- Consideraciones sobre el agua
en la naturaleza - Distintas clases de
aguas - Potabilización del
agua - El agua en algunas industrias
alimenticias - Toma de muestras para el
análisis químico - Características
Químicas - Análisis
Químico
1-
CONSIDERACIONES SOBRE EL AGUA EN LA
NATURALEZA
El agua, en contacto con la superficie de la tierra al
atravesar sus estratos, va enriqueciéndose con las
sustancias inorgánicas que encuentra. Favorecen este
enriquecimiento los componentes gaseosos que ha absorbido en la
atmósfera
o que todavía adquiere en su camino
subterráneo.
El agua es una solución 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 al estado
coloidal.
En la naturaleza el
agua se puede encontrar en distintos lugares y en distintos
estados, así por ejemplo la nieve, el hielo y el granizo,
la bruma, las nubes, los arroyos y ríos, el mar, son nada
mas que agua en sus tres estados: Líquido, sólido y
gaseoso.
AGUA SUBTERRANEA: Es la que corre con
pequeña velocidad por
debajo de la superficie terrestre. El agua subterránea que
por su camino natural sale a la superficie, se llama
manantial.
AGUA SUPERFICIAL: Esta comprende aguas de
río, lagos y mares. Las aguas de ríos
límpidos pueden servir, convenientemente tratadas, para el
abastecimiento de ciudades y de muchas industrias que en
ellas se hallan radicadas.
AGUA METEORICA: Corresponde esta
denominación al agua de lluvia, nieve, granizo, etc. El
agua de lluvia se recoge en cisternas, siendo un agua blanda. En
algunas regiones donde el agua blanda escacea, se acostumbra
utilizarla para lavar.
Se entiende por agua blanda al agua que posee muy poca
cantidad de sales de Ca y Mg. Estas sales cuando se encuentran en
altas concentraciones, se combinan con los ácidos
grasos del jabón formando jabones de Ca o de Mg, los que
son insolubles en agua e impiden la formación de espuma y
por supuesto, el lavado.
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.
CLARIFICACION: La clarificación elimina la
materia
orgánica, turbidez y color del agua.
Incluye esta operación a la coagulación,
sedimentación y filtración.
Coagulación: Mediante esta operación se
separan del agua las finísimas partículas que
originan turbidez y color.
El coagulante casi universalmente utilizado es Sulfato
de Aluminio.
Mediante la adición de cantidades conocidas de una
solución de esa sal, puede calcularse la cantidad
necesaria para coagular las partículas en
suspensión en una gran pileta.
Sedimentación: Cuando no es necesario utilizar
coagulantes, se deja reposar el agua y por acción
de la gravedad sedimentan en el fondo del recipiente todas las
partículas en suspensión.
Decantación: Una vez logrado el coágulo
por la adición de Sulfato de Aluminio, ésta es la
etapa siguiente. Un decantador consiste en un recipiente
generalmente rectangular con un volumen
suficiente como para permitir que el agua permanezca el tiempo
necesario para que los coágulos se depositen en el fondo,
formando lo que comunmente se denominan barros. Posteriormente el
agua límpida se elimina por la parte superior del
recipiente.
FILTRACION: Al igual que en la operación
de laboratorio,
la filtración en gran escala consiste
en separar un sólido de un líquido por un método
físico.
El agua límpida conserva aún algunos
materiales en suspensión y es necesario filtrarla para
producir una clarificación completa.
Filtro lento de arena: éste sistema, fue el
primero en utilizarse a gran escala. Consiste en un lecho de
arena que descansa sobre uno de grava. El agua ingresa por la
parte superior y se filtra lentamente por la arena fina,
operación que se acelera cuando llega a la grava, por la
que atraviesa más rápidamente.
DESINFECCION: Aunque la carga microbiana puede
haber quedado retenida en el filtro de arena fina, es necesario
desinfectar el agua.
A partir de la cloraciòn de las aguas, se han
podido controlar la mayoría de las enfermedades de
transmisión hídrica como el cólera
y las disenterías bacterianas.
El desinfectante utilizado casi universalmente es el
gas Cloro,
pudiéndose utilizar también el método de la
ozonización.
La medida de la concentración de Cloro activo
residual en el final de la línea de provisión
(grifo domiciliario), garantiza la correcta desinfección
del agua. El Código
Alimentario Argentino en su Articulo Nº 982 estipula un
mínimo de 0,20 mg/L (o p.p.m.) de Cloro.
4- EL AGUA EN ALGUNAS
INDUSTRIAS ALIMENTICIAS
Industria del Azúcar: Las aguas que contienen altas
concentraciones de Sulfatos o carbonatos y especialmente
nitratos, dificultan la cristalización del azúcar.
Esta con el tiempo se hace delicuescente. Las aguas que contienen
una concentración microbiana relativamente alta hace 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.
Industria del alcohol:
Las aguas que se emplean deben ser puras y frescas con pocos
microorganismos que puedan afectar la fermentación. Los constituyentes minerales no
aparecen en el producto
debido a que se trata de un destilado.
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. Solo debe estar
libre de materia orgánica, Nitratos y
Amoníaco.
En el agua de elaboración se elige una cierta
concentración de sales.
5- TOMA DE MUESTRA PARA
ANALISIS QUIMICO:
La muestra de agua debe ser lo mas representativa
posible del total del liquido a analizar. Se debe recoger en un
recipiente perfectamente limpio y para un examen de potabilidad
se recomienda la extracción de por lo menos 1,5
L.
Cuando se adose Cloro activo residual, éste se
efectuará de ser posible in situ. Si el período de
extracción ha sido demasiado largo, el valor puede
variar.
Para la toma de una muestra de agua de red se abrirá el
grifo y dejara que el agua corra por lo menos durante 5 minutos
de manera de tener purgada toda la cañería que
llega desde el tanque.
Ya en el laboratorio se tomará nota de todas las
características físicas del agua como ser:
ASPECTO: Este puede ser límpido, opalescente
(lechoso), levemente turbio, o coloreado de algún tono en
particular.
SEDIMENTOS: Se observa en un recipiente con un
diámetro aproximado de 10 c ó en un "Cono de
Imhoff". Puede o no contener. Si los contuviera, se recomienda
observar microscópicamente el sedimento.
CARACTERES ORGANOLEPTICOS: En este punto se
describirán el color, sabor y olor de la muestra.
Antes de extraer la muestra del recipiente, se agitara
éste de manera de tener una muestra lo mas representativa
posible.
a- pH Se
determinará con la ayuda de un peachìmetro o de una
solución de rojo fenol con su correspondiente escala
calorimétrica patrón. o con un peachìmetro
correctamente calibrado con soluciones
Buffer.
b- Alcalinidad de los Carbonatos.
Método Volumétrico. Se determina por
volumetría con una solución 0,01 N de
SO4H2 tomando 100 ml. de muestra y
utilizando fenolftaleina como indicador.
Cálculos
2 x ml. gastados (Fen) x 0,01 x 0,05 x 1000 x 1000 =
mg/L de CO3= , como CO3Ca
100
c- Alcalinidad de los Bicarbonatos: Sobre la misma muestra de
la determinación de carbonatos, se agregan gotas de
Heliantina (Anaranjado de metilo) y se continúa la
valoración con SO4H2 0,01 N hasta
viraje del indicador a rosa salmón.
Cálculos: Hel – Fen x 0,01 x 0,05 x 1000 x 1000
= mg/L de CO3H- como CO3Ca
100
d- Cloruros.
Método Volumétrico- Argentimetría.
100 ml de la muestra se valora con solución de
NO3Ag 0,1 N utilizando 5 gotas de Cromato de Potasio
5% como indicador y siguiendo los fundamentos teóricos del
método de Mohr.
Cálculos: ml. NO3Ag x 0,1N x 0,0355 x
1000x 1000 = mg/L de Cl-
100
e- Cloro activo residual: Se colocan los patrones permanentes
de Cromato/Dicromato de Potasio sobre un fondo blanco y en un
tubo limpio de las mismas dimensiones del de los patrones, se
coloca un volumen similar de muestra de agua. Se agrega 1 o 2
gotas de Rvo. Ortotolidina, se agita por inversiòn y
compara el color amarillo desarrollado, anotando el valor
correspondiente.
f- Ion Nitrito:
Método Colorimétrico.
Reactivos: Naftilamina: solución acética
de alfanaftilamina, filtrada e incolora.
Ácido sulfanílico: Solución
acética del reactivo.
Solución patrón de Nitrito de Sodio de 0,10
mg/l.
A 25 ml. de muestra se agregan 0,5 ml. de -Naftilamina
, se agita y se agregan 0,5 ml. de Ac. Sulfanílico.
Se efectúa la misma operación con la
solución patrón de Ion Nitrito. Se deja reaccionar
durante 10 minutos al cabo de los cuales, si hubiera desarrollo de
color, se lee en foto colorímetro a 530 nm con una
solución de concentración conocida de Ion Nitrito
(0,10 p.p.m.),
habiendo llevado a cero el aparato con agua destilada.
Cálculos:
Concentración de NO2- de la
Muestra = Conc. Conocida (0,10) x Abs. Muestra (desc.)
Abs. conocida.
g- Ion Amonio
Método Colorimétrico. Nesslerización.
Reactivos: Rvo. De Nessler. Patrón de Cloruro de Amonio
conteniendo 0,20 mg/l de Ion amonio. En un tubo de ensayo grande,
se colocan aproximadamente 15 ml. de muestra a la que se le
agregan 0,5 ml. de Rvo. de Nessler(¡Cuidado, corrosivo. No
agitar!). Si hubiere desarrollo de color amarillento o pardo, se
comparará con un testigo de 0,20 mg/L de
NH4+, que es el límite
permitido.
Si se desea cuantificar el resultado, se operará con un
foto colorímetro leyendo a 460 nm y operando como en la
determinación del ion Nitrito.
h- Ion Sulfato: Método turbidimètrico.
Reactivos: Solución de SO4H2 que
correspondan a concentraciones de Se construye una curva
turbidimètrica de concentraciones de 10, 20, 30 y 40 mg/L
de SO4= .
Solución de Cloruro de Bario al 10% p/v.
Reactivo acondicionador: 50 ml. De glicerina + 300 ml. De agua
+ 30 ml. De ClH + de etanol ó isopropanol + 75 g de ClNa
(previamente disuelto en una porción de los 300 ml, de
agua).
Patrones de 10, 20, 30 y 40 mg/L de SO4=
con 10 ml. de solución de cada concentración.
A 10 ml. de muestra se agrega 0,5 ml. de Rvo. acondicionador,
se agita y agrega 0,5 ml,. de Cl2Ba 5%
(o una pequeña porción conocida de
Cl2Ba en polvo), se agita durante 1 minuto y lee 30
segundos después en foto colorímetro a 420 nm. Se
calcula la concentración de iones sulfato con la
ecuación calorimétrica:
Concentración conocida x Absorbancia
conocida = Concentración desconocida x Absosrbancia
desconocida
Oficial Methods of Análisis 15th. E, 1990. AOAC.
Standard Methods of Water Analysys, 10° ed.-
Snell, F. D. Y C. T. Colorimetric methods of analysis.
Vogel, Arthur. Química
Analítica Cuantitativa Vol I y II, Ed. Kapelutz,
1980.-
Koltoff, I. M. Y Sandell, E, B. Textbook of Quantitative
Inorganic Análisis, 1990.
RICARDO BOTTA
Técnico Químico Nacional
Post Grado en Bromatología
Técnico en Electromedicina