El análisis de agua con detalles

El análisis de agua con detalles
Introducción

Las características generales del agua bruta se
encuentran en otra página en inglés, con límites recomendados de algunos contaminantes y
parámetros. Presentamos aquí los detalles del análisis de las sustancias disueltas en el agua.
La imagen de la derecha (haga click para enlargarla) contiene solo los iones y compuestos
encontrados en la mayoría delos aguas de río o de pozo y que son importantes para el
proceso de intercambio iónico.
Se agrupan tradicionalmente estas sustancias:
Ca++ + Mg++
= TH
–
=
–
HCO3 + CO3 + OH = TAC
Cl– + SO4= + NO3–
= SAF
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El calcio y el magnesio forman la dureza total (TH = título hidrotimétrico, Total
Hardness en inglés).
El bicarbonato, el carbonato y el hidróxido forman la alcalinidad (TAC = títuloalcalimétrico completo) aunque en general las aguas naturales no contienen
carbonato o hidróxido.
El cloruro, el sulfato y el nitrato forman las sales de ácidos fuertes (SAF), llamado
también título acidimétrico (TAF o Taci) después del intercambio catiónico.
Cuando la dureza (en meq/L) es mayor que la alcalinidad, la dureza asociada con el
bicarbonato se llama dureza temporal (= TH – TAC), y lodemás se llama dureza
permanente. En este caso, el valor de dureza temporal en meq/L es igual al valor
de TAC.
Coando la dureza es menor que la alcalinidad (en meq/L) no hay dureza permanente
y la dureza temporal es numéricamente igual a la dureza total.



Todas las aguas naturales son equilibradas iónicamente, lo que quere decir que la
suma de los cationes es igual a la suma de los aniones enmeq/L.

Otros iones, muchas veces en trazas, pero a veces no negligibles, se pueden combinar con
las sustancias presentadas arriba:
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el bario (Ba++) y el estroncio (Sr++) son metales alcalinotérreos (véase el comentario
abajo) y son componentes de la dureza;
en el cálculo de una planta con un software de intercambio iónico, se añaden a la
dureza el hierro divalente (Fe++), el níquel (Ni++)y el cobre (Cu++);
el amonio (NH4+) y el potasio (K+) se tratan como el sodio;
el litio (Li+) también reacciona como el sodio (Na+);
el fosfato (PO43–) es un componente del grupo SAF;
el fluoruro (F–), el bromuro (Br–) y el ioduro (I–) son halógenos y se tratan como el
cloruro.

Hay que recordar que las resinas comunes tienen una afinidad baja para ciertos de estos
iones, como el litio o elfluoruro. Además, otros elementos como el aluminio, el arsénico y
muchos metales pueden existir en forma de complejos y su eliinación es a veces difícil.
El bario y el estroncio reaccionan de manera siguiente en un intercambio iónico:
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La solubilidad del sulfato de bario es solo unos 2 mg/L, es decir mil veces más baja
que la del sulfato de calcio.
Ba y Sr no se eliminan bien con una resinadébilmente ácida (WAC). Este tipo
de resina tiene una afinidad menor para Ba y Sr que para Ca y Mg. Véase la tabla de
selectividad.
Ba (y Ra, el radio que también es parte del grupo de los alcalinotérreos) se eliminan
fácilmente con una resina fuertemente ácida (SAC) por su alta afinidad. Por otro
lado, esta afinidad es tan fuerte que la regeneración de la resina es problemática.
Además, el uso deácido sulfúrico H2SO4 para regenerar una resina SAC cargada —
aun parcialmente — con bario es casi imposible.

Véase también (sin relación directa con eso) la página en inglés sobre el agua de mar.

Unidades de concentración y de capacidad
Deseamos conocer el número de iones que queremos cambiar. Su masa no es útil para el
cálculo. Entonces, tenemos que convertir las concentraciones de estos iones enunidades
"equivalentes"; la unidad internacional correspondiente es el eq·kg–1, y en práctica se usa el
equivalente per litro de agua eq/L, y con concentraciones bajas — las que se encuentran en
el tratamiento de agua — el meq/L. Otras unidades existen en algunas partes del mundo:

Unidades de concentración
(por volumen de agua)

Nom
ppm de carbonato de calcio
Grado francés
Grado alemán de...