aproximadamente 1/3 de dureza total y la dureza de calcio alrededor de 2/3. Si se comparan los propios
resultados de la prueba de dureza de calcio como CaCO3 con resultados en publicaciones que utilizan
unidades de dureza total como CaCO3, se puede estimar la dureza total multiplicando la dureza de calcio por
1.5. Es importante consultar en el manual original de Vernier la prueba 14 que mide la dureza total del agua
para obtener más información acerca de este tema.
Niveles esperados
La concentración de los iones de calcio (Ca2+) en agua dulce se encuentran en un rango de 4 a 100 mg/L (10
– 250 mg/L de dureza de calcio como CaCO3). El agua de mar contiene niveles de calcio de 400 mg Ca2+ /L
(1000 mg/L de dureza de calcio como CaCO3).
En la tabla siguiente se muestran algunos datos medidos en los Estados Unidos para algunos ríos de
diferentes estados de la actual unión que conforma este país.
11
Esta fórmula considera que la masa molar del Ca es 40 g/mol y que la del CaCO3 es 100 g/mol
- 111 -
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Calcio, dureza de calcio y dureza
Calcio (mg/L Ca2+)
Sitio (temporada de otoño)
Río Merrimack, Lowell, NH
Río Mississippi, Memphis, TN
Río Grande (Bravo), El Paso, TX
Río Ohio, Grand Chain, OH
Río Willamette, Portland, OR
Río Missouri, Garrison Dam, ND
Río Sacramento, Keswick, CA
Río Hudson, Poughkeepsie, NY
Río Platte, Louisville, NE
Río Colorado, Andrade, CA
RESUMEN DEL MÉTODO
6.3
48.0
84.0
24.0
6.4
53.0
11.0
26.0
72.0
76.0
total en sitios
Dureza de Ca (mg/L
como CaCO3)
15.8
120.0
210.0
60.0
16.0
132.5
27.5
65.0
180.0
190.0
seleccionados
Total de dureza (mg/L
como CaCO3)
20.8
178.3
297.5
86.3
25.2
215.8
46.3
84.6
250.8
294.2
Con el electrodo selectivo del ión calcio (ES-Ica) se hace la medición de su concentración en agua, en mg/L,
como Ca2+, que puede ser en el sitio de investigación o en el laboratorio. Este valor se multiplica por un
factor de 2.5 para obtener un valor para dureza da calcio como CaCO3 en mg/L.
Electrodo selectivo del ion calcio ES-ICa
Lista de materiales

LabQuest

Papel absorbente

LabQuest App

Agua destilada

Electrodo Selectivo del Ion Calcio

Solución diluida (10 mg/L Ca2+)

Recipiente pequeño de plástico

Solución concentrada (1000 mg/L Ca2+)
Preparación experimental
El electrodo de ion selectivo Vernier Calcium (en inglés) (ES-ICa) debe ser empapado en la solución estándar
de calcio (incluida con el ES-ICa) durante 30 minutos. Importante: Se debe garantizar que el ES-ICa no esté
apoyado en la parte inferior y que estén inmersos los contactos de referencia. También debe asegurarse
que no hayan quedado atrapadas burbujas de aire por debajo del ES-ICa.
- 112 -
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Si el ES-ICa necesita ser transportado al campo durante el proceso de
remojo se debe utilizar la botella de remojo de ISE a corto plazo. Retirar el
tapón de la botella y llenarla completamente con ¾ de estándar
concentrado. De acuerdo con la figura del tapón del ES-ICa, se debe
insertar en la botella y apretar. Es importante no dejar que el ES-ICa se
remoje durante más de 24 horas. Para su almacenamiento a largo plazo
debe realizarse en la botella de almacenamiento a largo plazo ISE.
Recolección y almacenamiento de muestras
El análisis se puede hacer in situ o en el laboratorio. Se requiere al menos
de 100 mL de muestra de agua.
2. Es importante para obtener la muestra de agua de debajo de la
superficie del agua y lo más lejos de la orilla como sea posible. Si las zonas a.
adecuadas de la corriente parecen ser inalcanzables, se debe utilizar el muestreador
que consiste en una varilla y un contenedor. Consultar la Introducción para más
detalles.
Procedimiento de la prueba
1. Colocar el equipo de forma segura lejos del agua. Agua de mantener lejos del
equipo en todo momento.
2. Preparar el electrodo de ion selectivo de calcio (ES-ICa) para la recopilación deES-ICa remojar
durante su
datos.
transporte
a. El sensor ES-ICa se debe sumergir en el estándar de solución concentrada.
Asegurar que no esté apoyado en la parte inferior del contenedor y que están inmersos los contactos de
referencia del blanco pequeño.
b. Enchufar el sensor ES-ICa en el canal 1 de la interfase Vernier.
3. Preparar el equipo para la recopilación de datos abriendo el archivo “calcio 13 & dureza” de la calidad
del agua con la carpeta Vernier de Logger Pro.
4. Calibrar la SIE de calcio.
1er paso de calibración
- 113 -
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b. Elegir calibrar (CH1: ISE de calcio (mg/L) en el menú del experimento y, a continuación, haga clic en
.
c. Colocar Tipo 1000 (la concentración en mg/L Ca² +) en el cuadro de edición.
d. Cuando el voltaje mostrado para leer la lectura se estabiliza 1, hacer clic en
.
2o paso de calibración
d. Enjuagar ES-ICa cuidadosamente con agua destilada y suavemente secar con papel absorbente. Es muy
frágil la membrana. Importante: Evitar que las soluciones contaminen el estándar SIE.
e. Colocar el ES-ICa en la solución diluida (10 mg/L Ca2 +). Asegurarse de que el ES-ICa no esté apoyado en la
parte inferior de la botella y que estén inmersos los contactos de referencia del blanco pequeño. Asegurarse
de que no estén atrapadas burbujas de aire por debajo del ES-ICa.
f. Después de agitar brevemente la solución, mantener el ES-ICa todavía y esperar unos 30 segundos para
estabilizar la lectura de voltaje que se muestra en la pantalla de la computadora.
g. Escribir 10 (la concentración en mg Ca²+/L) en el cuadro de edición.
h. Cuando el voltaje mostrado para leer la lectura 2 se estabiliza, hacer clic en
.
, después dar clic
5. Ahora está listo para recopilar datos de concentración de calcio.
a. Enjuagar el ES-ICa con agua destilada y suavemente secar.
b. Colocar el extremo del detector en la secuencia en el sitio 1 o en un recipiente con agua de la muestra de
la secuencia. Asegurarse de que el ES-ICa no esté apoyado en la parte inferior y de que estén inmersos los
contactos de referencia del blanco pequeño. Asegurarse de que no estén atrapadas burbujas de aire por
debajo del ES-ICa.
c. Click
para comenzar la recopilación de datos.
d. Click
para comenzar un muestreo de 10 ejecutando la instrucción. Importante: Dejar el extremo
del detector sumergido durante los 10 segundos en que se recopilan los datos.
e. Cuando se finalice el muestreo ejecutar, detener la recopilación de datos y registrar el valor de
concentración de calcio medida en la hoja de datos y cálculos.
6. Volver al paso 5 para obtener una segunda lectura.
7. Convertir la concentración de calcio (mg/L Ca2 +) a unidades de dureza de calcio (mg/L como CaCO3). El
cálculo tiene en cuenta la diferencia en la masa molar de calcio (40 g/mol Ca²+) y carbonato de calcio (100
g/mol CaCO3). Para convertir a las unidades de dureza de calcio, realizar el cálculo siguiente:
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Dureza de calcio como CaCO3= (mg/L Ca2+)  (100 g CaCO3 / 40 g Ca2+)
= (mg/L Ca2+)  2.5
Grabar este valor en la hoja de datos y cálculos (buscar el valor más cercano a 0.01 mg/L).
DATOS Y CÁLCULOS
Calcio y dureza de calcio
Nombre del lago: ____________________________________
Hora del día: _____________________________________
Número del sitio: ____________________________________
Nombre del estudiante: ________________________
Nombre del sitio: ____________________________________
Día: ____________________________________________________
Lectura
1
Nombre del estudiante: ________________________
Nombre del estudiante: ________________________
A
B
Calcio
(mg/L Ca2 +)
Dureza de calcio
(mg/L de CaCO3)
2
Columna:
Promedio
A. se registrará la concentración de calcio (mg/L Ca2+) desde el equipo.
B. Multiplique la concentración de calcio (mg/L Ca2+) por 2.5 para obtener la dureza de calcio (como CaCO3).
Observaciones de campo (por ejemplo, el clima, la geografía, la vegetación a lo largo de la secuencia)
__________________________________________________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________________________________________________
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__________________________________________________________________________________________________________________
Pueba terminada:________________Día: ______
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12. Determinación de fosfatos en el agua
Fosfatos (orto y total)
Introducción
El fósforo es una sustancia nutritiva esencial para todas las
Los efectos de niveles altos de
plantas acuáticas y algas. Sólo una muy pequeña cantidad es
fosfatos
necesaria, sin embargo, un exceso de fósforo se puede presentar
- Eutrofización
fácilmente, especialmente porque se usaba en los detergentes
- Aumento de la floración de algas
para eliminar la problemática de las aguas duras. El fósforo de
- Aumentado BOD
exceso por lo general se considera como un contaminante porque
- Disminuido HACEN
esto puede conducir a la condición de eutrofización donde una
Bajo nivela
superabundancia de sustancias nutritivas, como el fósforo, causa
- Factor restrictivo en planta y
crecimiento de alga
mayor población de plantas y el crecimiento de microalgas. La
eutrofización puede bajar los niveles de oxígeno disuelto en el
agua y puede dar lugar a un tipo de agua inhabitable por muchos organismos acuáticos. El fósforo es
comúnmente el factor restrictivo que determina el nivel de eutrofización que ocurre.
La mayor parte de fósforo en el agua superficial está presente en forma de fosfatos. Hay cuatro
clasificaciones de los fosfatos cuando se citan en la literatura ambiental:
Ortofosfatos son las formas inorgánicas de fosfato, como PO43-, HPO42-, y H2PO4-
Estas son las formas de fosfatos utilizados en gran medida en los fertilizantes y en los detergentes y que son
los que llegan a las aguas superficiales por escurrimiento (escorrentías) o lixiviación.
Los fosfatos de origen biológico se encuentran en los desechos
humanos y de animales o en la materia orgánica que se descompone.
Las fuentes de Fosfatos
Desechos humanos y de animal
Desechos industriales
Fines agrícolas
Perturbación humana del suelo
Los fosfatos condensados (también llamados polifosfatos), como
P3O105-, se adicionan en algunas comunidades al agua potable y a
procesos industriales para prevenir la formación de incrustaciones e inhibir la corrosión. Esto se hace en la
forma química de fosfatos que era como comúnmente estaba en los detergentes (en el pasado).
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Los fosfatos totales son la suma de las tres formas descritas arriba, siendo la forma más común para
reportar las concentraciones de fosfatos.
En áreas donde el suelo y la vegetación han sido maltratadas la erosión aumenta conduciendo a la presencia
aún mayor de fosfatos que son lavados del suelo y vertidos a las fuentes de agua. Los fosfatos también
pueden venir del excremento de animales que viven cerca de cuerpos de agua o cuyos desechos son
directamente vertidos a ellos sin ningún
tratamiento.
Niveles de fosfato de ríos
Sitio
Niveles esperados
Fosfatos
totales
3(mg/L PO4 P)
0.64
1.60
0.02
0.41
0.09
La concentración de fosfatos se expresan
en las unidades de mg/L PO43-12. También Río Missouri, St. Joseph, MO
Río Hudson, Poughkeepsie, NY
puede expresarse en unidades de fósforo.
Río Missouri, Garrison Dam, ND
Los niveles mayores de 0.1 mg/L de PO43-Río Grande (Bravo), El Paso, TX
P pueden estimular el crecimiento vegetal
Río Willamette, Portland, OR
sobre sus valores naturales. El agua que
recibe la salida de áreas fuertemente fertilizadas puede tener niveles más altos de fosfatos.
Orto-fosfatos
3(mg/L PO4 -P)
0.11
0.02
0.01
0.07
0.06
Un estudio elaborado por el sistema geológico estadounidense basado en mediciones de 410 sitios en todas
partes de los Estados Unidos relata que, en 1982, aproximadamente el 55% de los sitios muestreados tenían
niveles de fosfato mayores a este límite de 0.1 mg/L PO43--P. Hacia 1989, este porcentaje se había logrado
reducir en cerca del 40% al prohibir el uso de los fosfatos en los detergentes y en los fertilizantes.13
RESUMEN DE MÉTODOS
Los dos métodos mostrados abajo incluyen procedimientos para determinar los niveles de ortofosfatos y
fosfatos totales. La única diferencia entre estos métodos es el número de normas requeridas para crear la
curva estándar.
12
Tener en cuenta que los PO43- se utilizan en los informes como unidades de fosfato, aún cuando se pueden tener
formas químicas como los PO43- y los HPO4213
Estudio estadounidense, Resumen Nacional 1990-91, calidad de agua para 2400 sitios de abastecimiento de agua,
Imprenta del Gobierno de los Estados Unidos, 1993, pp. 124-125.
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Los ortofosfatos son relativamente fáciles de medir y, por lo general, dan una indicación preliminar del nivel
total de fosfatos en el agua. La concentración de ortofosfatos se determina mediante una reacción química
que causa a un cambio en color proporcional a la concentración de ortofosfatos presente. La intensidad del
color se mide con un colorímetro Vernier.
La prueba para fosfatos totales implica la digestión de la muestra con un ácido y un oxidante, puestos a
hervir durante 30 minutos para convertir todos los fosfatos en ortofosfatos. La prueba de ortofosfatos se
hace en la muestra. Los resultados son reportados como fosfatos totales. Esta prueba está más complicada
que la prueba de ortofosfatos, pero esto es la forma de fosfatos más comúnmente reportados.
Método 1: Colorimétrico con solamente un estándar de fosfatos
Se usa un colorímetro Vernier, se calibra con una curva con una solución estándar con 2 puntos de
absorbancia de fosfato contra la concentración que se usa en un blanco y un estándar de fosfato. Este
método es más rápido y más fácil que el método múltiple estándar pero, dado que su medición depende de
un estándar, las posibilidades para tener errores experimentales son más altas.
Método 2: Colorimétrico con estándares múltiples de fosfatos
Se usa un colorímetro Vernier para crear una curva estándar de 4 puntos de fosfato usando la absorbancia
contra la concentración que se basa en cuatro normas para fosfatos. Este método toma más tiempo y
esfuerzo que el método de un solo estándar, pero la curva estándar estará basada en cuatro puntos,
reduciendo la posibilidad de error.
Método 1: COLORÍMETRO DE FOSFATOS CON UN ESTÁNDAR
Lista de materiales




lapQuest
Papel absorbente
Un frasco

Probetas graduadas de 10 y 25 mL
Matraces Erlenmeyer, 3

Agua destilada


Ácido clorhídrico
Estándar de fosfatos 10.0 m/L PO43-

H2SO4, 2.63 M

PhosVer 3 paquetes de polvo de fosfatos

Plancha caliente

Sulfato/Persulfato de potasio
Colorímetro Vernier


Botella de muestreo
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Recolección y almacenamiento de las muestras
Importante: Los fosfatos pueden adherirse al cristal. Para obtener mejores resultados, toda la cristalería
empleada en esta prueba debe lavarse con ácido clorhídrico concentrado 0.1 M antes de su empleo durante
30 minutos. Debe enjuagarse de manera muy completa con agua destilada. PRECAUCIÓN: La solución de
ácido clorhídridrico es muy corrosiva y causar quemaduras dolorosas si se pone en contacto con la piel. Por
ello, es mejor realizar esta prueba en el laboratorio recolectando 100 mL de agua, de tal manera que
puedan realizarse al menos 25 pruebas múltiples. Las muestras de agua deben obtenerse de debajo de la
superficie del cuerpo de agua y lo más lejos de la orilla como sea posible. Si las áreas son inalcanzables,
deben usarse sistemas de recolección que consistan de una barra y un contenedor. Ver la Introducción de
este libro para más detalles. Si las pruebas no pueden realizarse en un lapso de pocas horas, las muestras
deben transportarse en baño de hielo o en un refrigerador hasta el laboeratorio.
Procedimiento
1. Usar gafas protectoras.
2. Etiquetar dos frascos Erlenmeyer “A” y “B”.
3. Medir 25 mL de agua de la muestra en cada frasco usando la probeta graduada.
1.
Pruebas para fosfatos totales u ortofosfatos
a. Debe ir a la hoja de Datos y a la hoja de Cálculos para fosfatos totales comprobando en la casilla
“Total” en el título de las Columnas B y C. Continuar en 5.
b. Debe ir a la hoja de Datos y a la hoja de Cálculos para ortofosfatos comprobando en la casilla “Total”
en el título de las Columnas B y C. Continuar en 6.
2.
Digestión de las muestras de agua. Nota: Realizar este paso sólo si se van a medir fosfatos totales.
a. Añadir una bolsita de persulfato de potasio en polvo a cada frasco y mezclar.
b. Añadir 2.0 mL de H2SO4 2.63 M a cada frasco de 10 mL usando la probeta graduada y mezclar.
PRECAUCIÓN: El ácido sulfúrico, H2SO4, es muy corrosivo. Ser muy cuidadoso con este paso.
c. Hervir las muestras durante 30 minutos, añadiendo pequeñas cantidades del agua destilada para
conservar el volumen, pero no por encima de los 25 mL. PRECAUCIÓN: Asegurarse que la ebullición se
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realice en una campana o en un área bien ventilada. No aspire los vapores generados por esta digestión ya
que son ALTAMENTE CORROSIVOS Y DAÑINOS.
d. Después del período de digestión de 30 minutos, quitar los frascos de la plancha caliente y enfriar las
soluciones.
e. Añadir 2.0 mL de NaOH 5.0 M a cada uno de los frascos usando la probeta graduada de 10 mL mezclando
cuidadosamente. PRECAUCIÓN: El hidróxido de sodio, NaOH, es una solución fuertemente cáustica. Ser muy
cuidadoso con este paso.
f. Si hay menos de 25 mL de líquido en cualquier frasco, completar el volumen a 25 mL con agua destilada.
6. Preparar la solución de estándares de fosfato y el blanco a utilizar.
a. Etiquetar el matraz Erlenmeyer con una “S” para “el estándar” y añadir 25 mL del estándar de fosfatos de
10.0 mg/L.
b. Añadir un sobre de PhosVer 3 de polvo de fosfatos al frasco.
c. Agitar la solución hasta que el polvo se disuelva completamente.
d. Seguir con el procedimiento de la prueba mientras la reacción ocurre. Esto tomará aproximadamente
dos minutos para una reacción completa.
7. Colocar el equipo de forma segura lejos del agua. Mantener el agua destilada lo más lejos del equipo en
todo momento.
8. Enchufar el colorímetro en el canal 1 de la interfase Vernier.
9. Configurar el equipo para la recopilación de datos abriendo el archivo “07 fosfatos” de la calidad del
agua con el archivo de Logger Pro de Vernier.
10. Preparar un blanco llenando un frasco vacío hasta ¾ de su volumen con agua destilada. Sellar el frasco
con una tapa. Para usar correctamente el colorímetro, recuerde:




Todos los frascos deben estar limpios y secos usando toallitas suaves.
Manejar los frascos sólo por el borde superior de los lados acanalados.
Todas las soluciones deben estar sin burbujas.
Siempre colocar los frascos con su lado blanco por el lado de la ranura del colorímetro.
11. Calibración del colorímetro.
a. Colocar las celdas o “cuvettes” en inglés con el lado blanco en la ranura del colorímetro y cerrar la tapa.
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b. Apretar el botón <el> o el botón sobre el colorímetro para poner la longitud de onda a 565 nm (Verde).
Calibrar presionando el botón de CAL sobre el colorímetro. Cuando el LED deja de parpadear, la calibración
se ha completado.
12. Configurar el MODO de recopilación de datos.
a. Sobre la pantalla del medidor, dar un toque al Modo. Cambiar el modo para la recolección de datos en la
“Entrada”.
b. Introducir el Nombre (Conc.) y las Unidades (mol/L). Seleccionar Aceptar
11. Recoger datos de absorbancia-concentración para el blanco y la solución estándar de fosfatos. Este
proceso creará una curva estándar que será usada por el equipo para determinar las concentraciones de
fosfatos de las muestras.
a. Colección de datos desde el principio.
b. Con el en blanco todavía en el colorímetro, señalar mantener. Seleccionar Aceptar.
c. Introducir 0 como la concentración en mg/L PO43- y seleccionar Aceptar para guardar este par de datos.
d. Desechar el agua del frasco y lavar dos veces con la solución estándar del frasco “S” y luego llenar hasta ¾
de su volumen. Tapar la “cubeta” o celda. Limpiar el exterior del frasco y colocarlo en el colorímetro.
Después del cierre de la tapa, esperar a que el valor mostrado sobre la pantalla se haya estabilizado.
e. Tocar Guardar. Introducir el número 10 como la concentración en mg/L. Seleccionar Aceptar
f. Suspender la recolección de datos cuando se haya terminado con las muestras.
12.
Trazar una curva de absorbancia contra concentración con una curva de regresión lineal.
a.Seleccionar ajustar curva en el menú de analizar.
b.Seleccionar la línea de la ecuación que se ajusta.
c. Seleccionar Aceptar.
d.Desechar las soluciones estándar de acuerdo a las instrucciones de su profesor.
13. Preparar las muestras para el análisis.
a.
Añadir una bolsa de PhosVer 3 fosfato en polvo a cada frasco de muestra.
b.
Mezclar cada solución hasta que el polvo se disuelva completamente.
c.
Esto puede tardar aproximadamente dos minutos para que se produzca una reacción completa. Las
muestras se tornarán de color azul con una intensidad proporcional a la concentración de fosfatos que
posean.
14. Encontrar los valores de absorbancia de las muestras.
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a.Pulsar Meter
b.Enjuagar la “cubeta” o celda dos veces con solución de la muestra y llenar a aproximadamente ¾ de su
capacidad. Tapar la “cubeta”, limpiando las caras exteriores y colocarla en el colorímetro.
c. Verificar el valor de absorbancia en la pantalla y cuando este valor se haya estabilizado anotarlo en la hoja
de Registro y Cálculos.
15. Determinar la concentración de fosfatos en las muestras de agua por interpolación del valor de
absorbancia en la curva estándar del paso anterior.
a.Tocar la tecla de Gráfica.
b.Elegir Interpolar del menú de analizar
c. Interpolar a lo largo de la curva de regresión para determinar la concentración de la solución desconocida.
Seleccionar cualquier punto de la curva de regresión para mover la línea de interpolación. Mover el valor de
absorbancia a la lectura de absorbancia más cercana que se obtenga en el paso anterior. La concentración
de fósforo en mg/L PO43-, se mostrará en la derecha de la gráfica.
d.Anotar el valor de la concentración obtenido en la hoja de cálculos.
16. Repetir los pasos 14 y 15 para el frasco B. Si la instrucción Interpolar ya está seleccionada, no hay
necesidad de elegir Interpolar en el paso 15b.
17. Los valores obtenidos en el paso 15 se encuentran en unidades de mg/L de fósforo, PO43-. En ocasiones,
los resultados de esta prueba se reportan en unidades de fósforo, PO43--P. Si se desea convertir los valores
de fosfato a fósforo, se debe utilizar la siguiente ecuación y registrar los resultados en la columna C de la
hoja de Datos y Cálculos:
fósforo (mg/L PO4-P) = fosfatos (mg/L PO4)
3.06
DATOS Y CÁLCULOS
Fosfatos
Corriente o lago:
Nombre de sitio
Número de sitio:
Tiempo de día:
Nombre de estudiante:
Nombre de estudiante:
Nombre de estudiante:
Fecha:
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Columna
Frasco
A
Absorbancia
B
Concentración
fosfatos
(mg/LP PO43--P)
ortofosfatos totales
C
de Concentración de fósforo
(mg/L PO43--P)
A
B
Promedio
Procedimiento de Columna:
A. Registrar el valor de absorbancia.
B. Registrar la concentración de fosfatos como determinado por la interpolación de la curva estándar.
C. Calcular la concentración de fósforo, usando la fórmula:
Fósforo (mg/L PO4-P) = fosfatos (mg/L PO4)
Observaciones De campaña (p.ej., tiempo, geografía, vegetación a lo largo de corriente)
Prueba Completada____________ Fecha: ______
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APLICACIONES AL PROCESO ENSEÑANZAAPRENDIZAJE DEL LABORATORIO DE CAMPO DEL
HUMEDAL ARTIFICIAL DEL CCH SUR
A continuación se detallan las aplicaciones de este sistema prototipo en el proceso enseñanzaaprendizaje.
Uso de reactores a escala de laboratorio que simulan la operación del humedal prototipo
Para evitar problemas de seguridad e higiene para los estudiantes y académicos, se plantea la
construcción de unidades a escala de banco para que los estudiantes puedan ver un modelo de lo
que ocurre en el sistema prototipo del humedal artificial del CCH Sur. En la Figura 5.1 se presenta
el diagrama esquemático de estos sistemas. En ellos se coloca el mismo tipo de material de
soporte que se usa en un sistema prototipo, se siembra el mismo tipo de planta acuática en
estudio y se alimenta con agua residual pero en este caso sintética, esto es, elaborada en el
laboratorio con agua de la llave y algunas sustancias químicas que proporcionen una composición
similar a la de un agua residual de tipo sanitario como la que llega al sistema prototipo.
La Tabla 1 presenta la composición de un agua residual sintética comúnmente elaborada en los
Laboratorios 301, 302 y 303 del Conjunto E de la Facultad de Química de la UNAM para las
investigaciones científicas que se realizan con diversos tipos de aguas residuales (Guido-Zárate,
2006; Orduña-Bustamante, 2012; Ruiz-López, 2008). Los simuladores de un humedal artificial son
reactores tubulares como los mostrados en la Figura B.1.
Tabla 1. Concentración del agua sintética empleada (relación 15:1:0.1, C:N:P)
SUSTANCIA
CONCENTRACIÓN mg/L
(NH4)2SO4
30
Na3PO3.12H2O
3
C12H22O11
450
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Figura B.1. Sistemas a escala de banco (laboratorio) que simulan humedales
artificiales con dos tipos de plantas acuáticas, el de la izquierda con tules, palabra
náhuatl (Typha latifolia) y el de la derecha con carrizos (Phragmites australis)
Este tipo de reactores que simulan a un humedal artificial pueden usarse sin problemas en
prácticas de laboratorio resultando interesantes para los estudiantes.
En ellos pueden aplicarse los ejemplos señalados anteriormente para el uso de sensores, tanto
para el influente como para el efluente de cada uno de los reactores como se muestra en las
Figuras C.1 y 2 (Orduña-Bustamante, 2012).
Figura C.1. Área de trabajo: 1) Mesa de trabajo soportando los biorreactores y en la parte superior el
sistema de iluminación artificial; 2) Colocación de un termómetro de máxima y mínima para el registro
diario de temperaturas; 3) Puerto de muestreo para electrodos en la parte superior y puerto de muestreo
de efluente a 5cm, por un costado; 4) Puerto de muestreo para electrodos mostrando el nivel de agua,
también puede verse el lecho de escoria volcánica (tezontle) con una granulometría de 0.5cm y
porosidad de 0.54
- 126 -
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Figura C.2. Propagación del material vegetativo de Phragmites australis y acondicionamiento de los
biorreactores en el área de trabajo: 1) Humedal del que se extrajeron los propágulos para colocarse en
los biorreactores, ubicado en el Conjunto E de la Facultad de Química; 2) Colocación de los propágulos en
los biorreactores empacados y sistema de iluminación con temporizador para su encendido y apagado
automático; 3) Puertos de muestreo de efluente y puerto para electrodos y drenaje con sifón en las
columnas empacadas ara que éstas no se vacíen sino que mantengan su nivel de inundación; 4)
Columnas empacadas, bomba peristáltica y depósitos de agua residual sintética de alimentación
Referencias
Guido, Z,A. 2006. Estudio de los potenciales de óxido-reducción en reactores biológicos que
simulan un humedal artificial. Tesis de Maestría en Ingeniería Ambiental. Universidad
Nacional Autónoma de México. México, D.F. México.
Orduña-Bustamante, M.A. 2012. Efecto de la relación nitrógeno:potasio en la eficiencia de
remoción de contaminantes carbonosos y nitrogenados en agua en sistemas de laboratorio
que simulan humedales artificiales. Tesis de Doctorado en Ingeniería Ambiental.
Universidad Nacional Autónoma de México. México, D.F. México.
Ruiz-López, V. 2008. Remoción de cadmio y zinc de aguas residuales de una industria minera
mediante reactores biológicos que simulan un humedal artificial. Tesis de Maestría en
Ingeniería Ambiental. Universidad Nacional Autónoma de México. México, D.F. México.
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Aplicación de los Talleres para prácticas e
investigación de campo en el Laboratorio de
campo del humedal artificial del CCH Sur
Aplicaciones de estos sistemas en los procesos
enseñanza-aprendizaje
TALLERES PARA PRÁCTICA E INVESTIGACIÓN EN EL LABORATORIO DE CAMPO DEL
HUMEDAL ARTIFICIAL DEL CCH SUR.
De acuerdo con los objetivos del proyecto INFOCAB: PB201312 denominado: “Desarrollo de
actividades didácticas, ecológicas y técnicas del Humedal artificial del CCH Sur, de apoyo a las
asignaturas de biología y química del bachillerato UNAM”, en esta unidad, en forma paralela se
realizan una serie de talleres que se imparten en el Sistema de Laboratorios de Iniciativa
(SILADIN) Plantel Sur.
Los talleres se presentan como una opción complementaria a las asignaturas curriculares y
optativas del Bachillerato UNAM, pero están diseñadas para mejorar o reforzar aprendizajes de las
asignaturas de biología y química. También el diseño se realizó para los alumnos que desean
hacer investigaciones científicas al nivel bachillerato, en el área de tratamiento de aguas o análisis
de la calidad del agua.
Para estos talleres, se cuenta con la siguiente infraestructura y equipo:





El prototipo de humedal artificial diseñado para el tratamiento hasta de 8,000 litros por día.
Seis reactores que simulan humedales artificiales para desarrollar investigaciones.
Laboratorio de campo anexo al área del humedal del CCH Sur.
Laboratorio conocido como LACE de Biología en el SILADIN del CCH Sur
Equipo de sensores para análisis fisicoquímico, de apoyo al control de la calidad del
efluente del humedal y las investigaciones de de los humedales piloto.
Cada uno de los talleres que se presentan se desarrolla en 20 horas durante los semestres en
horarios extra-clase de 13 a 15 horas y en promedio de dos horas por semana.
Los Talleres que se imparten son los siguientes:
- 128 -
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1. INVESTIGACIÓN CON “REACTORES” O HUMEDALES A ESCALA DE BANCO.
2. ANÁLISIS FISICOQUÍMICO DEL EFLUENTE DEL HUMEDAL ARTIFICIAL DEL CCH SUR.
3. CURSO DE MICROBIOLOGÍA Y MEDIOS DE CULTIVO
A continuación se presenta un ejemplo de uno de los talleres.
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Nombre del Taller: INVESTIGACIÓN CON “REACTORES” O
HUMEDALES A NIVEL DE BANCO
Profesor Agustín Arreguín Rojas
Descripción:
Este taller consiste en hacer investigaciones acerca de
los humedales, en reactores o humedales piloto:
probando diferentes tipos de plantas, sustratos o
suelos, diferentes contaminanantes, etcétera. Los
humedales piloto son reactores a escala que guardan
las características del humedal artificial del CCH Sur,
utiliza agua potable y los contaminantes disueltos que
se investigan. Los estudiantes, estabilizan un reactor
piloto y realizan sus pruebas y análisis químico
necesario, comparando resultados con su hipótesis. El estudiante o equipo realizan un informe
semestral de avances de su investigación y hacen propuestas para mejorar su investigación.
Objetivos: Al término de este taller, el practicante está capacitado para conocer y estabilizar su
“reactor natural” o humedal piloto, controlar las variables del sistema y posteriormente proponer
hipótesis de acuerdo a la investigación que desea realizar (el tipo de plantas, el sustrato o soporte,
o los contaminantes que investiga).
También, el participante llega a dominar las técnicas de análisis químico con el sistema de
sensores, disponibles en el Laboratorio de campo del Humedal del CCH Sur.
El estudiante o equipo de estudiantes preparan un proyecto de investigación que puede aplicarse
en el “Reactor” humedal del CCH Sur y lo presentan al grupo y al profesor asesor para su revisión.
Fecha, lugar y horario de realización del taller: Este taller se inició durante el 2º semestre del
2012 y se realizó a lo largo del semestre en el área de SILADIN, en las instalaciones del Humedal
artificial Prototipo del CCH Sur, de las 13 a 15 horas.
Dependencias o Instituciones que colaboran. El Humedal artificial del CCH Sur es un proyecto
INFOCAB clave PB1312, realizado por profesores del CCH Sur y asesorado por académicos de la
Facultad de Química de la UNAM.
Capacidad de atención a becarios: Mínima de 4 y máxima de 8 estudiantes.
Responsable de la actividad: Un profesor del Área de Ciencias Experimentales
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Nombre del Taller: ANÁLISIS FISICOQUÍMICO DEL EFLUENTE DEL
HUMEDAL DEL CCH SUR
Profesor Agustín Arreguín Rojas
Descripción: Este taller consiste en realizar el control de
calidad del efluente del humedal del CCH Sur y para esto
debe llegar a conocer y manejar el sistema de sensores en
el análisis del agua. En SIALDIN se tienen los siguientes
sensores: pH, conductividad eléctrica de disoluciones, O2
disuelto, turbidez, ión Ca, ión Cl, Ión NO3, ión NH4 y
espectrofotómetro para determinar fosfatos. De estas
posibles determinaciones, el estudiante o el grupo de
estudiantes eligen una característica a determinar durante
un semestre, para hacer análisis del efluente del Humedal
del CCH Sur cada semana y reportar o graficar el comportamiento del contenido del contaminante.
Objetivos: Al término de este taller, el practicante está capacitado para realizar el análisis
fisicoquímico de control de calidad del agua en el laboratorio, investiga y maneja las Normas
nacionales o internacionales de calidad del agua, como una base para aplicar criterios ante los
resultados que obtiene. Al final de un semestre el equipo o el estudiante deciden si continúan
investigando ese mismo contaminante o cambian a otro que sea de su interés.
El Taller se cubre en un semestre y el alumno llega a manejar el análisis químico del agua con
tecnología de sensores que es lo más moderno en investigación. Útil para trabajar como técnico en
análisis de agua en una industria de bebidas o alimentos o como apoyo a su carrera profesional
Al final, el estudiante o equipo de estudiantes presentarán resultados gráficos y estadísticos de las
pruebas de la calidad del agua de humedal en el lapso analizado.
Fecha, lugar y horario de realización del taller: Este taller se inició el 2º semestre del 2012 y se
realiza en dos semestres, en el área de SILADIN, en las instalaciones del Prototipo Humedal
artificial del CCH Sur, de las 13 a 15 horas.
Dependencias o Instituciones que colaboran. El Humedal artificial del CCH Sur, es un proyecto
INFOCAB: PB1312, realizados por profesores del CCH Sur y asesorado por Investigadores de la
Facultad de Química de la UNAM.
Capacidad de atención a becarios: Mínima de 4 y máxima de 8 estudiantes.
Responsable de la actividad: Un profesor del Área de Ciencias Experimentales
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UNIVERSIDAD
NACIONAL
AUTÓNOMA DE
MÉXICO
Nombre del Taller: MICROBIOLOGÍA Y MEDIOS DE CULTIVO
Profesores: M. en C. Alberto Hernández Peñaloza, IBQ
Rosario Cruz Guzmán
Este curso taller se integró de acuerdo con los siguientes pasos: 1)
formación de línea de investigación; 2) Dirección del grupo de
estudiantes y 3) Organización diseño e implementación de un curso
taller especial de Medios de Cultivo, dirigido a estudiantes de ambos
turnos, con una duración de 40 horas; 4) Coordinación de la
participación de los proyectos en diferentes foros de difusión de
actividades experimentales realizadas en SILADIN.
Las actividades que se realizaron forman parte de las actividades del
grupo de trabajo: Seminario BISIREA. Consistieron en la formación de
la Línea de Investigación en Microbiología del agua, dirección de un
grupo de trabajo de Investigación Experimental, donde nuestro papel consistió, fundamentalmente
en, planear, promover, organizar y dirigir el trabajo de investigación. Los estudiantes que formaron
parte del grupo de trabajo de Investigación Experimental, son alumnos regulares, inscritos en el
segundo año de Bachillerato, las sesiones se programaron en las instalaciones de SILADIN, fuera
del horario de clases. El trabajo de Investigación Experimental, está relacionado con el programa
de estudio de Biología. Los resultados obtenidos de la investigación, se presentaron en diferentes
foros de difusión de la ciencia a nivel bachillerato.
El curso-taller es extracurricular, presencial (Medios de Cultivo),
con valor curricular de 40 horas, del Área de Ciencias
Experimentales, al cual asisten un promedio de 20 alumnos. El
propósito, ha sido apoyar a los estudiantes en el reforzamiento de
los contenidos temáticos, ampliando, y profundizando la
información, así, como el desarrollo de habilidades en el manejo de
materiales, y equipo de laboratorio. Este tipo de actividades son de vital
importancia para la formación de bachiller, que le pueden servir como cursos
propedéuticos, por la relación que existe con los programas de licenciatura, y
de preparación para presentar examen de ingreso a Ciencias Genómicas.
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ISBN978-607-7807-13-1
Correspondiente a los Proyectos INFOCAB SB201608 y PB201312:
Instalación de un humedal con actividades didácticas de apoyo a los
programas de Química y Biología del Bachillerato UNAM.
TRADUCCIÓN Y DISEÑOS DIDÁCTICOS: Q. Agustín Arreguín Rojas
Se terminó de imprimir en octubre de 2013