Hidrología Componente Práctico Virtual Profesora: PhD Priscila Valverde Correo: priesval@espol.edu.ec LABORATORIO DE HIDROLOGÍA Conductividad eléctrica pH Oxígeno disuelto Acerca de esta clase práctica Objetivo de aprendizaje: ¿qué?, ¿cómo? y ¿para qué? Aprender sobre la conductividad, pH y O2 del agua mediante pruebas virtuales de laboratorio para diferenciar tipos de agua INTRODUCCIÓN Parte de la Hidrología consiste en estudiar el agua de la tierra, su distribución, circulación, características como las propiedades físico-químicas y su interacción con el ambiente. INTRODUCCIÓN Entre las aplicaciones prácticas de Hidrología se encuentran el diseño y operación de: a) b) c) d) e) f) g) Estructuras hidráulicas Abastecimiento de agua Disposición y tratamiento de aguas residuales Riego y drenaje Control de inundaciones Uso recreacional del agua Control de la salinidad INTRODUCCIÓN Por lo tanto, uno de los principales roles de la Hidrología es: Ayudar a analizar los problemas en las áreas mencionadas anteriormente y proveer una guía para la planificación y gestión de los recursos hídricos. CALIDAD DE AGUA Qué entiende por calidad de agua? CALIDAD DE AGUA Es un conjunto de condiciones físicoquímicas, biológicas, microbiológicas a niveles aceptables para asegurar la protección de los recursos hídricos y la salud de la población. PROPIEDADES FÍSICO-QUÍMICAS Propiedades físicas: • Sabor • Olor • Color • Turbidez • Conductividad eléctrica • Temperatura PROPIEDADES FÍSICO-QUÍMICAS Propiedades químicas: • pH • Dureza • Alcalinidad • Cloruros, sulfatos, nitritos, nitratos, • Entre muchos otros PROPIEDADES FÍSICO-QUÍMICAS Gases disueltos: • Oxígeno disuelto • Dióxido de carbono • Sulfuro de hidrógeno • Amoníaco PROPIEDADES FÍSICO-QUÍMICAS • Conductividad eléctrica • pH • Oxígeno disuelto Conductividad eléctrica Qué es la conductividad eléctrica? Conductividad eléctrica (CE) ¿Qué es la CE? La capacidad que tiene un cuerpo de agua para conducir electricidad a través de los iones disueltos. Por lo cual, para que esto sea posible el cuerpo de agua debe contener sales disueltas o iones. Conductividad eléctrica (CE) ¿Qué hace que el agua conduzca electricidad? https://www.youtube.com/watch?v=8DHbFiIvZWg Conductividad eléctrica οΌ Molécula de agua Para que conduzca electricidad Debe contener sales disueltas o iones Antes de disolverse Conductividad eléctrica https://www.edumedia-sciences.com/es/ Usuario: covid19 Contraseña: edumedia Unidades de la conductividad eléctrica S/m µS/cm mS/cm Cuáles son los principales responsables de la CE? Tabla. Algunos electrolitos (compuestos que se disuelven en el agua) que pueden encontrarse en el agua. Cationes Calcio (Ca2+) Sodio (Na+) Potasio (K+) Magnesio (Mg2+) Aniones Cloruros (Cl-) 2− Sulfatos (ππ4 ) 2− Carbonatos (πΆπ3 ) − Bicarbonatos (π»πΆπ3 ) Tipos de agua y su conductividad Tipo de agua Agua pura Agua destilada Nieve fundida Agua de lluvia Cuerpos de agua dulce Agua de mar Conductividad (µS/cm) 0.055 0.5 - 5 2 - 42 50 100 - 250 55000 Conductividad eléctrica: Actividad https://www.webwhiteboard.com/board/rtf8ebp9 Importancia: conductividad eléctrica ¿Por qué es importante la conductividad del agua? Porque es uno de los parámetros más comunes para determinar la calidad del agua. Al ser un método accesible, fácil y útil es una medida usada en plantas industriales, plantas de tratamiento, y también puede ser para uso doméstico. Con el fin de tener un monitoreo de la calidad del agua, se mide la conductividad en tuberías, canales, corrientes, y lagos. En la industria, se mide la conductividad en varios puntos por donde fluye el agua, para llevar un control sobre el agua utilizada en procesos, servicios o residuales. Importancia: conductividad eléctrica La mayoría de los cuerpos de agua mantienen una conductividad razonablemente constante. Esto puede ser usado como una línea base de comparación para estudios. Cambios significativos en la CE pueden deberse a inundaciones, evaporación o contaminación antropogénica. Fuentes de conductividad Tipo de agua Agua dulce Agua de mar Fuentes de conductividad La geología del lugar. Por ejemplo las arcillas (clay) contribuyen a la conductividad. Escorrentía, sedimentos, actividad tectónica (volcanes submarinos), evaporación, la lluvia puede contener ácido carbónico (cuando entra en contacto con el suelo y las rocas también puede disolver minerales). Conductividad vs. Temperatura Por cada 1 β de incremento en la temperatura, la CE aumenta del 2 al 4%. Experimento: medición de conductividad http://eqf_web.webs.uvigo.es/eqf_conductividad.htm Potencial de hidrogeniones o pH ππ» = − log [π»+ ] πππ» = − log [ππ»− ] ππ» + πππ» = 14 Potencial de hidrogeniones o pH Disolución ácida: [π»+ ] > [ππ»− ] > 10−7 pH < 7 Disolución neutra: [π»+ ] = [ππ»− ] = 10−7 pH = 7 Disolución básica: [π»+ ] < [ππ»− ] < 10−7 pH > 7 pH: ejercicio Se conoce que la concentración promedio de iones hidroxilo (OH-) a lo largo de un río fue de 10-10. A partir de este dato calcular el pH promedio de este cuerpo de agua. Actividad en clase: 1 punto extra por participaciòn. Experimento: simulación de medición de pH Demostración https://www.edumediasciences.com/es/media/754-analisis-de-ph Taller Usuario: covid19 Contraseña: edumedia http://www.glencoe.com/sites/common_assets/science/virt ual_labs/E22/E22.html Cargar sus resultados: https://www.webwhiteboard.com/board/xpfb8eg6 pH en los cuerpos de agua La mayoría de los ambientes naturales tienen un pH que varía entre 5 a 8.5. Tipo de agua Rango de pH Agua destilada 5.8 – 6.5 Por qué? πΆπ2 + π»2 π → π»2 πΆπ3 (ácido carbónico) pH en los cuerpos de agua La mayoría de los ambientes naturales tienen un pH que varía entre 5 a 8.5. Tipo de agua Rango de pH Agua destilada 5.8 – 6.5 Por qué? πΆπ2 + π»2 π → π»2 πΆπ3 (ácido carbónico) • Depende del equilibrio carbonato y actividad vital de los organismos acuáticos. Agua superficial 6.0 – 8.5 Por ejemplo: Un pH ácido puede ocurrir por el aporte natural de H2S y ácidos húmicos producto de la mineralización (descomposición de la materia orgánica). Otro ejemplo: La actividad fotosintética de los microorganismos reduce el contenido de CO2 disuelto en el agua, aumentando el pH. DÍA NOCHE? pH en los cuerpos de agua Tipo de agua Agua superficial (lagos y embalses) Rango de pH 6.5 a 8.5 Por qué? • pH experimenta evolución temporal y espacial. Ejemplo: Relación con la dinámica térmica del lago (estratificación térmica). La temperatura afecta el pH disminuyéndolo. Lo cual quiere decir que aguas más profundas experimentarán una disminución del pH. Ejemplo: en la superficie del agua, el fitoplancton utiliza el CO2 como alimento, por lo cual el pH es más alto en al superficie que en la profundidad. pH en los cuerpos de agua Tipo de agua Rango de pH Agua de mar 7.4 a 8.5 Por qué? • Por la cantidad de elementos que contiene. Ej: varios aniones Ca, Mg, Na, K, Cl, S, Br. • Evaporación Oxígeno disuelto https://www.youtube.com/watch?v=d40weEoS988 Taller: oxígeno disuelto http://www.phschool.com/science/biology_place /labbench/lab12/avail.html Oxígeno disuelto: en resumen El oxígeno disuelto disminuye cuando: οΌ La temperatura es alta. οΌ La presión parcial disminuye (aumento de la altura). οΌ A menores profundidades. οΌ Desechos humanos y animales. Oxígeno disuelto: en resumen Oxígeno disuelto: En resumen Cuándo existe sobresaturación de O2? Crecimiento algal (o de algas) esto quiere decir que cuando las algas crecen pueden producir una mayor producción de O2 lo cual puede ser utilizado o liberado a la atmósfera.
