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CÁLCULOS Y RESULTADOS: Volumen de agua Tabla 1
Longitud del reservorio (2πR) (2πR)
93cm
Altura de agua: agua: (h)
34.3 cm
Volumen (L)
23.607 L
Oxígeno disuelto Tabla 2
t
OD
2 4 6 8 10 15 20 25 30 40 50
8.45 8.69 8.73 8.75 8.79 8.85 8.89 8.92 8.95 9 9.04
Ploteo de resultados Gráfico N° 1
OD vs tiempo 9.1 9 8.9 ) M8.8 P P (
Línea de tendencia logarítmica
D8.7 O
8.6 8.5 8.4 0
10
20
30
TIEMPO (minutos)
40
50
60
Déficit de oxígeno Tabla 3
t 2 4 6 8 10 15 20 25 30 40 50
OD
Cs – Co
log((Cs-Co)/(Cs-Ct))
8.45 8.69 8.73 8.75 8.79 8.85 8.89 8.92 8.95 9 9.04
0.75
0.12493874
0.51
0.16749109
0.47
0.20296341
0.45
0.22184875
0.41
0.26227741
0.35
0.33099322
0.31
0.38369957
0.28
0.42790323
0.25
0.47712125
0.2
0.57403127
0.16
0.67094128
Ploteo de resultados Gráfico N° 2
(Cs - Co) vs t 0.8 0.7 0.6
Línea de tendencia lineal
0.5 0.4 0.3 0.2
Línea de tendencia lineal
0.1 0 0
10
20
30
40
50
60
Gráfico N° 3
Log((Cs-Co)/(Cs-Ct)) vs tiempo 0.8 0.7 0.6 0.5 y = 0.0111x + 0.1377 0.4 0.3 0.2 0.1 0 0
10
20
30
40
50
60
CÁLCULO DE LA CAPACIDAD DE OXIGENACIÓN Prolongando la recta hallada determinamos el valor de Ct para un tiempo de 60 min.
log .−. .− = 0.0111*60 + 0.1377 → Ct = 9.043 ppm Fórmula práctica para determinar la capacidad de oxigenación para el caso de difusores:
..= 25.9∗ ( 1 ) ∗ log ∗ ∗ Dónde: C.O.
= Capacidad de oxigenación en gramos de O 2 por hora.
t 1 – t 0 = Tiempo transcurrido durante el experimento. C s
= Concentración de saturación del agua a la temperatura del ambiente. A 20
°C, C s = 9.2 ppm. C 0
= Concentración inicial durante el experimento.
C t
= Concentración en el tiempo t.
⁄
= Factor de correlación para la temperatura T °C a 10 °C.
V
= Volumen.
Temperatura (°C)
⁄
8 10 12 14 16 18 20
1.037 1.000 0.964 0.928 0.895 0.861 0.830
= 60, = 0 , = 9.2 , = 8.2 , = 9.043, = 23.607 Reemplazando los valores
..= 25.9∗ ( 1 ) ∗ log ∗ ∗ 1 ) ∗log 9.28.2 ∗ 1 ∗ 23.607 ..= 25.9 ∗ (600 9.29.043 ..= 8.19 ℎ. CÁLCULO DE LA CONSTANTE K Determinaremos K con la siguiente formula: Dlog(
K=-
St ) So
6T
Según la práctica anterior: D =0.1064 cm Para hallar la concentración a un tiempo t=3 seg = 0.05 min, nos guiamos de la ecuación aproximada sacada del cuadro de datos con los valores de tiempo y
log 9.28.2 9.2 = 0.0111∗ 0.05+ 0.1377 ... = 8.473 Entonces:
= 9.2 8.2 = 1.00 = 9.2 8.473 = 0.727 Reemplazando:
9.28.2 0.1064∗ 9.28.473 = 6∗3 = 8,18510− ⁄
log −−.
DISCUSIÓN DE RESULTADOS
Referenciando la primera gráfica del ploteo de resultados, se observó que efectivamente el cambio de concentración de un gas presente en una masa líquida como función del tiempo presenta una línea de tendencia logarítmica , y a medida que pasa el tiempo la concentración de OD tiende a su valor de equilibrio o saturación.
El déficit de Oxígeno expresado en términos (Cs – Ct) disminuye con el transcurso tiempo, esto se puede observar en la segunda gráfica en la cual la línea de tendencia presenta una pendiente negativa.
Referenciando la tercera gráfica del ploteo de resultados, se observó que efectivamente la relación log (So/St) vs t, fue lineal y con pendiente positiva, lo cual significo que la relación de sobresaturación inicial con respecto de la sobresaturación en un tiempo t, fue aumentando conforme el tiempo debido a la “aireación por el método de difusión”
Al realizar la gráfica y colocar los puntos conforme los valores obtenidos de Log(St/So) vs t, se apreció que la gráfica no era del todo lineal, debido quizás a un error en la medición, por lo que se prefirió trabajar con la línea de tendencia, la cual se calculó por medio del Excel; aunque también se podría haber realizado mediante el método de mínimos cuadrados, todo esto con la f inalidad de obtener la linealidad de dicha relación y poder seguir obteniendo las demás gráficas sin problemas.
CONCLUSIONES:
Para realizar la presente experiencia de laboratorio fue sumamente importante contar con los reactivos reductores, que en este caso fueron el bisulfito de sodio y cloruro de cobalto, para así tener una muestra con déficit de oxígeno.
Si bien es cierto la muestra de agua se encontraba en déficit de OD pero al ser agua potable contenía una cantidad determinada de cloro residual y ya que este último resulta ser un oxidante muy poderoso pudo intervenir fácilmente en los resultados obtenidos.
A medida que transcurre el tiempo de aireación la concentración de OD en la muestra de agua aumenta hasta llegar al punto de saturación, una vez llegado a este valor los resultados se vuelven variables ya que el OD ya no puede transferirse al agua y por ende se disipa en el ambiente.
El punto de saturación a la temperatura de laboratorio está por encima de las 10 ppm de OD, en el presente laboratorio la concentración máxima de OD fue de 9.04 ppm, lo cual nos indica que en la práctica realizada no se llegó al punto de saturación del O 2. Es por ello que los resultados que los resultados no presentan mucha variabilidad.
No se llegó al punto de saturación debido a muchos factores, como por ejemplo la sobredosis de reductores o el error humano.
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