Dqo en agua residual

PRÁCTICA 3: DETERMINACIÓN DE LA DQO DE UN AGUA

DQO es una sigla que traduce literalmente “demanda química de oxígeno”. Esto es una medida aproximada del contenido total de materia orgánica presente en una muestra de agua. Esta materia orgánica en condiciones naturales, puede ser biodegradada lentamente (esto es, oxidada) a CO2 y H2O mediante un proceso lento que puede tardar, desde unos pocosdías hasta varios años dependiendo del tipo de materia orgánica presente y de las condiciones de la biodegradación; la DQO nos indica la materia orgánica total, biodegradable y no biodegradable, en el agua, y se expresa en mg de O2 consumido por litro de agua:
DQO=mg de O2Vagua
Dicho esto, la degradación biológica de un carbohidrato (CXHYOZ) en condiciones aeróbicas, por medio de O2 es unproceso de oxidación reducción que puede expresarse como:

Reacción total: CxHyOz + O2 ←→ CO2 + H2O
Semireacción de oxidación: CxHyOz ←→ CO2 + H2O
Semireacción de reducción: O2 + 4H+ + 4e− ←→ 2H2O

En esta reacción se cumple que por cada equivalente de materia orgánica presente en el agua se consume un equivalente de oxígeno:

Nº equivalentes de CxHyOz = Nº equivalentes de O2 consumidosNº equivalentes de CxHyOz = Moles (O2 ) · 4

En las pruebas de DQO se acelera artificialmente el proceso de biodegradación que realizan los microorganismos, mediante un proceso de oxidación forzada, utilizando oxidantes químicos y métodos debidamente estandarizados. Por tanto, en la práctica se emplean dos poderosos oxidantes químicos como son el permanganato potásico y el dicromato potásico.Si usamos el dicromato potásico como agente oxidante para el carbohidrato anterior, tendría lugar la siguiente reacción redox:

Reacción total: CXHYOZ + Cr207= ←→ Cr+3 + CO2 + H2O (Catalizador: 150ºC)

Semireacción de oxidación: CXHYOZ ←→ CO2 + H2O

Semireacción de reducción: Cr207= + 14H+ + 6e- ←→ 2Cr+3 + 7 H2O

En la cual, por cada equivalente de materia orgánicaoxidada se consume un equivalente de dicromato potásico, es decir:

Nº equivalentes de CxHyOz = Nº equivalentes d e Cr207= consumidos

De este modo, conocida la cantidad de dicromato potásico consumida, se relaciona esta con la cantidad de O2 que haría falta para oxidar toda la materia orgánica, teniendo en cuenta que:

Nº equivalentes d e Cr207= consumidos = Nº equivalentes de O2Moles (O2 ) = (1/ 4) · Nº equivalentes d e Cr207= consumidos

Por último, a partir de los moles de O2 se calcula la DQO:

DQO=molesO2*32000Vagua

Experimento:

1º) Oxidación de la materia orgánica empleando dicromato potásico.

Tomamos dos tubos de ensayo. En el TUBO1 introducimos 2,5ml de agua destilada (sin materia orgánica), y en el TUBO2 colocamos 0,5 ml de agua residual (conmateria orgánica) + 2 ml de agua destilada (Nota: no colocamos 2,5 ml de agua destilada, porque está muy contaminada, y si colocamos mucha cantidad, luego no podremos apreciar bien la valoración).

Seguidamente añadimos 1,5 ml de disolución digestora (K2Cr2O7 + HgSO4) y 3,5ml de disolución catalítica (H2SO4 + Ag2SO4) en cada uno de los tubos; la disolución catalítica la añadimos con cuidadodejándola escurrir lentamente por la pared del tubo, manteniendo los tubos inclinados durante todo el proceso.

Colocamos a continuación una tira de teflón en la rosca del tubo, y luego los cerramos con el tapón, agitando fuertemente los tubos para homogeneizar el contenido. Introducimos ambos tubos en un baño de arena, a 150ºC, durante 2h, con el objetivo de que finalice la reacción de oxidación,controlando la temperatura. Transcurrido ese tiempo, los retiramos a la rejilla, y los dejamos enfriar hasta temperatura ambiente.

2º) Determinación de la cantidad de dicromato potásico no consumido.

En esta segunda etapa del experimento, realizamos una valoración del contenido de cada tubo de ensayo con una disolución de sulfato amónico ferroso (0,1N): Fe(NH4)2(SO4)3), empleando ferroína...