Lab. Efluentes#6

 

LABORATORIO Nº 6 DETERMINACION DE FOSFORO TOTAL EN AGUAS RESIDUALES 1.  OBJETIVO  

El objetivo de la práctica de laboratorio es la determinación del contenido de fosfatos solubles en una muestra de agua residual mediante espectrofotometría ultravioleta- visible por el método ácido vanadomolibdofosforico.

2.  FUNDAMENTO TEORICO El fósforo puede encontrarse en las aguas residuales disuelto o en partículas, ya sea en compuestos orgánicos o inorgánicos. Para liberar el fósforo que está combinado en la materia orgánica, es preciso someter la muestra de agua a un proceso de digestión ácida. Tras la digestión, el fósforo está en forma de ortofosfatos, que se determinan por métodos colorimétricos. El fósforo es un elemento esencial para la vida. Las plantas lo necesitan para crecer y desarrollar su potencial genético y otros organismos biológicos. Debido a que en aguaslimitar superficiales tienende lugar nocivas proliferaciones incontroladas de aguas algas, es de mucho interés la cantidad compuestos de fósforo que alcanzan las superficiales por medio de vertidos de aguas residuales domésticas, industriales, y a través de las escorrentías naturales. Como ejemplo se puede citar el caso de las aguas residuales municipales, cuyo contenido en fósforo como P puede variar entre 4 y 15 mg/l. Las formas más frecuentes en las que se presenta el fósforo en soluciones acuosas incluyen; el ortofosfato, el polifosfato y los fosfatos orgánicos. Los ortofosfatos por ejemplo, se hallan disponibles para el metabolismo biológico sin que sea precisa una ruptura posterior. Los ortofosfatos incluyen las moléculas con dos o más átomos de fósforo, átomos de oxígeno y, en determinados casos, átomos de hidrógeno combinados en moléculas complejas. La hidrólisis de los polifosfatos, proceso en el que recuperan sus formas como ortofosfatos, tiene lugar en soluciones acuosas. No obstante, esta hidrólisis suele ser un proceso bastante lento. Análogamente al nitrógeno, el fósforo es un nutriente de gran importancia para el crecimiento y reproducción de los microorganismos micr oorganismos que participan en la estabilización de la materia orgánica presente en las aguas residuales. El fósforo aparece en dos formas: en compuestos orgánicos (proteínas) y en compuestos minerales (polifosfatos y ortofosfatos). Los polifosfatos se encuentran principalmente en los residuos que contienen detergentes sintéticos (no biodegradables). En el caso de las aguas residuales domésticas, el contenido de fósforo es preocupante no por insuficiencia, sino por exceso, ya que efluentes de la planta de tratamiento ricos en fósforo provocan proliferación excesiva de algas y plantas acuáticas en el curso del cuerpo.

Método ácido vanadomolibdofosforico  En una disolución diluida de ortofosfatos, el molibdato de amonio reacciona en condiciones ácidas con el vanadato para formar un heteropoliácido, ácido vanadomolibdofosfórico. En la presencia de vanadio, se forma ácido vanadomolibdofosfórico de color amarillo. La longitud de onda a la cual la intensidad del color es medida depende de la detección requerida. La intensidad del color amarillo es directamente proporcional a la concentración de fosfato.

 

3.  MATERIALES Y EQUIPOS Materiales      



 

Probetas de 50 ml. Vasos de precipitados de 50 ml. Pipetas de 1-10 ml.



                    

 









  



Succionadores de 1-10 ml. Matraces aforados de 50 ml. Pipeta aforada de 20 ml. Bote de agua destilada. Varilla de vidrio. papel filtro papel suave. Matraz quitazato con tampón de goma. Embudo buchner de plástico. Espátula de metal. Vidrio reloj.

Equipos 

      







Bomba vacío. Balanzaalanalítica. Placa calefactora. Termómetro.

Reactivos      







Reactivo vanadato- molibdato. Solución patrón de fosforo 50 ppm. Muestra de agua residual o natural.

4.  PROCEDIMIENTO Preparación de los Reactivos Solución estándar de fosforo  



 



Disolver 0.2195 gr de fosfato dihidrogenado de potasio cristalizado (KH2P04), previamente secado a 105 ºC durante 1 hora. Diluir con agua destilada en un matraz volumétrico de 1 Lt y completar el volumen, esta solución contendrá 50 ppm de P.

Reactivo Vanadato Molibdato    

Solución A: Disolver 25 gr de molibdato de amonio en 300 ml de agua destilada. Solución B: Disolver 1.25 gr de metavanadato met avanadato de amonio, por calentamiento a ebullición en

 

300 ml de agua destilada, enfriar solo a temperatura ambiente. Solución final: Vaciar la solución A sobre la solución B, mezclar y diluir a 1 Lt.

 



 

Preparación de la recta de calibración: Blanco

S.1.00 ppm

S.2.00 ppm

S.4.00 ppm

S.5.00 ppm

--------

1 ml

2 ml

4 ml

5 ml

Reactivo Vanadato – Molibdato.

10 ml

10 ml

10 ml

10 ml

10 ml

Volumen final

50 ml

50 ml

50 ml

50 ml

50 ml

Solución estándar de P (50 ppm).

Pasos a seguir: Preparar los diferentes patrones que se muestran en el cuadro, el blanco y las diferentes soluciones: 1.00 ppm, 2.00 ppm, 4.00 ppm y 5.00 ppm.

Blanco: Tomar 10 ml del reactivo vanadato-molibdato con una pipeta y transferirlo a un matraz aforado de 50 ml, completar el aforo hasta un volumen los 50 ml y homogenizar.

 Tomar 1 mlpipeta de la solución patrón de fosforo 50 ppm, y transferir a unomatraz de Primer patrón: 50 ml con la ayuda de una de 1 ml, seguidamente adicionar con una probeta pipeta 10 ml del reactivo de vanadato-molibdato , llevar al aforo con agua destilada hasta completar el volumen de 50 ml y homogenizar.

Segundo patrón: Tomar 2 ml de la solución patrón de fosforo 50 ppm, y transferir a un matraz de 50 ml con la ayuda de una pipeta de 1 ml, seguidamente adicionar con una probeta o pipeta 10 ml del reactivo de vanadato-molibdato , llevar al aforo con agua destilada hasta completar el volumen de 50 ml y homogenizar. Tercer patrón: Tomar 4 ml de la solución patrón de fosforo 50 ppm, y transferir a un matraz de 50 ml con la ayuda de una pipeta de 1 ml, seguidamente adicionar con una probeta o pipeta 10 ml del reactivo de vanadato-molibdato ,llevar al aforo con agua destilada hasta completar el volumen de 50 ml y homogenizar.

Cuarto patrón: Tomar 5 ml de la solución patrón de fosforo 50 ppm, y transferir a un matraz de 50 ml con la ayuda de una pipeta de 1 ml, seguidamente adicionar con una probeta o pipeta 10 ml del reactivo de vanadato-molibdato , llevar al aforo con agua destilada hasta completar el volumen de 50 ml y homogenizar.

Preparación de la muestra: Muestra

Volumen

Muestra

25 ml

Reactivo Vanadato- Molibdato( RVM)

10 ml

Volumen final

50 ml

 

Pasos para la preparación de la muestra:          

  



 

     





Medir 25 ml de la muestra con pipeta aforada. Agregar 10 ml de reactivo vanadato- molibdato; usando la probeta. Vaciar a un matraz aforado y llevar a un volumen de 50 ml con agua destilada. destilada. Aforar por goteo con agua destilada si es necesario. Homogenizar. Esperar 10 minutos para el desarrollo del color. La intensidad del color es proporcional a la concentración de fosforo. Luego de esperar a que el color aparezca debemos medir la absorbancia en el equipo espectrofotómetro.

Equipo de trabajo:    





Espectrofotómetro UV- Visible Tabla de intervalos para elegir la longitud d de e onda para efectuar la medición

Rango ( mg/ l)

Longitud de onda (nm)

1-5

400

2 - 10

420

4 - 20

470

Calibración del espectrofotómetro:  



 



   





 



 



 



         

 

  

Manipular el selector de longitud de onda que uno requiera fijar la onda de trabajo en 400 nm por ejemplo. Colocar la solución blanco a la celda, agarrando del lado de las líneas con guantes, nunca tomar del lado liso de la celda. Fijar 0 en transmitancia. Limpiar la celda con papel suav suave, e, colocar en la cubeta el blanco, observando que la parte liza de la celda enfoque al transmisor de la luz uv. Calibrar a T= 100% (A=0) con el botón correspondiente en el espectrofotómetro; hasta que esté de 100% de T. Luego seleccionar seleccionar la función absorbancia (A) con el botón mode sin quitar la muestra del interior. Leer la absorbancia de las soluciones patrones, (partir de la solución más diluida a solución concentrada). Anotar el valor de la absorbancia S. 1 ppm. Entre cada lectura; controlar A= 0 con el blanco. Medir seguidamente los siguientes patrones: 2ppm, 4ppm, y 5 ppm. Y por último de la muestra de agua residual u natural, anotar todos los datos. Analizar los resultados obtenidos.

 

5.  ESQUEMA Preparación de la recta de calibración  BLANCO

Tomar 10 mladel vanadato-molibdato y llevarlo unreactivo matraz aforado de 50 ml

 Aforar con agua destilada y homogenizar  hom ogenizar   

PATRÓN

Primer patrón: Tomar  1  1 ml Segundo patrón: Tomar 2 ml Tercer patrón: Tomar 4 ml Cuarto patrón: T  Tomar omar 5 ml (De la solución patrón de fosforo 50 ppm)

Transferir 10 ml del reactivo de vanadatomolibdato

 Aforar con agua destilada hasta completar el volumen de 50 ml y homogenizar 

 

Preparación de la muestra:

Medir 25 ml de la muestra

Agregar 10 ml de reactivo vanadato- molibdato

Llevar a un volumen de 50 ml con agua destilada y Homogenizar 

Esperar 10 minutos para el desarrollo del color

 

Calibración del espectrofotómetro:

Leer la absorbancia de las soluciones patrones, (partir de la solución más diluida a solución concentrada).  

 

6.  CALCULOS

1

METODO º   Calculo de la concentración de la muestra por regresión  Anotar los valores leídos de absorbancia en el espectrofotómetro:

CONC.DE P( PPM)

ABSORBANCIA ( A)

BLANCO 

0

S. 1.00 PPM 

1,38

S. 2.00 PPM 

1,45

S. 4.00 PPM 

1,64

S. 5.00 PPM 

1,81

Calcular la concentración de la muestra por medio de la ecuación obtenida de la curva de calibración y que es representada por la siguiente ecuación, por regresión lineal:

 

 =  +  ó  =  +    −    (ó (ó   ó      )  =  =

1, 1,34 34 − 0, 0,58 5837 37   0,2801

 = 2, 2,70 7001 01   

Donde: m b  Y o A X

: Es la pendiente; : Es la ordenada al origen; : Es la la abso absorbancia, rbancia, y : Es la concentración (mg P/L).

Datos: Muestra de agua de CURUCHI    A = 1,34 m = 0,2801 b = 0 5837 En caso de haber dilución de la muestra a lo largo del de l desarrollo del método (digestión y alícuota de muestra), utilizar la siguiente ecuación: 

 

=    ó ó ∗       ó ó 

Reportar los resultados en mg P/L con dos décimas, con la precisión correspondiente.

 

2

METODO º   Calculo de la concentración de la muestra por el método gráfico Registrar los valores obtenidos por espectrofotometría:

CONCENTRACIÓN DE “P” ( PPM)

ABSORBANCIA ( A)

BLANCO 

0

S. 1.00 PPM 

1,38

S. 2.00 PPM 

1,45

S. 4.00 PPM 

1,64

S. 5.00 PPM 

1,81

Realizar una gráfica con los datos obtenidos, absorbancia Vs concentración de P (ppm).

Ejemplo:

 



Ingresar en la grafica el valor de absorbancia de la muestra leida en el espectrofotometro y tantear el valor de la concentracion de P en ppm de la muestra.

 ABSOR  AB SORBAN BANCI CIA A ( A)

2.5

y = 0.2801x + 0.5837 R² = 0.6473

2       A       I       C       N1.5       A       B       R       O 1       S       B       A

0.5 0 0

1

2

3 CONC. DE P (PPM)

Absorbancia = 1,34

4

5

6

 

7.  OBSERVACION La experiencia se realizó sin inconvenientes.

8.  CONCLUSION