Ing. José Huapaya Barrientos1

TRATAMIENTO DE AGUA INDUSTRIAL

ExpositorIng. José Huapaya Barrientos

2012

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAFACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA Y TEXTIL

CURSO

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Capítulo IIIExpresión de la Concentración

en el Análisis de Agua

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UNIDADES DE CONCENTRACIÓN EN EL ANÁLISIS DE AGUA

LAS CONCENTRACIONES DE LAS SOLUCIONES ACUOSAS PUEDEN MEDIRSE EN G/L, MOL/L, MOL/KG, EQ-G/L, FRACCIÓN MOLAR, FRACCIÓN EN PESO Y DENSIDAD.

EN SOLUCIONES DE BAJA CONCENTRACIÓN, SE TIENEN DIVERSAS UNIDADES, DEPENDIENDO DEL PAÍS O REGIÓN. SIN EMBARGO, SE TIENE SEIS UNIDADES BÁSICAS DE MAYOR USO

PARTES POR MILLÓN (ppm)

litro

mg

aguadeKg

sustanciademg

aguadepartesdemillón

SustanciadePartesNºppm 1

1

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GRANOS POR GALÓN AMERICANO (GPG)

AguadeAmericanoGalón

SustanciadeGranosdeNGPG

º

1 lb = 7 000 granos1 Galón Americano = 8,33 lb = 3,78 kilos1 lb = 454 gramos454 gramos = 7 000 granos

ggrano 06486,01

ppmkg

mgGPG americano 1,17

78,3

86,641

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GRANOS POR GALÓN INGLES (GPGI)

ppmkg

mg

AguadeImperialGalón

sustancialadeGranosdeNGPGI 3,14

54,4

86,64º

1 Galón Imperial = 10 lb = 4,54 kg

PARTES POR 100.000 PARTES

aguadepartes

SubstancialadePartesdeNP000100

º000100

Francia: como CaCO3 en partes / 100 000 (Grado Francés)Alemania: como CaO en partes / 100 000 (Grado Alemán)

Grado Francés = grado hidrotimétrico(TH) =10 ppm CaCO3 =0,2 meq =0,1 ppmGrado Aleman = 10 ppm de CaO = 17,9 ppm CaCO3 = 0,357 meqGrado Ingles = 0,286 meqGrado Americano = 0,34 meq1 meq = 5 grados franceses = 50 ppm CaCO31 ppm de CaCO3 = 0,02 meq = 0,1 grado frances

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EQUIVALENTES POR MILLÓN

SustancialadeeEquivalentPeso

ppmepm

CONCENTRACIÓN EXPRESADO EN EQUIVALENTE DE CARBONATO DE CALCIO

LA CONCENTRACIÓN DE LAS ESPECIES SE EXPRESAN EN FUNCIÓN DEL CaCO3, COMO COMPUESTO DE REFERENCIA. PARA ESTABLECER EL EQUILIBRIO ELÉCTRICO DEL AGUA, TODAS LAS ESPECIES DEBEN ESTAR EN FUNCIÓN DEL CaCO3 O EQUIVALENTES POR MILLÓN

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EQUIVALENCIA ENTRE SISTEMAS DE UNIDADES DE CONCENTRACIÓN

EQUIVALENCIA ENTRE SISTEMAS

Unidad GPG ppmGradoInglés

GradoFrancés

GradoAlemán

GPG 1 17,1 1,20 1,71 0,958

GPGI 0,829 14,3 1,00 1,43 0,80

ppm 0,058 1,0 0,07 0,1 0,56

Grado Francés 0,583 10,0 0,7 1,0 0,56

Grado Alemán 1,04 17,9 1,24 1,78 1,0

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ANALISIS DE AGUA EXPRESADO EN EQUIVALENTES DE CaCO3

REPRESENTACIÓN DE DIVERSOS COMPUESTO DEL Fe+2

Fe

FeO

3FeCO

23HCOFe

2FeCl

4FeSO

23NOFe

Formula ppm Partes/100000 granos/galon americano

granos/galon ingles

epm meq/L Ppm(CaCO3)

55,85 5,58 3,27 3,90 2,0 2,0 100

71,85 7,18 4,20 5,02 2,0 2,0 100

115,85 11,58 6,77 8,10 2,0 2,0 100

177,85 17,78 10,40 12,44 2,0 2,0 100

91,30 9,13 5,34 6,38 2,0 2,0 100

151,85 15,18 8,88 10,62 2,0 2,0 100

117,85 11,78 6,89 8,24 2,0 2,0 100

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COMO PUEDE OBSERVARSE EN LA TABLA, UNA MUESTRA QUE CONTIENE LA MISMA CANTIDAD DE HIERRO EN DIFERENTES COMPUESTOS, PUEDE EXPRESARSE EN SIETE MANERAS DIFERENTES. SIMILARMENTE, PODRÍA PRESENTARSE ESTE INCONVENIENTE CON OTRAS ESPECIES COMPLICANDO LA PRESENTACIÓN DEL ANÁLISIS. DEBIDO A ELLO, SE DECIDIÓ EXPRESAR LA CONCENTRACIÓN COMO PARTES POR MILLÓN EXPRESADO EN EQUIVALENTES DE CaCO3. LA TABLA MUESTRA TAMBIÉN QUE PUEDE UTILIZARSE LOS EPM. EN AMBOS CASOS SE TIENE LOS MISMOS VALORES DE CONCENTRACIÓN DE LA ESPECIE, INDEPENDIENTEMENTE DEL COMPUESTO O ION CON LA CUAL SE ENCUENTRE.

DE ESTA FORMA, SE EXPRESAN LA DUREZA TOTAL, SODIO, POTASIO, ALCALINIDAD PARCIAL, ALCALINIDAD TOTAL, ACIDEZ MINERAL Y LAS DIVERSAS CONCENTRACIONES DE CATIONES Y ANIONES PRESENTES EN EL AGUA.

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LAS SIGUIENTES FÓRMULAS SE UTILIZAN PARA EXPRESAR LAS CONCENTRACIONES EN FUNCIÓN DEL CaCO3:

compuestocompuesto

comoCaCO ppmgEq

CaCOgEqppm

33

ion

ión

CaCO

comoCaCO ppmCalciodelCarga

IondelCarga

M

Mppm

3

3

Existen tablas que simplifican estos cálculos, utilizando factores para cada especie

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TABLA DE CONVERSIÓN PARA EXPRESAR LA CONCENTRACIÓNEN FUNCIÓN DEL CaCO3

Componente Fórmula M Multiplicar por el Factor Peq

Aluminio Al+3 27 5,56 9

Amonio NH4+ 18 2,78 18

Bario Ba+2 137,4 0,73 68,7

Calcio Ca+2 40,1 2,50 20,0

Cobre Cu+2 63,6 1,57 31,8

Hidrógeno H+1 1 50 1

Fierro II Fe+2 55,8 1,79 27,9

Fierro III Fe+3 55,8 2,69 18,6

Magnesio Mg+2 24,3 4,10 12,2

Sodio Na+1 23 2,18 23

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TABLA DE CONVERSIÓN PARA EXPRESAR LA CONCENTRACIÓNEN FUNCIÓN DEL CaCO3

Componente Fórmula M Multiplicar por el Factor Peq

Bicarbonato HCO3- 61 0,82 61

Carbonato CO3= 60 1,67 30

Cloruro Cl- 35,5 1,41 35,5

Nitrato NO3- 62 0,81 62

Fosfato PO4-3 95 1,58 31,7

Fosfato HPO4-2 96 1,04 48

Fosfato H2PO4-1 97 0,52 97

Sulfato SO4= 96,1 1,04 48,05

Sílice Si+4 60,1 3,3 15,0

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Unidad GPG ppmGradoInglés

GradoFrancés

GradoAlemán

GPG 1 17,1 1,20 1,71 0,958

GPGI 0,829 14,3 1,00 1,43 0,80

ppm 0,058 1,0 0,07 0,1 0,56

Grado Francés 0,583 10,0 0,7 1,0 0,56

Grado Alemán 1,04 17,9 1,24 1,78 1,0

EQUIVALENCIA ENTRE SISTEMAS

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pH

2

3

COdeppmlibrecarbonodeBióxido

CaCOppmcomometilodeanaranjadoaldAlcalinidaRazón