Diapositiva 1

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Departamento de Química Analítica y Tecnología de
Alimentos
QUIMICA ANALITICA APLICADA

• TEMA 7.- Contaminación del agua.
• Caracteres físico-químicos y organolépticos del
  agua.
• Componentes no deseables y tóxicos.
• Determinación de componentes metálicos.
• Determinación de compuestos inorgánicos no
  metálicos.
• Determinación de compuestos orgánicos.

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CARACTERISTICAS DE LAS AGUAS POTABLES

• Características organolépticas
• Olor y sabor
• Color
• Turbidez

• Componentes no deseables
• Nitratos
• Nitritos
• Amonio
• Oxidabilidad
• Extraíbles en cloroformo
• Hierro
• Manganeso
• Cobre
• Zinc
• Materia en suspensión
• Fenoles
• Detergentes
• Fluor

• Características fisicoquímicas
• pH
• Conductividad
• Residuo seco
• Oxigeno disuelto
• Cloruros
• Sulfatos
• Calcio
• Magnesio
• Aluminio
• Dureza total

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Para que un agua sea apta para su uso o consumo
ha de cumplir una serie de características
organolépticas y fisicoquímicas, y no deberá
contener componentes no deseables ni componentes
tóxicos.
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• Componentes tóxicos
• Arsénico
• Cadmio
• Cianuro
• Cromo (VI)
• Mercurio
• Níquel
• Plomo
• Plaguicidas
• PHA

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PROPIEDADES FÍSICAS Y DE AGREGACIÓN

• MATERIAS DECANTABLES
• La determinación se basa en dejar en reposo
  durante dos horas un litro de agua.
• El procedimiento consiste en pasar previamente
  el agua por un tamiz de 5 mm de lado, agitar
  hasta total homogeneización y verter un litro de
  agua en un cono de Imhoff.
• Se lee a las dos horas y el resultado se expresa
  en ml de materia decantada por litro de
  disolución
• MATERIAS EN SUSPENSION
• Por filtración sobre placa de vidrio.
• La placa se seca en una estufa a 105 ºC y se
  tara.
• Se filtra el agua , se seca el filtro con el
  residuo a 105 ºC hasta pesada constante, y se
  pesa.
• Por centrifugación
• Se centrifuga a 3000 rpm durante cinco minutos.
• Se evapora, se seca a 105 ºC y se pesa
  resultando las materias totales en suspensión.
• El residuo procedente de la centrifugación se
  calienta a 525 ºC se enfría y se pesa,
  obteniéndose la materia mineral en suspensión.
• La diferencia entre la total y la mineral es la
  materia orgánica en suspensión

Cono de Imhoff
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PROPIEDADES FÍSICAS Y DE AGREGACIÓN

• RESIDUO SECO Y FIJO
• El residuo seco se expresa como los mg/l
  obtenidos al evaporar 500 ml de agua filtrada al
  baño maría en una cápsula de platino previamente
  tarada y secar 105 ºC durante 4 horas.
• El residuo fijo corresponde aproximadamente a la
  materia mineral disuelta. Se obtiene calcinando a
  525 ºC el residuo seco, impregnándolo con
  disolución de carbonato amónico para transformar
  los óxidos en carbonatos y secándolo a 110 ºC
  durante una hora.

• OLOR
• El olor es el conjunto de sensaciones percibidas
  por el olfato al captar ciertas sustancias
  volátiles.
• Todo olor es un signo de contaminación o de la
  presencia de materias orgánicas en
  descomposición.
• El fundamento del método de determinación
  consiste en la dilución del agua a examinar hasta
  que no presente ningún olor perceptible.
• Se cuantifica con el índice de dilución o número
  de dilución DN B/A

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PROPIEDADES FÍSICAS Y DE AGREGACIÓN

• COLOR
• El color real o verdadero se debe a las
  sustancias disueltas y el aparente cuando además
  se debe a las sustancias en suspensión. Es un
  indicador de calidad deficiente.
• Las aguas muy contaminadas e industriales pueden
  presentar cualquier color.
• Los colores más frecuentes son a) verde
  debido a algas b) entre amarillo y pardo por Fe
  o Mn c) amarillo debido a Cr(VI) y c) Parduzco
  en aguas residuales
• DETERMINACION DEL COLOR
• Método del Pt (IV)
• Se prepara una disolución de 500 mg/l de Pt(IV)
  a partir de hexacloroplatinato potásico en medio
  HCl.
• Se construye una recta de calibrado y se compara
  la A a 420 nm con la de la muestra
• Diagrama de cromaticidad
• Diagrama de cromaticidad
• El color se determina por el diagrama de
  cromaticidad utilizando múltiples ?.
• Se definen tres parámetros triestímulo (X,Y,Z)
  que representan las cantidades de los tres
  colores primarios.
• A partir de ellos se obtienen, las coordenadas
  de cromaticidad (X,Y).
• Se representan en el diagrama y se obtiene el
  matiz (?) y la pureza .
• El parámetro Y es el de luminosidad

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PROPIEDADES FÍSICAS Y DE AGREGACIÓN

• TURBIDEZ
• La turbidez del agua es producida por materias en
  suspensión, como arcilla, cieno o materias
  finamente divididas, plancton y microorganismos.
• La medida de la turbidez se realiza por
  turbidimetría o nefelometría comparando la
  intensidad de luz dispersada por la muestra con
  la dispersada por una suspensión de referencia en
  idénticas condiciones.
• La suspensión patrón de referencia (de formacina)
  se prepara a partir de dos disoluciones de
  sulfato de hidracina (al 1) y de
  hexametilentetraamina (al 10).
  
• A la suspensión preparada con 5 ml de cada
  disolución en 100 ml se le asigna un valor de 400
  UNF ( unidades nefelometricas de formazina ).
• A partir de esta por dilución se establece una
  recta de calibrado entre 0 y 40 UNF midiendo a
  620 nm. Las medidas se realizan en un
  espectrofotómetro, midiendo la absorbancia de la
  suspensión a 620 nm.

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PROPIEDADES FÍSICAS Y DE AGREGACIÓN

• pH
• El valor del pH es una magnitud que debemos
  determinar siempre porque tiene una vital
  importancia en
• Procesos biológicos
• Procesos químicos
• Disolución (gases, minerales, compuestos
  metálicos)
• Precipitación (Sales o hidróxidos)
• Formación de complejos
• Procesos de oxidación y reducción
• Influencia en la turbidez
• Ionización de compuestos
• Tratamiento químico de desinfección
• Procesos de intercambio iónico en los suelos
• El pH se determina mediante un pH-metro con un
  electrodo de vidrio combinado.
• El origen del pH puede ser natural o artificial.
• CONDUCTIVIDAD
• La conductividad refleja la cantidad de iones
  presentes en la muestra.
• En este sentido la conductividad esta
  relacionada con el residuo.
• Es debida fundamentalmente a los iones
  mayoritarios. La medida de la conductividad se
  realiza mediante un conductímetro.
  

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CONTAMINANTES DEL AGUA

• Los principales contaminantes del agua son
• Aguas residuales y otros residuos que demandan
  oxígeno (en su mayor parte materia orgánica, cuya
  descomposición produce la desoxigenación del
  agua).
• Agentes infecciosos.
• Nutrientes vegetales que pueden estimular el
  crecimiento de las plantas acuáticas. Éstas, a su
  vez, interfieren con los usos a los que se
  destina el agua y, al descomponerse, agotan el
  oxígeno disuelto y producen olores desagradables.
• Productos químicos, incluyendo los pesticidas,
  diversos productos industriales, las sustancias
  tensioactivas contenidas en los detergentes, y
  los productos de la descomposición de otros
  compuestos orgánicos.
• Petróleo, especialmente el procedente de los
  vertidos accidentales.
• Minerales inorgánicos y compuestos químicos.
  
• Sedimentos formados por partículas del suelo y
  minerales arrastrados por las lluvias y
  escorrentías desde las tierras de cultivo, los
  suelos sin protección, las explotaciones mineras,
  las carreteras y los derribos urbanos.
• Sustancias radiactivas
  
  
• El calor (aumento de temperatura) puede ser
  considerado un contaminante cuando el vertido del
  agua empleada para la refrigeración de las
  fábricas y las centrales energéticas hace subir
  la temperatura del agua de la que se abastecen.

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CONTAMINANTES DEL AGUA

• Relación I
• Compuestos organometálicas y sustancias que
  puedan dar origen a éstos en el agua.
• Compuestos organofosfóricos.
• Compuestos organoestánnicos
• Compuestos con poder cancerígeno, mutagénico o
  teratogénico
• Mercurio y compuestos del mercurio.
• Cadmio y compuestos del cadmio.
• Aceites minerales persistentes e hidrocarburos
  de origen petrolífero persistente.
• Sustancias sintéticas que puedan flotar,
  permanecer en suspensión o hundirse causando con
  ello perjuicio a cualquier utilización de las
  aguas.

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CONTAMINANTES DEL AGUA

• Relación II
• Compuestos que forman parte de la Relación I
  para las que no se hayan fijado límites excepto
  cuando sean vertidos a aguas subterráneas.
• Compuestos comprendidos en el siguiente apartado
  y que, aún teniendo efectos perjudiciales, quedan
  limitados en zonas concretas según las
  características de las aguas receptoras y su
  localización.
• Metaloides , metales y sus compuestos como Zn,
  Cu, Ni, Cr. Pb, Se, As, Sb, Mo, Ti, Sn, Ba, Be,
  B, U, V, Co, Tl, Te, Ag.
• Biocidas y sus derivados no incluidos en la
  Relación I.
• Compuestos con efectos perjudiciales para el
  sabor u olor de productos de consumo humano
  derivados del medio acuático, y los compuestos
  que los originan.
• Compuestos organosilícicos tóxicos o
  persistentes y compuestos que los originen en
  las aguas, excluidos los inofensivos o los que se
  transforman rápidamente en inofensivos.
• Compuestos inorgánicos de fósforo y fósforo
  elemental.
• Aceites minerales no persistentes o hidrocarburos
  de origen petrolífero no persistente.
• Cianuros y fluoruros.
• Compuestos que influyen en el balance de oxígeno
  como son el amoniaco y los nitritos.

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CONTAMINANTES DEL AGUA

• Los parámetros inorgánicos y orgánicos
  característicos que deben considerarse como
  mínimo en la estimación del tratamiento del
  vertido se recogen en la tabla, junto con los
  límites máximos para autorizar dicho vertido.

Parámetros considerados para el tratamiento de
vertidos y niveles máximos permitidos
Parámetro Valores límites Parámetro Valores límites
PH Sólidos en suspensión (mg/L) DBO5 (mg/L) DQO (mg/L) Temperatura Aluminio (mg/L) Arsénico (mg/L) Cadmio (mg/L) Cromo II (mg/L) Cromo VI (mg/L) Hierro (mg/L) Manganeso (mg/L) Níquel (mg/L) Mercurio (mg/L) 5,5-9,5 300 300 500 3C 2,0 1,0 0,5 4,0 0,5 10 10 10 0,1 Plomo (mg/L) Cobre (mg/L) Zinc (mg/L) Cianuros (mg/L) Cloruros (mg/L) Sulfuros (mg/L) Sulfatos (mg/L) Fluoruros (mg/L) Fósforo total (mg/L) Amoniaco (mg/L) Nitrógeno nítrico (mg/L) Aceites y grasas (mg/L) Fenoles (mg/L) Detergentes (mg/L) 0,5 10 20 1.0 2000 2,0 2000 12 20 50 20 40 1,0 6,0
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COMPUESTOS INORGANICOS NO METÁLICOS DEL AGUA

• Los principales compuestos inorgánicos no
  metálicos que se determinan en el agua son
  Fósforo, Nitrógeno, Cianuro, Fluoruro, Sílice,
  Azufre y Oxigeno
• FOSFORO
• El fósforo se transforma en sus diferentes
  formas mediante el ciclo del fósforo.
• El fósforo disuelto en el agua en forma de
  fosfatos procede de ciertas rocas, como el
  apatito, del lavado de los suelos y de los
  detergentes polifosfatados.
• Se encuentra en el agua como fósforo inorgánico
  u orgánico, disuelto o en suspensión.
  
• Una acción muy importante de los fosfatos es la
  que ejercen en el transporte y retención, por
  complejación, de metales en el agua.

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COMPUESTOS INORGANICOS NO METÁLICOS DEL AGUA

• DETERMINACIÓN DE FOSFORO
• Los métodos de determinación de P se basan en la
  formación de heteropoliácidos del fosfato con
  molibdeno seguida de una posterior reducción a
  azul de molibdeno que se mide fotometricamente
• La reducción se hace con cloruro de estaño (II)
  (midiendo a 625 nm) y se extrae en
  isobutanolbenceno 11 ( 690 nm).
• Para hidrolizar los polifosfatos para
  transformarlos en ortofosfatos se hierve la
  muestra con H2SO4 diluido .
• Para transformar todo el P (incluido los
  fosfatos orgánicos) es necesario un tratamiento
  más enérgico con mezclas de HNO3 y HClO4,o de
  HNO3 y H2SO4

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COMPUESTOS INORGANICOS NO METÁLICOS DEL AGUA

• COMPUESTOS DE NITRÓGENO
• Las formas de nitrógeno de mayor interés en las
  aguas naturales y residuales son NO2-, NO3-,
  NH3 y nitrógeno orgánico
• El nitrógeno oxidado total es la suma de nitrito
  y nitrato.
• El NO2- , se presenta generalmente como trazas
  en el agua de superficies, pero puede alcanzar
  niveles elevados en las subterráneas
• El NO3- , se encuentra sólo en pequeñas
  cantidades en las aguas residuales domésticas .
• El NH3 se encuentra de forma natural en las
  aguas superficiales y residuales.
• El nitrógeno orgánico es el nitrógeno ligado
  orgánicamente en el estado de oxidación
  trinegativo incluye productos naturales, como las
  proteínas y péptidos, ácidos nucleicos y urea, y
  numerosos materiales orgánicos sintéticos.

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COMPUESTOS INORGANICOS NO METÁLICOS DEL AGUA
Fósforo, Nitrógeno, Cianuro, Fluoruro, Sílice,
Azufre y Oxigeno

• DETERMINACIÓN DE COMPUESTOS NITROGENADOS (1)
• NH3
• Método de Nessler
• Método de Berthelott
• Método Potenciométrico
• La determinación potenciométrica se realiza
  mediante un electrodo sensible a gases por lo que
  hay que trabajar a pH 11 donde todo el amonio
  está como NH3.
• NO2-
• Se determina mediante la reacción de Griess
  (diazotación con nitrito en medio ácido del ácido
  sulfanílico y copulación con la ?-naftilamina) o
  modificaciones posteriores de la misma, dando
  lugar a un colorante azoico rojizo cuya absorción
  máxima se encuentra a 543 nm.

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COMPUESTOS INORGANICOS NO METÁLICOS DEL AGUA

• DETERMINACION DE COMPUESTOS NITROGENADOS (2)
• NITRÓGENO ORGÁNICO
• Se determina por el método de Kjeldahl
  mineralización previa con ácido sulfúrico
  concentrado en presencia de catalizadores
  (mezclas de Se y sales de Cu) transformándose en
  amoniaco, se destila y se recoge sobre un ácido
  colector para proceder a su determinación por uno
  de los métodos anteriores o por valoración por
  retroceso si las cantidades son elevadas.
• Si previamente no se elimina el amonio se
  obtiene como resultado el nitrógeno Kjeldahl.
• NO3-
• Transformándolos previamente en NO2- pasando la
  muestra por una columna con Cd y Cu. Para conocer
  la concentración de nitrato hay que restar a la
  cantidad obtenida la concentración de nitrito
  determinado previamente. La determinación
  conjunta de nitrato y nitrito se denomina
  nitrógeno oxidado total.
• Mediante potenciometría con un electrodo de
  membrana no cristalina con líquido inmovilizado
  en un polímero rígido que suele ser una matriz de
  cloruro de polivinilo.
• Por cromatografía iónica con supresión de la
  conductividad del eluyente.

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COMPUESTOS INORGANICOS NO METÁLICOS DEL AGUA

• CIANUROS
• El ácido cianhídrico, los cianuros y los
  cianuros complejos (ferrocianuros, tiocianatos,
  etc.) son muy tóxicos.
• Los cianuros alcalinos disueltos, por oxidación,
  se transforman en carbonatos alcalinos
  disminuyendo sus propiedades tóxicas.
• Su papel en el agua es importante, por ser un
  fuerte agente complejante, estando la toxicidad
  de los complejos en relación inversa a su
  estabilidad.
• DETERMINACION DE CIANUROS
• El método más utilizado es el fotométrico aunque
  también puede determinarse por potenciométria.
• El método fotométrico se basa en la formación de
  cloruro de cianógeno, reacción con piridina para
  dar dialdehído glutacónico y posterior
  condensación con ácido 1,3-dimetilbarbitúrico
  para formar un colorante violeta de polimetino
  con un máximo de absorción a 585 nm.

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COMPUESTOS INORGANICOS NO METÁLICOS DEL AGUA

• FLUORURO
  
• Se encuentra en las aguas superficiales y
  subterráneas, como ion fluoruro. Procede de
  minerales fluorados como fluorita, criolita,
  fluorapatito, etc.
• Algunos alimentos y bebidas contienen flúor en
  concentraciones traza, como el te, en el que se
  encuentran concentraciones de 1.0 a 1.5 mg/L.
• La concentración óptima de fluoruro en un agua
  de abastecimiento depende de las condiciones
  climáticas .
• DETERMINACION DE FLUORURO
• Por cromatografía iónica, junto con otros
  aniones presentes en el agua
• Utilizando un electrodo selectivo de fluoruro
  que es un electrodo cristalino de cristal único
  de fluoruro de lantano en presencia de una
  disolución reguladora (de pH entre 5.3 y 5.5) que
  contiene ácido 1,2-ciclohexilen-diaminotetraacétic
  o para desplazar el fluoruro de sus complejos
  metálicos.
• Mediante un método espectrofotométrico indirecto
  basado en la formación de complejos incoloros
  muy estables de fluoruro con La (III) ó Zr (IV)
  que son desplazados de sus complejos con
  colorantes orgánicos, quedando libre el ligando y
  produciéndose una disminución en el color del
  complejo.

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COMPUESTOS INORGANICOS NO METÁLICOS DEL AGUA

• SÍLICE
• La degradación de las rocas que contienen sílice
  explica su presencia en las aguas naturales como
  partículas en suspensión, en estado coloidal o
  polimérico, y como ácidos silícicos o iones
  silicato.
• El contenido de sílice en el agua natural suele
  oscilar entre 1.0 y 30 mg/L, aunque no son raras
  concentraciones de 100 mg/L e incluso 1000 mg/L
  en algunas aguas salobres y piélagos.
• DETERMINACIÓN DE SÍLICE
• Fotométricamente como los fosfatos. Se forma el
  heteropoliácido silicomo-líbdico exaltándose el
  poder oxidante del molibdeno (VI) reduciéndose a
  azul de molibdeno (? 815 nm) por el ácido
  aminonaftolsulfónico. El ácido oxálico evita la
  interferencia de fosfatos destruyendo el ácido
  fosfomolíbdico.
• Los polisilicatos no reaccionan con el molibdato
  por lo que se transforman en silicatos mediante
  ebullición lenta con bicarbonato-carbonato.
• También puede analizarse por absorción y emisión
  atómicas

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COMPUESTOS INORGANICOS NO METÁLICOS DEL AGUA

• SULFUROS
• Los sulfuros se encuentran a menudo en el agua
  subterránea.
• Su presencia común en las aguas residuales se
  debe en parte a la descomposición de la materia
  orgánica, presente a veces en los residuos
  industriales, pero procedente casi siempre de la
  reducción bacteriana de los sulfatos. - El
  sulfuro de hidrógeno que escapa al aire a partir
  de las aguas residuales que contienen sulfuros
  produce olores molestos.
• La concentración umbral de olor para el ácido
  sulfhídrico en agua está comprendido entre 0.025
  y 0.25 µg/L.
• El ácido sulfhídrico es muy tóxico y ha motivado
  la muerte de numerosos trabajadores en las
  alcantarillas o fosas sépticas. Ataca directa o
  indirectamente a los metales y ha producido
  corrosiones graves en las conducciones de cemento
  por oxidarse biológicamente a ácido sulfúrico en
  las paredes de las tuberías.
• DETERMINACIÓN DE SULFUROS
• El sulfuro se determina fotométricamente mediante
  la reacción de formación de azul de metileno que
  se mide a una longitud de onda próxima a 600 nm,
  según el siguiente esquema de reacción
• Si existen interferencia se puede separar
  mediante una precipitación previa en forma de
  sulfuro de cinc blanco.

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COMPUESTOS INORGANICOS NO METÁLICOS DEL AGUA

• OXÍGENO DISUELTO
• Las aguas superficiales no contaminadas, están
  saturadas de oxígeno, y su contenido depende de
  la aireación, de las plantas verdes y de la
  temperatura.
• El contenido varía, en relación con la
  temperatura, desde 14.6 mg/L a 0 ºC hasta 7.6
  mg/L a 30 ºC.
• Las diferencias del contenido de O2 dependen del
  grado de contaminación.
• Existe una estrecha relación entre la
  distribución de oxígeno y la materia orgánica,
  viva o muerta.
• La cantidad de oxígeno disuelto nos da una
  información sobre la capacidad de autodepuración,
  así como la importancia que tiene con relación a
  la respiración de los peces.
• Todo esto explica la importancia que tiene el
  estudio del reparto del oxígeno en las aguas.
• DETERMINACIÓN
• Se determina mediante el método de Winkler o por
  potenciometría con un electrodo selectivo de
  gases.
• El método de Winkler, consiste en la oxidación
  por el oxígeno del Mn(II) a manganeso(IV) en
  medio básico.
• Este Mn(IV) oxida al yoduro en medio ácido a
  yodo, que se valora con tiosulfato utilizando
  almidón como indicador según el esquema

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ELEMENTOS METÁLICOS DEL AGUA

• MAYORITARIOS
• Ca2, Mg2, K ,Na.
• MINORITARIOS O TRAZA
• Esenciales o micronutrientes
• Son esenciales para los organismos vivos en
  pequeñas cantidades y en concentraciones altas
  son tóxicos. Mn, Fe y Zn para plantas y
  animales, Co, Cr, Se para animales y B , Mo para
  plantas.
• No esenciales ( tóxicos)
• No tienen una función bioquímica esencial.
• Son tóxicos a concentraciones superiores al
  nivel de tolerancia del organismo As, Cd, Hg,
  Pb, Sb, Tl, U
• TECNICAS ATÓMICAS
• Todos los iones metálicos que se encuentran en
  cualquier tipo de aguas, se determinan por
  técnicas atómicas.
• Para elementos como As, Se, Sb, Bi, Ge, Te,
  Zn y Pb, se utiliza la técnica del generador de
  hidruros y en el caso de Hg, la técnica del vapor
  frío

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ELEMENTOS METÁLICOS DEL AGUA

• LOS ELEMENTOS METÁLICOS NO DESEABLES SON Fe,
  Mn, Cu, Zn
• HIERRO
• Se puede encontrar en el agua bajo diferentes
  formas.
• En las condiciones normales (pH entre 4.5 y 9 ),
  el Fe soluble se encuentra como Fe2, ya que el
  Fe3, solo es soluble a pH inferior a 4, y estará
  en suspensión como de oxido o hidróxido ferrico.
• DETERMINACION DE HIERRO
• La determinación del Fe disuelto se hace sobre
  la muestra decantada y filtrada, y la
  determinación del Fe total sobre la muestra
  homogeneizada.
• METODOS FOTOMETRICOS
• Método del a,a-dipiridilo Se basa en la
  coloración roja del complejo formado por el Fe2
  y a,a-dipiridilo (510nm). Por este método se
  puede determinar directamente el Fe2 disuelto y
  el Fe total , en este caso reduciendo con
  clorhidrato de hidroxilamina todo el Fe a Fe2.
• Método de la ortofenantrolina Se basa en
  disolver todo el Fe tratando la muestra con HCl a
  ebullición, reducir con ácido ascórbico todo el
  Fe a Fe2 , y determinarlo utilizando el complejo
  Fe2- ortofenantrolina

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ELEMENTOS METÁLICOS DEL AGUA

• DETERMINACION DE COBRE
• METODOS FOTOMETRICOS
• Método de la oxilildihidracida-acetaldehido El
  Cu forma a pH 9,3 un complejo de color violeta.
  Se determinan concentraciones comprendidas entre
  0.02 y 2 mg/L
• Método de la oxilildihidracida-butialdehido El
  Cu, forma a pH 9,2 un complejo de color
  rojo-violeta que se determina mediante
  estractoespectro-fotométria . El complejo formado
  se extrae en cloroformo El método se aplica a
  concentraciones de Cu inferiores a 0.02 ppm
• DETERMINACION DE MANGANESO
• METODOS FOTOMETRICOS
• Se basan el la oxidación de éste a MnO4- .
• Método del peryodato potásico Se basa en la
  oxidación del Mn a a MnO4- con peryodato
  potasico en medio ácido y la determinación de
  este fotometricamente.
• Método del persulfato amónico El fundamento es
  similar al anterior
• DETERMINACION DE ZINC
• METODO FOTOMETRICO
• Método del ferrocianuro El ion ferrocianuro
  reacciona con el Zn y el precipitado coloidal de
  ferrocianuro de Zn, se determina por fotometría .
• METODO POLAROGRAFICO
• El Zn, al igual que otros metales pesados se
  determina por voltamperometria de redisolución
  anódica

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ELEMENTOS METÁLICOS DEL AGUA

• Los metales tóxicos en agua son As, Cd, Hg, Pb y
  Cr
• DETERMINACION DE ARSENICO
• METODO FOTOMETRICO
• Método con dietilditiocarbamato de plata Los
  compuestos inorgánicos de As, se reducen con H2
  en medio ácido a AsH3 , que con
  dietilditiocarbamato de Ag da un complejo de
  color rojo. El método permite detectar 0.03 ppm
  de As.
• DETERMINACION DE CADMIO , MERCURIO Y PLOMO
• METODO EXTRACTOFOTOMETRICO
• Método con ditizona Cd , Hg y Pb forman
  complejos rojos con ditizona (518 nm, el de Cd y
  510 nm los de Pb y Hg ) que se extraen en
  cloroformo. Es necesario eliminar las
  interferencias cada uno de ellos en la
  determinación del otro. Los métodos difieren en
  lo que se refiere a los reactivos empleados en la
  eliminación de las interferencias .
• DETERMINACION DE CROMO
• El Cr se encuentra disuelto en agua como Cr3 y
  como Cr6 (muy tóxico).
• METODO FOTOMETRICO
• Método fotométrico con difenilcarbacida Se
  basa en la reacción en medio fuertemente ácido de
  Cr6 con difenilcarbacida para dar un complejo de
  color rojo violeta (540 nm). El Cr total se
  determina transformando previamente el Cr3 en
  Cr6, con permanganato.

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CONTAMINACION ORGÁNICA

• FUENTES DE CONTAMINACION ORGANICA
• CONTAMINACIÓN URBANA
• Causada por los efluentes cloacales.
• Son las aguas residuales de los hogares y de
  los establecimientos comerciales., (contaminación
  bacteriana)
• CONTAMINACIÓN INDUSTRIAL
• Causadas por efluentes industriales (compuestos
  organoclorados y organofosforados de
  pesticidas,fenoles,etc.)
• Las características de las aguas residuales
  industriales pueden diferir mucho.
• El impacto de los vertidos industriales depende
  no sólo de sus características comunes, como la
  demanda bioquímica de oxígeno, sino también de su
  contenido en sustancias orgánicas específicas.
• CONTAMINACIÓN AGRICOLA
• La agricultura, la ganadería comercial y las
  granjas avícolas, son fuentes de contaminantes
  orgánicos de las aguas superficiales y
  subterráneas
• Estos contaminantes incluyen tanto sedimentos
  procedentes de la erosión de las tierras de
  cultivo como compuestos de fósforo y nitrógeno
  que, en parte, proceden de los residuos animales
  y de los fertilizantes comerciales.

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CONTAMINACION ORGÁNICA

• La mayor parte de la materia orgánica que
  contamina el agua procede de desechos de
  alimentos, de aguas negras domésticas y de
  fábricas y se descompone por bacterias,
  protozoarios y diversos organismos mayores.
• Descomposición aeróbica es la descomposición
  de la materia orgánica en presencia de oxígeno .
• La aerobiosis de la glucosa (C6H12O6) se
  representa mediante la ecuación química
  C6H12O6 6 O2 ? 6 CO2 6 H2O
• La descomposición aeróbica de las proteínas que
  contienen nitrógeno y azufre (CxHyOzN2S ) se
  puede representar mediante la ecuación química
• CxHyOzN2S O2  ? CO2 H2O NH4  SO42- 
• Cuando la materia orgánica que contamina al agua
  se ha agotado, la acción bacteriana de la
  desoxigenación de las aguas contaminadas oxida al
  ion amonio, proceso denominado nitrificación, se
  puede representar mediante la ecuación química
  iónica NH4 2 O2 ? 2 H H2O
  NO3-
• Descomposición anaeróbica es la descomposición
  de la materia orgánica en ausencia de oxígeno
• La fermentación de un azúcar por enzimas de
  levaduras, por ejemplo de la glucosa, se puede
  representar en términos generales, mediante la
  ecuación química
• C6H12O6  enzimas de levadura ?2 CO2 2
  CH3-CH2-OH
• La putrefacción de las proteínas puede
  representarse mediante la ecuación química
• CxHyOzN2S H2O bacterias ?CO2 CH4 H2S
  NH4

28

INDICADORES DE LA CONTAMINACIÓN ORGÁNICA

• DEMANDA TOTAL DE OXÍGENO (DTO)
• Es la medida cuantitativa de todo el material
  oxidable que se determina midiendo el agotamiento
  del oxígeno después de la combustión a alta
  temperatura.
• Incluye sustancias orgánicas e inorgánicas, con
  diversas eficiencias de reacción.
• Las reacciones químicas que tienen lugar son las
  siguientes
• El carbono se convierte en monóxido de carbono.
• El nitrógeno con valencia -3 se convierte en
  óxido nítrico.
• El hidrógeno se convierte en agua.
• El Ion sulfito se convierte parcialmente en
  sulfato.
• DEMANDA BIOQUÍMICA DE OXIGENO (DBO)
• Es la capacidad de la materia orgánica en una
  muestra de agua natural de consumir oxigeno o la
  cantidad de oxígeno que necesita ese agua para
  descomponer todos los materiales biodegradables
  presentes en ella
• DEMANDA QUÍMICA DE OXIGENO (DQO)
• Es la medida cuantitativa de la cantidad de
  oxígeno requerida para oxidar, químicamente la
  materia orgánica presente en el agua residual
  utilizando como oxidantes el permanganato o
  dicromato en medio ácido y a altas temperaturas.

29
INDICADORES DE LA CONTAMINACIÓN ORGÁNICA

• Carbono Orgánico Total
• Se utiliza para caracterizar la Materia orgánica
  disuelta y suspendida en el agua.
• Carbono orgánico disuelto
• Se utiliza para caracterizar la Materia orgánica
  disuelta en el agua.
• El componente mayoritario de C orgánico son
  hidratos de carbono, si bien hay proteínas,
  cetonas, ácidos carboxílicos y ácidos húmicos.
• DETERMINACION DE LA DQO
• Consiste en añadir a la muestra de agua añade un
  oxidante como el dicromato o permanganato, en
  lugar del oxigeno disuelto
• Cr2O72- 14 H 6e- ? 2 Cr3 7H2O
• MnO4- 8 H 5e- ? Mn2 4H2O
• Se añade un exceso y el exceso se valora con sal
  de Mohr (Fe(II)).
• Debido a que estos oxidantes son más enérgicos
  que el oxigeno disuelto, también oxidaría a
  componentes inorgánicos y orgánicos, ya que el
  oxigeno oxidaría mas lentamente y que por lo
  tanto no se consume en la reacción
• DETERMINACION DE LA DBO
• Se determina midiendo la concentración de
  oxigeno disuelto al principio y al final de un
  periodo en que la muestra esta sellada en la
  oscuridad y a una temperatura constante (20 o 25
  ºC) , habitualmente a los cinco dias (DBO5).
• El oxigeno disuelto se determina por el método de
  Winkler.

30
CONTAMINANTES ORGÁNICOS ESPECIALES

• Los principales contaminantes orgánicos
  considerados especiales en aguas son Detergentes
  , Aceites y Grasas, Pesticidas e
  Hidrocarburos
• DETERGENTES Sustancias utilizadas en limpieza
  por sus propiedades tensoactivas y emulsionantes
• Componentes de un detergente
• Agente tensoactivo o "surfactante
• Agentes coadyuvantes a) Polifosfatos b)
  Silicatos solubles c) Carbonatos d) Perboratos
• Agentes auxiliares a) Sulfato de sodio b)
  Sustancias fluorescentes c) Enzima
  d) Carboximetilcelulosa e)
  Estabilizadores de espuma f) Colorantes
• Perfumes
• Agentes tensoactivos según la naturaleza del
  grupo polar
• Agente tensoactivo anionicos
• Derivado del alquilbencensulfonato
• Ejemplo dodecilbencensulfonato de sodio
  C12H25-C6H4-SO3Na
• Derivado del arilalquilsulfonatos
  R-C6H4-SO3Na,
• Agente tensoactivo cationicos
• Grupo hidrofilo
• Clorhidrato de amina RMe3NCl o derivados de
  amonio cuaternario
• Agente tensoactivo no ionicos
• Grupos hidroxilados que no se ionizan. Formados
  por fijación de un polimero de oxido de etileno o
  propileno sobre moleculas de alcohol, acido,
  amina, etc. ROCH2CH2OCH2CH2...OCH2CH2OH (Ren)

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CONTAMINANTES ORGÁNICOS ESPECIALES

• DETERMINACION DE SURFACTANTES ANIONICOS

Método colorimétrico del Azul de Metileno.

• CALIBRADO DEL METODO FOTOMETRICO
• 0.1 a 2 ppm de ABS (sulfonato de alquil
  benceno).
• Aplicación Detergentes con mas de 5 átomos en
  todo tipo de aguas
• Inerferencias Sulfatos orgánicos, sulfonatos,
  carboxilatos , fenoles, cianatos, cloruros,
  nitratos, tiocianatos orgánicos y aminas

Extracción
Medir a 652 nm

Par iónico
Azul de Metileno
Cloroformo
Método de Absorción atómica con llama
Extracción
Medir el Cu a 324.7nm
Par iónico

Ortofenantrolina cúprica
Metil-isobutil cetona

• DETERMINACION DE SURFACTANTES CATIONICOS

Extracción
ROJO Medida a 508 nm
Par iónico

Heliantina
Cloroformo
32
CONTAMINANTES ORGÁNICOS ESPECIALES

• ACEITES Y GRASAS
• Están presentes en aguas domésticas e
  industriales, pueden ser orgánicos o derivados
  del petróleo. Están presentes en aguas domésticas
  e industriales, pueden ser orgánicos o derivados
  del petróleo.
• DETERMINACIÓN DE ACEITES Y GRASAS
• Se realiza rápidamente.
• Se acidifica para conservar la muestra.

Método Gravimétrico
Extracción, pH5
MUESTRA
Extracto
Tricloroetileno
Evaporación Tª menor 70ªC
pH5 (HCl) Hidroliza jabones y rompe posibles
emulsiones
Pesar
RESIDUO
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CONTAMINANTES ORGÁNICOS ESPECIALES
CLASIFICACIÓN DE LOS PESTICIDAS CLASIFICACIÓN DE LOS PESTICIDAS CLASIFICACIÓN DE LOS PESTICIDAS CLASIFICACIÓN DE LOS PESTICIDAS CLASIFICACIÓN DE LOS PESTICIDAS
ORGÁNICOS ORGÁNICOS ORGÁNICOS ORGÁNICOS ORGÁNICOS
1- Organoclorados Deriv. del Hexaclorociclopentadieno Derivados del 2,2 - difenilato Derivados del ciclohexano Deriv. del Hexaclorociclopentadieno Derivados del 2,2 - difenilato Derivados del ciclohexano Deriv. del Hexaclorociclopentadieno Derivados del 2,2 - difenilato Derivados del ciclohexano Aldrin DDT Lindano
2- Organofosforados Ésteres fosfóricos Ésteres fosfóricos Ortofosfatos Pirofosfatos Diclorovos TEPP
2- Organofosforados Esteres tiofosfóricos Esteres tiofosfóricos Fosfotionatos Fosfotiolatos Paratión Metasistox
2- Organofosforados Esteres ditiofosfóricos Esteres ditiofosfóricos Esteres ditiofosfóricos Malatión
2- Organofosforados Amidas de Acido ortofosfórico Ácido pirofosfórico Acido ortofosfórico Ácido pirofosfórico Dimefox Schradan
2- Organofosforados Fosfonatos Tiofosfinatos Fosfonatos Tiofosfinatos Fosfonatos Tiofosfinatos Dipterex Agvitor
3- Carbamatos. N - metil carbamatos N-N dimetil carbamatos N - metil carbamatos N-N dimetil carbamatos N - metil carbamatos N-N dimetil carbamatos Sevin Dimetan
4- Dinitrofenoles. DNOC DNOC DNOC DNOC
5- Tiocianatos orgánicos Lethane, Thanite Lethane, Thanite Lethane, Thanite Lethane, Thanite
6- Fumigantes. Cloropricina Cloropricina Cloropricina Cloropricina
7- Insecticidas naturales Nicotinas y Piretrinas Nicotinas y Piretrinas Nicotinas y Piretrinas Nicotinas y Piretrinas
INORGÁNICOS INORGÁNICOS INORGÁNICOS INORGÁNICOS INORGÁNICOS
8- Compuestos de Cu. Caldo bordelés, oxicloruro de cobre, óxido cuproso... Caldo bordelés, oxicloruro de cobre, óxido cuproso... Caldo bordelés, oxicloruro de cobre, óxido cuproso... Caldo bordelés, oxicloruro de cobre, óxido cuproso...
9- Compuestos de S. Azufre, polisulfuro cálcico... Azufre, polisulfuro cálcico... Azufre, polisulfuro cálcico... Azufre, polisulfuro cálcico...
10- Comp. cianurados. Cianuro de hidrógeno. Cianuro de hidrógeno. Cianuro de hidrógeno. Cianuro de hidrógeno.
11- Compuestos de Hg Cloruros de Hg (I) y Hg (II), óxido mercúrico... Cloruros de Hg (I) y Hg (II), óxido mercúrico... Cloruros de Hg (I) y Hg (II), óxido mercúrico... Cloruros de Hg (I) y Hg (II), óxido mercúrico...
12- Derivados Arsenicales Arseniato de plomo, de calcio, de sodio... Arsenito de sodio, trióxido de arsénico... Arseniato de plomo, de calcio, de sodio... Arsenito de sodio, trióxido de arsénico... Arseniato de plomo, de calcio, de sodio... Arsenito de sodio, trióxido de arsénico... Arseniato de plomo, de calcio, de sodio... Arsenito de sodio, trióxido de arsénico...
13- Compuestos de Fluor. Fluoruro sódico y de aluminio y sodio (criolita) Fluorosilicatos de sodio y bario Fluoruro sódico y de aluminio y sodio (criolita) Fluorosilicatos de sodio y bario Fluoruro sódico y de aluminio y sodio (criolita) Fluorosilicatos de sodio y bario Fluoruro sódico y de aluminio y sodio (criolita) Fluorosilicatos de sodio y bario

• PESTICIDAS
• Sustancia o mezcla de ellas usadas para prevenir
  o controlar cualquier especie de plantas o
  animales indeseables, incluyendo cualquier otra
  sustancia o mezcla de ellas destinada a
  utilizarse como regulador de crecimiento de las
  plantas , desfoliantes o desecantes.

34
CONTAMINANTES ORGÁNICOS ESPECIALES

• PCB (Bifenilos PoliClorados)
• Los PCB son un grupo de 209 compuestos químicos
  sintetizados, de muy distinta toxicidad.
  
• Se usan como líquidos refrigerantes y
  lubrificantes en transformadores y otros equipos
  eléctricos , en la fabricación de pinturas y
  plásticos y como aceites hidráulicos, etc.
• Se acumulan en los tejidos grasos.
• Su toxicidad es moderada pero se sospecha que
  como en el caso de las dioxinas y los PAH, puedan
  inducir cáncer y dañar al sistema nervioso y al
  desarrollo embrionario.

• PAH (Hidrocarburos Aromáticos Policíclicos)
• Los PAHs son un grupo de más de 100 compuestos
  químicos que se forman en la combustión
  incompleta del carbón, petróleo, gas y otras
  sustancias orgánicas. 
• Otros se suelen utilizar para la fabricación de
  algunos plásticos, medicinas, colorantes y
  pesticidas

2,3,4,5 tetraclorobifenilo
Pireno
Benzopireno
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CONTAMINANTES ORGÁNICOS ESPECIALES

• DETERMINACIÓN DE PESTICIDAS E HIDROCARBUROS

EXTRACCIÓN EN FASE SÓLIDA Acondicionamiento de
la minicolumna. ? Introducción de la muestra. ?
Elución de las interferencias (secado). ?
Elución de los contaminantes ? Rotación a
vacío. ? Redisolución ? ANALISIS POR CROMATOGRAFIA