Informe Color 3h6a4l

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA FACULTAD DE INGENIERÍA AMBIENTAL

COLOR DEL AGUA

CURSO:

ANÁLISIS DE AGUA Y DESAGÜE

TEMA:

Color del agua

INTGRANTES:

Atalaya Cruz, María Giuliana Marroquin Rubio, Piero Alejandro Picón Sarmiento, Javier

DOCENTE:

Zapata Payco, Arturo

Rímac-Lima-Perú 2017

INDICE

PÁGINA

I.

RESUMEN……………………………………………………………………………………………….3

II.

INTRODUCCION………………………………………………………………………………………..4

III.

OBJETIVOS…….…………….…………………………………………………………………...........5

IV.

MARCO TEÓRICO………….…………………………………………………………………………..5

V.

RESULTADOS………………………..………………………………………………………………..10

VI.

DISCUSION DE RESULTADOS……………………………………………………………………..10

VII.

CONCLUSIONES.………...…………………………………………………………………………...10

VIII.

RECOMENDACIONES………………………………………………………………………………..10

IX.

BIBLIOGRAFÍA...…………………………………………………………………………………...….11

X.

ANEXOS………………………………………………………………………………………………..11

XI.

APENDICE……………………………………………………………………………………………..12

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RESUMEN

El contenido del agua es un factor importante para poder determinar el color que observamos. Pueden llevar en suspensión una gran cantidad de sedimentos o partículas minerales que definen el color del líquido. Por ejemplo, los materiales colorantes naturales dan una apariencia amarilla-marrón al agua, parecida a la de la orina produciendo una repugnancia natural de parte de los consumidores de este recurso debido a las condiciones que presenta. Es responsabilidad de todo suministrador de agua, producir un producto que sea higiénicamente seguro. Por eso las normas del Perú recomiendan que el color no deba exceder de 20 UC en la escala estándar.

El presente trabajo tiene como fin obtener valores del color de ciertas muestras de agua. Para ello, realizamos mediciones a las muestras con los equipos indicados en el laboratorio. Lo que se hace es colocar una cierta cantidad de muestra en la celda del equipo, la introducimos en este y esperamos a que nos arroje el valor medido en pantalla. Los resultados fueron de 6, 9 y 24 UC, demostrando que una muestra se excede del valor adecuado.

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INTRODUCCIÓN

¿De qué color es el agua? Es una pregunta que muchos realizan y la respuesta que siempre reciben es "no tiene color" o "es transparente", pero ¿es del todo correcta esta afirmación? El agua tiene color pero no es algo que el ojo humano pueda apreciar en pequeñas cantidades. Para darnos cuenta del color del agua debemos observarla en un lugar donde haya un gran volumen de agua. Puede hacerse de forma científica, pero el ojo humano en las condiciones correctas también puede ver el color intrínseco del agua. El color del agua es azul, azul claro o turquesa dependiendo de diferentes factores. Algunos sostienen que el color del agua se debe al reflejo del cielo, en una superficie de grandes dimensiones como el mar. ¿Pero si el cielo se encuentra cubierto por nubes, porque vemos el mismo color?

Obviamente lo que el agua contenga jugará un papel determinante en el color que percibimos en ella. Porque no siempre vemos de color azul el agua, y es que hay otros factores que afectan nuestra percepción de su color. Por ejemplo, muchos ríos y estuarios presentan un aspecto turbio, predominantemente marrón. Eso es indicativo de que llevan en suspensión una gran cantidad de sedimentos, típicamente limos y arcillas, o también una elevada concentración de minerales o metales pesados puede dar color al agua.

Muchas aguas superficiales, especialmente las provenientes de zonas pantanosas, tienen a menudo un color tal que no es aceptable para usos domésticos o industriales sin tratamiento previo para eliminar el color. Aguas que contengan materia colorante derivadas de sustancias naturales, que se descomponen en pantanos y forestas, no son consideradas de poseer propiedades dañinas o tóxicas.

Por lo expuesto, el siguiente trabajo tiene como materia de estudio al color del agua, queriendo obtener valores del color usando equipos de medición de esta cualidad del agua para ciertas muestras de laboratorio.

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COLOR DEL AGUA

OBJETIVOS 

Determinar el color de las muestras del agua en el laboratorio.

MARCO TEORICO Usualmente cuando se examina el agua, las primeras propiedades que se suelen considerar son las siguientes: color, sabor y olor, características inherentes a ella. Considerando la primera de ellas, el color: el agua de uso doméstico e industrial tiene como parámetro de aceptación la de ser incolora, pero en la actualidad, gran cantidad del agua disponible se encuentra colorida y se tiene el problema de que no puede ser utilizada hasta que no se le trata removiendo dicha coloración. Las aguas superficiales pueden estar coloridas debido a la presencia de iones metálicos naturales ( hierro y manganeso ), humus, materia orgánica y contaminantes domésticos e industriales como en el caso de las industrias de papel, curtido y textil; esta última causa coloración por medio de los desechos de teñido los cuales imparten colores en una amplia variedad y son fácilmente reconocidos y rastreados.

COLOR REAL Y APARENTE Color real o verdadero es el producido por las sustancias en solución únicamente. Una vez eliminado el material suspendido, el color remanente se le conoce como "Color verdadero". El color aparente o total es el que incluye, además del color real, el que producen las sustancias que están en suspensión. Es el color que en el agua produce la materia suspendida y disuelta.

Las aguas naturales cuando tienen color son de aspecto amarillo-marrón.

Por experiencia, se

encontró que una solución de cloro platinato de potasio, teñido con una cantidad pequeña de cloruro cobaltoso, dan colores que son muy parecidos al color de las aguas naturales. Las razones por las cuales tiene gran importancia el color en las aguas utilizadas en abastecimientos son las siguientes: 

Muchos procesos industriales requieren el uso de agua libre de color.



La remoción de color es sumamente costosa cuando se consideran la inversión de capital y costos de operación.



Por esto el técnico o profesional cuando investiga o hace estudios de campo relacionados con fuentes de agua, están siempre atentos en lograr una agua con color suficientemente bajo, que no requiera tratamiento químico. Su búsqueda puede o no ser exitosa. Si es así, (exitosa), él

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usara los resultados de color como uno de los parámetros para satisfacer a su cliente de que no es necesario un caro tratamiento químico. 

Si no tiene éxito, él usará los resultados de color, además de otros argumentos, para probar que la coagulación química y filtros de arena, son necesarios para producir un abastecimiento de agua potable.

Antes de que sea diseñada una planta de tratamiento química deberá llegarse a cabo una investigación, con el fin de conocer qué productos químicos son más convenientes usar y qué cantidades son necesarias. Estos resultados deben ser obtenidos para una selección adecuada de dosificadores y para diseño del espacio de almacenamiento.

Una vez que la planta de tratamiento entra en operación, las determinaciones de color en el agua cruda y el agua determinada, sirven para gobernar los dosajes de los productos químicos usados, para asegurar una operación económica y para producir un agua de bajo color que sea buena dentro de los límites que indican las normas.

Para la determinación de color en el agua existen dos métodos: Por comparación visual de la muestra con soluciones coloridas de concentraciones conocidas o discos de cristal de color calibrados previamente con las soluciones anteriores. La unidad para medición del color que se usa como estandar, es el color que produce 1 mg/l de Platino en la forma de cloroplatinato. La relación de cobalto a platino, se puede variar para igualar el matiz. La proporción PtCo que se utiliza en este método es normalmente la adecuada para la mayoría de las muestras. El color puede cambiar con el pH de la muestra, por lo que es necesario, que al medir el color, se reporte también el pH de la muestra. En caso necesario la muestra se centrifuga para eliminar la turbidez. La comparación se realiza con las soluciones que tengan colores de 5, 10, y hasta 70 unidades contenidas en tubos nessler. Existe también el método espectrofotométrico, el cual se usa principalmente en aguas industriales contaminadas que tienen colores poco usuales, y que no pueden ser igualados por este método.

NORMAS Y UNIDADES El color por lo general hallado en mediciones de agua y aguas residuales es el color Platino Cobalto (Pt-Cob), también conocido como color APHA o Hazen. Estos nombres son comúnmente utilizados en diferentes aplicaciones, pero están basados en procedimientos idénticos. Mediciones estándares con Pt-Co/APHA/Hazen están basadas en la escala Hazen de color que fue introducida en 1892 por el químico Allen Hazen. Este color varia de un aspecto amarillo claro hasta marrón. Su rango va de 0-500 en Unidades de Color Platino (PCU siglas en ingles). Las normas intermedias son preparadas a partir de una solución madre de 500 ppm de cobalto de platino que está disponible comercialmente o se pueden preparar por . Una unidad de color es el color producido por 1 mg / L de platino en forma de ion cloroplatino. Los valores de color medidos por comparación con los estándares de 6

platino-cobalto se pueden expresar como PCU, Pt-Co, APHA, o unidades Hazen en función de los procedimientos específicos. En los Estados Unidos, la Regulación Nacional de Agua Secundaria para Beber indica que el máximo de unidades de color es un 15. La OMS recomienda que el consumo de agua de color no exceda de 15 unidades de color verdadero. Otros estándares y unidades de color: Para muestras en las que el color es diferente de las normativas del Pt-Co se utilizan diferentes escalas y normativas de color, por ejemplo: I Color (American Dye Manufacturer’s Institute), Gardner Color, Saybolt, Rosin, EBC (European Brewery Convention), CIE System, entre otras.

Métodos de color platino cobalto En Estados Unidos se utilizan dos métodos para medir el color del agua y aguas residuales utilizando la longitud de onda con colores y características similares a los estándares del Pt-Co. 

Agua / Aguas Residuales a 455nm: Este método utiliza un espectrofotómetro para medir la absorbancia de luz cuando pasa a través de una muestra en la longitud de onda de 455nm. Agua / Aguas Residuales a 455nm: Este método utiliza un espectrofotómetro para medir la absorbancia de luz cuando pasa a través de una muestra en la longitud de onda de 455nm. Este procedimiento se recomienda para agua de materiales de origen natural, es decir, residuos vegetales tales como hojas, cortezas, raíces, humus y materiales de turba. Si las muestras son turbias, deben ser filtrados antes del análisis artesa 0,45 micras filtro para determinar el color verdadero. Para determinar el color aparente, se miden muestras no filtradas. Las muestras con un color de alta densidad (> 500PCU) deben diluirse hasta que el color está dentro del rango de la curva estándar. PH de la muestra no se debe ajustar el tiempo que está entre 4 y 10.



Pasta de aguas residuales a 465nm: Este método utiliza un espectrofotómetro para medir la absorbancia de la luz cuando pasa a través de una muestra a la longitud de onda de 465nm. Este método es una adaptación del Boletín Técnico NCASI 803 para la pasta y el papel de efluentes (que sustituye al Técnica Boletín NCASI 253). El color verdadero se determina en una muestra con el pH ajustado a 7,6 +/- 0,05 y pH luego se pasa a través de un filtro de 0,8 micras. El color aparente se determina en la muestra original. muestras con alta color debe ser diluida a caer dentro del rango de la curva estándar.

También existen métodos de múltiples longitudes de onda, que se recomiendan para la medición del color en aguas y aguas residuales que tienen características de color diferentes de, pero sin excluir, las normas de platino-cobalto. tal método es 2120D SM-2001, que se utiliza para calcular valores triestímulo y en última instancia valores para la longitud de onda dominante, el matiz, luminancia, y la pureza de una muestra. De acuerdo con este método, el espectrofotómetro examina una serie de puntos (por ejemplo, 10 o 30 puntos) en el rango de 400 a 700nm a determinar la transmisión a cada longitud de onda y utiliza los valores obtenidos para calcular el color por el publicada método de cálculo. Una modificación del 7

método triestímulo que se utiliza en el agua y los residuos industria del agua se basa en la medición de porcentaje de transmisión en tres longitudes de onda (590, 540, y 438nm).

Rango, límite de detección, y tamaño de la muestra de la célula Límites de exactitud, precisión, y de detección que se pueden obtener por un procedimiento de medición de color específico dependen de la calidad de la óptica del instrumento y la celda de muestra (cubeta) longitud del camino. 

Los espectrofotómetros permiten resultados más exactos y precisos que los colorímetros, pero son más caros. Límites de detección más bajos y una mayor precisión en niveles bajos se pueden lograr en un espectrofotómetro si se elige una celda de muestra que tenga una mayor longitud de trayectoria. Vea abajo.



Los colorímetros son útiles para las pruebas fuera del laboratorio e indican la intensidad del color relativo. Los valores de color determinados en un colorímetro pueden diferir de los valores de color determinados en un espectrofotómetro, sobre todo cuando la longitud de onda colorímetro no coincide con la longitud de onda utilizada en el espectrofotómetro.



Las celdas de muestra para pruebas de color están hechas de cristal. El vidrio es adecuado para las pruebas en el rango de longitud de onda visible. Un vidrio de 24mm redondo o 25mm de celda da resultados satisfactorios. Para una mejor exactitud y precisión en los niveles de color que son inferiores a 15 unidades de color, se recomienda una célula mm rectangular de vidrio de 50. El 10 mm de tamaño de las celdas de la muestra no se recomienda para las pruebas de color.

Colorímetro El colorímetro es el dispositivo que permite la cuantificación de un color y permite su comparación con otro. Una vez hecha la cuantificación, el valor numérico asignado al color estudiado permitirá su adecuada clasificación en la escala de colores. Este es un aparato basado en la ley de absorción de la luz habitualmente conocida como de "LambertBeer". En realidad, estos dos autores nunca llegaron a colaborar puesto que un siglo separa el nacimiento de cada uno. Johann Heinrich Lambert (1728-1777) realizó sus principales contribuciones en el campo de la matemática y la física y publicó en 1760 un libro titulado Photometria, en el que señalaba la variación de la intensidad luminosa al atravesar un rayo de luz un número "m" de capas de cristal podía considerarse como una relación exponencial, con un valor característico ("n") para cada cristal. En 1852, August Beer (1825-1863) señaló que esta ley era aplicable a soluciones con diversa concentración y definió el coeficiente de absorción. Características 

Medición de color, en forma de tres variables, L, a, y b, si utilizamos el método de medición CIELab.



Seleccionar el tipo de iluminante con el que queremos realizar la medición. 8



Comparación del color, estableciendo la tolerancia de impresión permitida por el cliente.



Es un instrumento objetivo para determinar un color determinado.

La gran ventaja del colorímetro radica en los colores directos. Todo producto impreso en el cual sea importante verificar que el color ha sido reproducido dentro de unas tolerancias puede controlarse mediante el uso del colorímetro. Un colorímetro no permite medir densidades, porcentaje de punto, grisura, desviación tonal, entre otros. Los colorímetros miden valores triestímulos más directamente que los espectrofotómetros y funcionan basándose en filtros de color. Por eso, los colorímetros no proporcionar datos de reflectancia espectral. Sin embargo, muchas veces son preferibles a los espectrofotómetros debido a que son comparativamente más baratos de fabricar y fáciles de transportar. Funciones El colorímetro tiene tres funciones específicas, que son: 

Determinar el valor numérico de un color.



Llevar a cabo una comparación entre colores.



Establecer la intensidad y los matices del color estudiado.

Aplicaciones Entre las principales aplicaciones del colorímetro se encuentran: 

Clasificación de colores



Pruebas de absorbancia



Corrección de errores en monitores y pantallas



Calibración de colores de impresoras



Caracterización de polímeros en base a su color



Análisis de concentraciones químicas

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RESULTADOS Los valores calculados en el equipo de laboratorio fueron los siguientes:

MEDIDA DEL COLOR DE LAS MUESTRAS N° de muestra unidades de color (Pt-Co) 1 24 2 9 3 6 Fig 1. Resultado de los colores de las muestras medidas en laboratorio.

DISCUSION DE RESULTADOS Para la muestra 1 el valor es de 24 unidades en platino-cobalto. Para la muestra 2 el valor es de 9 unidades en platino-cobalto y para la muestra 3 el valor es de 6 unidades en platino-cobalto. Estos resultados muestran que el valor del color es el adecuado para las muestras 2 y 3 pero con la muestra 1, el resultado está por encima del valor recomendado. Este resultado se vio afectado con la celda del equipo al no ser lavada correctamente con agua destilada, ocasionando la alteración del valor calculado.

CONCLUSIONES 

El presente informe nos permitió conocer y calcular el color de una muestra de agua en el laboratorio.

RECOMENDACIONES 

Enjuagar cada material y a cada momento después de usarse durante todo el proceso en el laboratorio, debido a que podría alterar los resultados.

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Tener limpios los instrumentos de laboratorio, las muestras pueden contaminarse con partículas no disueltas originando lecturas inexactas.

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FUENTES DE INFORMACION 

Clara Bolonia (2009). El color del Agua. setiembre 18, 2017, de LaReserva. Sitio web: http://www.lareserva.com/home/el_color_del_agua



Arturo Bola. Determinación de Color escala Pt-Co. setiembre 18, 2017. Sitio web: http://arturobola.tripod.com/color.htm



Químico Técnica Industrial, S.R.L. Medición del Color. setiembre 18, 2017. Sitio web: http://quimicotecnica.com/tip-color-measurement/



EcuRed (2017). Colorímetro. setiembre 18, 2017. Sitio web: https://www.ecured.cu/Color%C3%etro



Jimeno, E. (1998). Análisis de agua y desagüe. Lima: Ediciones Banco de libros.

ANEXOS 1. El equipo usado en el laboratorio fue el siguiente:

Fig 2. Colorímetro HACH DR 900.

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APENDICE Diagrama de flujo: 1. Se agregó una cantidad de la muestra hasta la marca de la celda del colorímetro.

Fig 3. Marca de la celda. Indica hasta que nivel se agrega la cantidad de muestra. 2. Se retiró la cubierta del equipo y se colocó la celda con el contenido de muestra.

Fig 4,5. Colorímetro con la tapa retirada para introducir la celda con la muestra a analizar. 3. La cubierta se vuelve a colocar, pero en posición vertical.

Fig 6. Colorímetro con la celda cubierta por la tapa, lista para analizar. 12

4. Estando listo para la medición, se procede a dar lectura y tomar nota de los resultados.

Fig 7. Resultado de una de las muestras: 24 Pt-Co.

Fig 8. Resultado de una de las muestras: 9 Pt-Co.

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