Lab 5 OD y DQO

Técnicas de Muestreo, Análisis e Interpretación de Datos
Ingeniería Ambiental
Oxígeno Disuelto por Método de Winkler (DO):
En medio básico una solución de sulfato manganoso produce un precipitado floculento de
hidróxido de manganeso II.
2MnSO4 + 2 OH- ---> Mn(OH)2 + SO4
Si hay oxígeno en el medio, éste reacciona con el hidróxido de manganeso II y produce
dióxido de manganeso IV hidratado (precipitado marrón, esta reacción es conocida como
“fijación del oxígeno”).
Mn(OH)2 + 1/2 O2 ---> MnO2. H2O
Una vez terminada la reacción anterior se acidifica la solución y se disuelve el precipitado.
En presencia de yodo este se oxida y el dióxido de manganeso IV se reduce a manganeso II.
Por cada equivalente de iodo oxidado hay un equivalente de oxígeno.
MnO2.H2O + 2 I- + 4 H+ ----> Mn2+ + I2 + 3 H2O
Finalmente, el iodo liberado se titula con tiosulfato, y se utiliza almidón como indicador (el
iodo forma un complejo azul con el almidón, el ioduro no). Hay un equivalente de tiosulfato
por equivalente de iodo. El anión tiosulfato se oxida a anión tetrationato
I2 + 2 S2O3
2-
----> S4O6
2-
+ 2 I-
Materiales y equipos:
Solución de sulfato manganoso aprox. 2,15 M
Reactivo de ioduro alcalino tiene, además de ioduro de potasio KI (o sódico) e hidróxido de K
o Na, una pequeña cantidad de azida de K o de Na, para eliminar interferencias. ¡Cuidado, es
muy toxica!
Solución de tiosulfato de sodio 0,0125 N para titular (Na2S2O3)
Solución indicadora de almidón.
Diagrama/ esquema de trabajo:
Para fijar el oxígeno de las muestras se agrega 1 mL de sulfato manganoso y 1 mL de ioduro
alcalino.
Titulación de las muestras:
Una vez que un tercio del floculado haya decantado, agregar 2 ml de H2SO4 concentrado,
tapar y Agitar bien. En este momento el floculado debe desaparecer.
Con una alícuota de 100 ml comenzar la titulación con la solución de Na2S2O3 0.0125 N,
continuar hasta observar un color amarillo pálido. En este punto agregar dos gotas del
indicador de almidón y proceder con la titulación hasta que desaparezca el color azul (punto
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final). Si es necesario realizar un duplicado de la titulación.
Calcular la cantidad de oxígeno disuelto (OD) considerando que:
Por cada equivalente de tiosulfato gastado hay un equivalente de iodo.
Por cada equivalente de iodo hay un equivalente de oxígeno.
Oxígeno disuelto (DO) por medio de oxímetro:
Antes de realizar la fijación del oxígeno de las muestras, se debe medir el oxígeno disuelto (en
mg/L). Para ello, verificar la calibración del instrumento y realizar la medición de las
muestras.
Demanda Química de Oxígeno (DQO). Es a los fines de conocimiento. No
se realizará en la práctica.
La técnica de Demanda Química de Oxígeno (DQO) se utiliza para medir la “fuerza orgánica”
de desechos tanto industriales como domésticos, esta permite analizar los desechos en
términos de la cantidad total de O2 necesaria para ser oxidada a CO2 y H2O y evaluar la
materia orgánica presente, tanto biodegradable como no biodegradable. El ensayo se
basa en el principio básico de que todo compuesto orgánico, con muy pocas excepciones,
puede ser oxidado completamente por la acción de agentes oxidantes en condiciones ácidas.
Durante el análisis, la materia orgánica presente en la muestra es degradada a CO2 y H2O
independientemente de la actividad microbiológica. Una de las principales ventajas es el
hecho de que el ensayo se realiza en un tiempo no superior a 3 hs mientras que la principal
limitación de la técnica es que no permite discriminar entre la presencia/cantidad de materia
orgánica biológicamente oxidable vs. no biológicamente oxidable. Siempre se espera que los
valores de DQO, para una misma muestra, superen los de Demanda Bioquímica de Oxígeno
(ver más adelante).
La técnica de DQO se utiliza ampliamente en el análisis de muestras de efluentes
industriales y domiciliarios. El hecho de que pueda ser realizada y calculada en el mismo
día permite evaluar las muestras inmediatamente; esto sumado a que la determinación puede
realizarse sobre muestra acidificada (a pH < 2) que puede conservarse hasta 28 días permite
repetir la determinación tantas veces como sea necesario en diluciones adecuadas.
Realizado conjuntamente con en ensayo de DBO permite detectar la presencia de materia
orgánica no oxidable biológicamente.
Agente oxidante:
El dicromato de potasio (K2Cr2O7) es el agente oxidante de elección ya que posee la
capacidad de oxidar un amplio rango de sustancias orgánicas a CO2 y H2O. Para garantizar y
poder medir la oxidación de toda la materia orgánica presente en las muestras el agente
oxidante se utiliza en exceso. La acción del dicromato se ve favorecida en medio ácido y a
altas temperaturas, condiciones en las cuales se lleva a cabo el ensayo.
Materiales y equipos:
Tubos de digestión: tubos de borosilicato, aprox. 15 mm de diámetro, con capacidad
de 6 mL aprox., con tapa a rosca resistente al calentamiento y a la mezcla sulfocrómica.
Bloque calentador: revestido de aluminio, con agujeros adecuados para insertar los
tubos de profundidad tal, que el nivel superior de mezcla quede, por lo menos, 5 mm dentro
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del bloque.
Espectrofotómetro: para usar a 600 nm, con cubas de 1 cm de paso óptico.
Reactivos:
Acido sulfúrico concentrado: grado analítico.
Solución Ácida de Dicromato de Potasio: en erlenmeyer de 1 L poner aprox. 500
mL de agua destilada, agregar 10,2285 g de Dicromato de Potasio (K2Cr2O7), grado patrón
primario, secado previamente 2 hs a 103ºC y 167 mL de ácido sulfúrico concentrado
(H2SO4), mezclar, agregar agua hasta un poco menos de 1 L, enfriar y trasvasar a un matraz
de 1 L, enrasar.
Mezcla digestora: al momento de hacer los análisis preparar en erlenmeyer, una
mezcla de 30% de solución ácida de dicromato de potasio y 70% de ácido sulfúrico
concentrado (poner el dicromato primero y luego agregar, de a poco, el sulfúrico); el
volumen a preparar depende del número de muestras. Dejar enfriar antes de usar.
Consideramos, con exceso, que necesitamos 10 mL para blancos, 10 mL para testigo y 10
mL para cada muestra. El exceso nos sirve para repetir cuando vemos, después de la
digestión, que debemos trabajar con otras diluciones del extracto.
Estándares:
Solución madre de biftalato de potasio: Triturar biftalato de
potasio[C6H4(COO)2HK] grado para análisis y luego llevar a peso constante, a 120ºC.
Disolver 950 mg en agua destilada y llevar a 1.000 mL. Esta solución tiene una DQO teórica
de 1000 mg O2/L. La solución es estable en heladera por más de 3 meses verificando que no
tenga crecimiento visible de microorganismos.
Curva de calibración: de la solución madre de biftalato de potasio hacemos
diluciones al 5, 10; 25; 50; 70, 80 y 90 % en matraces de 100 mL que van de 50 a 900 mg
O2/L. Procesar como en técnica analítica
Estándar de trabajo: verificada la linealidad de la curva en el rango dado, se puede
trabajar rutinariamente con un sólo estándar, por ejemplo el de 500 mg O2/L.
Muestra:
Muestra de efluentes directa o diluida según la concentración.
Técnica analítica:
PRECAUCIONES!: Durante la realización del práctico usar anteojos de seguridad y
guantes. Trabajar bajo campana. Agitar fuertemente la mezcla en los tubos antes de
colocarlos en el bloque calentador para evitar calentamientos locales en el fondo del tubo
que podrían producir una explosión.
Esquema de trabajo:
Se procesan Blanco de reacción, Estandar y Extracto por triplicado (para poder eliminar un
dato si es necesario).
En recipientes rotulados: B (blanco de reacción), St (estándar) y E (extracto, con su Nº )
poner:
B
St
E
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2
2
2
Mezcla digestora (mL)
1
Agua (mL)
1
Estandar 500 mg O2 (mL)
1
Extracto ó dilución (mL)
Tapar bien los tubos. gitarlos todos juntos, puestos en una gradilla y colocarlos en el bloque
calentador, precalentado a 150 ºC durante 2 horas. Dejar enfriar, agitar los tubos puestos en
una gradilla y leer en espectrofotómetro a 600 nm.
Cálculos:
Se expresa en mg de O2 /L:
-Trabajando con curva de calibración interpolar directamente.
-Si se trabajó con un sólo patrón:
Abs E - Abs B
DQO (mg O2/L) = ------------------------- x cc St. (mg O2/L)
Abs St. -Abs B
Donde:
Abs E = absorbancia del extracto (Si se usó extracto diluido, multiplicar el resultado por el
factor correspondiente).
Abs B = absorbancia del blanco de reactivos.
Abs St = absorbancia del estándar.
cc St = concentración del estándar.