Demanda De Cloro Y Cloro Libre 272b1s

DEMANDA DE CLORO Y CLORO RESIDUAL

UNIVERSIDAD NACIONAL “SANTIAGO ANTUNEZ DE MAYOLO”

FACULTAD DE CIENCIAS DEL AMBIENTE

ESCUELA PROFESIONAL INGENIERIA SANITARIA

CURSO: ANALISIS DE AGUAS Y AGUAS RESIDUALES

TEMA: DEMANDA DEL CLORO .

DOCENTE: ING. POMA VILLAFUERTE CARLOS

ALUMNO:   

PAJUELO HENOSTROZA MAX ARIAS TARAZONA MARTHA FLORES VILLAFRANCA DEYSI

DEMANDA DE CLORO Y CLORO RESIDUAL

DEMANDA DE CLORO Y CLORO LIBRE

OBJETIVO GENERAL:

Determinar la cantidad de Cloro Libre y la Demanda De Cloro en una muestra de agua “RIO QUILLCAY”

OBJETIVOS ESPECIFICOS:

 Comparar la cantidad de cloro libre de los diferentes frigos.  Observar y comparar los efectos que se produce en la muestra al añadirle almidón yodo y vinagre.  Identificar al frasco de coloración más tenue que nos indique la demanda de cloro.

DEMANDA DE CLORO Y CLORO RESIDUAL MARCO TEORICO El cloro, descubierto a fines del siglo XVIII, se utilizó en un principio en base a la idea de que las enfermedades de origen hídrico tenían relación con el mal olor del agua. Erradicar dicho olor. Este error, pero que efectivamente ayudada a prevenir enfermedades, apuntaló la creencia de que las enfermedades tenían origen en el olor séptico del agua, por lo que las primeras normas de potabilidad hacían referencia a sus características organolépticas: “el agua debe ser inodora, insípida, incolora y transparente”. Recién a partir de 1880, gracias a las investigaciones de Pasteur y Escherich, se descubrió el origen microbiológico de las enfermedades hídricas y pudo explicarse la acción bactericida del cloro.

LA DEMANDA DE CLORO La cantidad de cloro que debe utilizarse para la desinfección del agua, se determina generalmente mediante el método de la demanda de cloro. Al incorporar el cloro al agua, reacciona con las sustancias que ésta contiene, quedando menos cloro en disposición de actuar como desinfectante. Entre estas sustancias destacan el manganeso, hierro, nitritos, sulfhídrico y diferentes materias orgánicas, las cuales, además de consumir cloro, producen compuestos orgánicos clorados que pueden ser la causa de olores y sabores desagradables. Otra sustancia presente, a veces, en el agua y que reacciona de una forma muy particular con el cloro es el amoníaco. En este caso se forman compuestos denominados cloraminas, las cuales poseen poder desinfectante, aunque en menor grado que el cloro. Si se continúa añadiendo cloro en exceso, de manera que reaccione con todas las sustancias presentes, llegará un momento en que el cloro sobrante aparecerá como cloro residual libre, que es el que realmente actúa ahora como agente desinfectante. La demanda de cloro es la diferencia entre la dosis de cloro añadida y el contenido de cloro residual al cabo de un tiempo de o suficiente para completar las reacciones antes expuestas. El control perfecto de la desinfección, se efectúa mediante los correspondientes exámenes bacteriológicos del agua, pero para un control más rápido del contenido en cloro libre y combinado de un agua tratada. El cloro presente en el agua tratada que se conoce como «cloro residual», puede presentarse como «cloro residual libre» o como «cloro residual combinado». El cloro residual libre está constituido esencialmente por el ácido hipocloroso y el ión hipoclorito; y el cloro residual combinado lo forman generalmente las cloraminas. Para que el cloro residual libre esté presente en un agua tratada con cloro después del suficiente tiempo de o, es necesario que la cloración se lleve a cabo mediante una dosis lo suficientemente elevada de cloro, hecho conocido como «dosificación con cloro

DEMANDA DE CLORO Y CLORO RESIDUAL sobrante», «cloración por el punto crítico», con lo cual el cloro oxidará todas las sustancias que estén en disposición de ser oxidadas, se combinará, destruirá y eliminará otras, como por ejemplo las cloraminas , y después de todo esto aún quedará un exceso de cloro libre residual. La dosis de cloro a la cual comienza a aparecer el cloro libre residual es la llamada dosis de breakpoint. Indicaremos ahora, y después ampliaremos, que algunas de las sustancias orgánicas cloradas formadas con el cloro libre son causa de preocupación desde el punto de vista sanitario. 1

CÓMO ACTÚA: El cloro en el agua a pesar de ser la garantía del agua segura, el contenido de cloro suele ser motivo de queja por parte de los s de servicios. Aquí explicamos las distintas fases de acción del cloro en el agua y algunos aspectos operativos sobre la base de un documento de la organización panamericana de la salud. La desinfección del agua constituye la protección contra el riesgo de enfermedades de origen hídrico. La desinfección puede conseguirse por diversos medios físicos o químicos, como la ebullición (hervor); los rayos ultravioletas (ver Hydria Nº 8, pag.6) o a través de reactivos químicos, como el cloro o el ozono. El cloro es el desinfectante (o biocida (1)) más utilizado en los sistemas de agua de red en todo el mundo y el más antiguo. Es económico y de fácil aplicación, y tiene poder residual, es decir, que permanece en el agua en su tránsito por las redes. La desinfección constituye el tratamiento único para las aguas subterráneas. 2

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FUENTE: Organización Panamericana de la Salud

DEMANDA DE CLORO Y CLORO RESIDUAL FACTORES QUE INFLUYEN EN LA CLORACION: EL PH ES EL QUE TIENE MAYOR INFLUENCIA SOBRE LA ACTIVIDAD BIOCIDA DEL CLORO EN LA SOLUCIÓN: De todas las fases del proceso de tratamiento del agua, la desinfección es la más sencilla y la que presenta resultados más rápidos. El tratamiento completo del agua deberá incluir el proceso de eliminación de los sólidos en suspensión, que causan el color y turbidez del agua, llamados materia orgánica, la filtración, la posible eliminación de metales que interfieren, tales como el hierro y manganeso, y en algunos casos más complejos, la necesidad de eliminación de la dureza, o sea, sales disueltas en el agua. Por eso, la desinfección es fundamental en todo proceso. En muchos casos, no existe la estructura para desarrollar todas las fases anteriores a la desinfección, sin embargo, aún así es posible adecuar sistemas de desinfección de agua de forma muy sencilla. El cloro en una solución acuosa, incluso en cantidades pequeñas, presenta una rápida acción biocida. Aún no se han aclarado del todo los mecanismos, a pesar de que se ha hecho mucha investigación en este tema. La eficiencia desinfectante del cloro crece con el aumento del pH, aunque también es cierto lo contrario. Paralelamente a eso, la concentración del ácido hipocloroso también aumenta con la elevación del pH. Esto indica que el HOCl tiene una acción biocida mucho más fuerte que el OCl-. El hecho de que el OCl- contenga iones de cloro activo podría considerarse que tiene poder biocida. Con un consagrado historial de aplicación, los compuestos clorados acumulan innumerables pruebas de laboratorio y de campo, con el objetivo de evaluar su eficiencia; la mayoría de estas pruebas son relativas al hipoclorito, pero con extensión a todos los compuestos de cloro activo. El poder biocida del cloro depende mucho de su no disociación en solución acuosa que está directamente relacionada al pH. Mientras tanto, junto con el pH, hay otros factores diversos, que solos o en combinación, van a determinar la acción biocida del cloro. La plena comprensión de estos factores y su correcta manipulación permitirán la utilización correcta de los compuestos clorados y en consecuencia, la obtención del resultado esperado.

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EFECTO DEL PH: El pH es el que tiene mayor influencia sobre la actividad biocida del cloro en la solución. Un aumento en el pH diminuye sustancialmente la actividad biocida del cloro, y una disminución del pH aumenta esa actividad en la misma proporción. Los trabajos presentados por Rideal et al. (1921) y Johns (1934) mostraron esta dependencia del pH en la formación del ácido hipocloroso y por consiguiente, en la eficacia del cloro. Charlton et al. (1937), con Bacilus metiens e hipoclorito de calcio, mostraron que 100 ppm disponibles de cloro a pH 8.2 presentan el mismo resultado en la eliminación de las esporas que una solución con pH 11.3 y 1000 ppm, lo que así se comprueba la interferencia del efecto del pH. Más tarde, Rudolph et al. (1941) demostraron el efecto del pH en solución de 25 ppm de cloro disponible para reducir 99% de las esporas de B. metiens. Los autores, dados los notorios cambios en el tiempo de acción biocida, concluyeron que la concentración del HOCL está íntimamente relacionada con la velocidad de acción del hipoclorito en solución, en el que el pH es un factor decisivo en el proceso sanitizante. A un pH menor de 6.5 la presencia de HClO es del 100% y por lo tanto, es un punto en el cual el sanitizante logra su máxima eficiencia. Mercer (1957), con esporas de B. macerans, mostró que una solución de 15 ppm de hipoclorito tendría un efecto del 99% de reducción de los microorganismos en 8.5 minutos a pH 6, y que serían necesarios aproximadamente 42 minutos para el mismo efecto a un pH 8. Tampoco encontró ninguna diferencia significativa en la actividad biocida con cloro gaseoso, hipoclorito de sodio e hipoclorito de calcio. Friberg et al. (1956), en su trabajo con bacterias y virus, concluyeron que el efecto virucida del cloro libre disponible se ve afectado por el pH de la misma manera que en la acción biocida. EFECTO DE LA CONCENTRACIÓN: Sería lógico suponer que un aumento en la concentración de cloro disponible en una solución traería un aumento correspondiente en la actividad biocida. Esta suposición puede ser verdad, mientras que otros factores, tales como el pH, la temperatura y el contenido de materia orgánica se mantengan constantes. Mallman et al. (1932), en sus experimentos con Staphylococcus aureus, con un pH 9 constante, mostraron que al aumentar el cloro disponible en soluciones de 0.3, 0.6, 1.2 a 2.0 ppm, se redujo el tiempo o aumentó el índice biocida. Con 2 ppm disponibles de cloro,

DEMANDA DE CLORO Y CLORO RESIDUAL el tiempo de inactivación total fue de 5 minutos, mientras que con 1.2 ppm el tiempo fue de 10 minutos, y con 0.3 incluso en 30 minutos, no hubo inactivación completa.

Rudolph et al. (1941) probaron soluciones de hipoclorito en concentraciones de 25, 100 y 500 ppm de cloro disponible a un pH 10 y a una temperatura de 20°C, mantenidos constantes. Se deseaba encontrar el tiempo necesario para eliminar 99.9% de las esporas de las esporas resistentes de Bacillus metiens. Fue necesario: 31 min. con 500 ppm, 63.5 min. con 100 ppm, y 121 min. con 25 ppm de cloro libre disponible. Concluyeron que un aumento cuádruple de la concentración de cloro en solución iba a resultar en una reducción del 50% en el tiempo de acción y en un aumento del 30% de la reducción (véase también Weber et al., 1944). Un aumento en el pH del agua diminuye sustancialmente la actividad biocida del cloro. (Foto cortesía de Somai Nordeste, Brasil)

EFECTO DEL TIEMPO DE O Muchos todavía ignoran la importancia del tiempo de o para el efecto biocida del cloro. El cloro no tiene acción instantánea. Es como un antibiótico: necesita tiempo para actuar. Obviamente, el pH, la concentración y la temperatura pueden disminuir el tiempo de o. Todavía hoy en día se montan muchos sistemas sin considerar este aspecto. El cloro se adiciona al agua e inmediatamente esta agua se destina al consumo. En este caso, el puede estar ingiriendo agua con cloro y microorganismos perjudiciales a la salud. REACCIONES DEL CLORO EN EL AGUA: Las reacciones que tienen lugar entre el cloro y el agua, aunque en principio parecen muy simples, no siempre lo son, ya que el agua objeto de la cloración no sólo es H2O, sino que en ella hay diversas sales y materias orgánicas en solución y suspensión. Pero trataremos en principio sólo de las reacciones de equilibrio que tienen lugar al reaccionar el cloro con el agua,que son reacciones de hidrólisis , se originan ácidos hipocloroso y clorhídrico : Cl2 + H2O ↔ ClOH + ClH (1) El ácido clorhídrico es neutralizado por la alcalinidad del agua y el ácido hipocloroso se ioniza, descomponiéndose en iones hidrógeno e iones hipoclorito: ClOH ↔ H+ + ClO-

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DEMANDA DE CLORO Y CLORO RESIDUAL Concentración máxima de cloro residual en agua potable En la Resolución del 23 de Abril de 1984 del Ministerio de Sanidad y Consumo del Estado Español, se fija la concentración máxima de cloro residual combinado que deben tener las aguas potables. Esta concentración es en función del pH. Para un pH entre 6.5 y 7.4 la concentración de cloro residual combinado no debe superar 1 mg/l. Para un pH entre 7 y 8, no debe superar 1.5 mg/l. Finalmente si el pH está entre 8 y 9, el cloro combinado no puede superar 1.8 mg/l. En general, un valor de referencia para la concentración de cloro residual en agua potable es de 1,5 mg/l. LA RELACION DE CLORO Y LA SALUD Si se respetan los valores recomendados para el correcto tratamiento del agua con cloro, no tiene porqué producirse ningún tipo de reacción perjudicial para la salud. EL CLORO RESIDUAL LIBRE Y EL CLORO LIBRE Cloro residual: fracción de cloro añadido que conserva sus propiedades desinfectantes. Cloro residual libre: cantidad de cloro presente en el agua en forma de ácido hipocloroso o hipoclorito. Cloro residual combinado: la cantidad de cloro presente en el agua en forma de clora minas u otros compuestos orgánicos de cloro.

Demanda de cloro: diferencia entre el cloro añadido y el cloro disponible residual.

MATERIALES Y EQUIPOS: o o o o o o o o o o o o

10 botellas de vidrio 1 probeta de 500 ml Disco comparador de cloro Balanza analítica Hipoclorito de sodio Vinagre Cristales de yoduro Almidón Muestrea de agua del Rio Quillcay Agua destilada Pipetas. Luna de reloj

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PROCEDIMIENTO: Demanda de Cloro: 1.- se prepara una solución que contenga 1g. de cloro libre/L 2.- se coloca una hilera de 10 frascos o botellas transparentes, añadiéndose a cada frasco una cantidad determinada de agua que habremos de investigar. 3.- se añade la solución clorada uno de los frascos de la manera siguiente: 8 gotas al primer frasco, 16 gotas al segundo, 24 al tercero y asi sucesivamente (1 ml= 16 gotas). Se agitan suavemente los frascos y se dejan reposar durante media hora. 4.- transcurrido este tiempo, a cada frasco se le agrega de dos a tres cristales de KI, o 4 a 5 gotas de I2 agitando hasta diluirse. 5.- se agrega 4 gotas de vinagre e igual cantidad de solución de almidon, agitándose cuidadosamente con una cucharada, libre de jabon o sustancias extrañas. 6.- se notara que el agua contenida en los diferentes frascos toma una coloración azulada cuya intensidad está en relación directa con la cantidad de cloro que contienen.

C= Demanda de cloro I= cantidad de gotas pero en ml (16 gotas = 1ml) Nota: El hipoclorito de Sodio  33% Por lo tanto: 1/0.33 = 3.03 gr  peso  Nuestro grupo empezó con 32 gotas para adelante  Llenamos el doble de gotas de I2 o sea 10 gotas  Y 8 gotas de vinagre

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RESULTADOS:  No hubo resultados. ( se explica en las conclusiones )

PROCEDIMIENTO: Cloro Libre: 1.- Medir 1L de agua destilada o agua de lluvia, a falta de ellos, se puede tomar un litro y medio del agua a ser desinfectada, echarle una gota de hipoclorito de sodio, agitar bien y luego de 30 min. De tiempo de o, hacerlo hervir durante 3 min. Enfriarlo, chequear con el comparador que no presente cloro residual y luego medir un litro en un recipiente limpio con tapa. 2.- Echar a la botella con el litro de agua, una gota de hipoclorito de sodio, tapar y agitar durante un minuto. 3.- Medir con el comparador, la cantidad de cloro libre existente y con este valor encontrar el % de cloro libre del compuesto.

Nota: se calienta con la finalidad de eliminar el cloro Determinación de Cloro libre: -

6 ml de muestra 1 cucharada de Cl2-1 Reacción 1 min. Leer

RESULTADOS: -

4 mg/l  Cl2 4 mg/l x 16 = 64 mgcl2 1000  1 % 64000  X X = 6.4 % cloro libre.

Nota: Se determinó el mismo resultado para todos los grupos.

DEMANDA DE CLORO Y CLORO RESIDUAL CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES:

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No hubo ningún cambio en la demanda de Cloro y sobre todo ningún resultado ya que el Hipoclorito de sodio esta pasado y no se podía realizar la práctica. No se puedo determinar los efectos que produce el Yodo, almidón y vinagre, ya que el Hipoclorito de Sodio, estaba malo para su determinación. No se identificaron los frascos más tenues, ya que el también el Hipoclorito estuvo malogrado. La concentración del Hipoclorito de Sodio fue de 33 %, y no Sirvió para realizar el procedimiento. El Cloro libre de la muestra fue de 6. 4 %. En vista de que es ampliamente reconocido el efecto de la desinfección del agua con cloro en condiciones normales, su aplicación es aun más necesaria en situaciones de emergencia, a fin de evitar la propagación de enfermedades gastrointestinales. Es necesario perfeccionar las técnicas de medición de cloro de una manera práctica y confiable que permita la caracterización de las fuentes de agua que se utilizaran para el abastecimiento. Hasta la fecha, el cloro es el desinfectante de agua más económico, práctico y efectivo. Otros desinfectantes como el ozono, el dióxido de cloro y la monocloramina, son utilizados en algunas comunidades; si bien estos pueden evitar la formación de algunos subproductos de la cloración, no son capaces de mantener el efecto desinfectante posterior del cloro residual.

DEMANDA DE CLORO Y CLORO RESIDUAL BIBLIOGRAFIA

 http://www.estrulan.com.ar/Producciones/imprimir.asp?IdEntrega=2258  http://www.grupoinduquim.com/files/DeterminaciondeCloroResidualyCloroTotal.pdf  http://www.fortunecity.es/felices/andorra/51/cloracion1.htm  http://www.cepis.opsoms.org/eswww/proyecto/repidisc/publica/hdt/hdt049.html  http://www.wattagnet.com/La_cloraci%C3%B3n_de_agua__factores_de_desinfecc ion_adecuada.html

DEMANDA DE CLORO Y CLORO RESIDUAL ANEXOS: