Curso: Quìmica InorgánicaProfesor: Dr. Parco Avila

2009-I

Potus = bebidaPotabilis = bebible

Potare = beber

Es el agua "bebible“ producto de un

proceso de purificación que puede ser consumida por

personas y animales sin riesgo de contraer

males o enfermedades

AGUA POTABLE

Hace fines del siglo XVII, el agua era considerada un Hace fines del siglo XVII, el agua era considerada un elementoelemento, es , es decir, una sustancia formada por una sola clase de átomos. Sin decir, una sustancia formada por una sola clase de átomos. Sin embargo, en 1781, el químico inglés embargo, en 1781, el químico inglés Henry CavendishHenry Cavendish demostró demostró que el agua se formaba durante la combustión del gasque el agua se formaba durante la combustión del gas hidrógenohidrógeno. Cavendish afirmaba: si el hidrógeno arde es porque . Cavendish afirmaba: si el hidrógeno arde es porque reacciona con el reacciona con el oxígenooxígeno del aire formando el agua. las del aire formando el agua. las propiedades del agua son distintas a las de los gases hidrógeno y propiedades del agua son distintas a las de los gases hidrógeno y oxígeno (ambos elementos), el agua no es una mezcla: es un oxígeno (ambos elementos), el agua no es una mezcla: es un compuestocompuesto (sustancias formadas por distintas clases de átomos). (sustancias formadas por distintas clases de átomos). En la actualidad, a través de un proceso llamado En la actualidad, a través de un proceso llamado hidrólisishidrólisis es es posible demostrar que los elementos constitutivos de agua son posible demostrar que los elementos constitutivos de agua son el H y O. El procedimiento consiste en descomponer el agua, el H y O. El procedimiento consiste en descomponer el agua, aplicando corriente eléctrica para obtener aplicando corriente eléctrica para obtener hidrógeno y oxígeno hidrógeno y oxígeno gaseoso.gaseoso.

El Agua presente en la vida del hombre por siempre

COMPOSICIÓN QUIMICA DEL AGUA

2 átomos de hidrógeno y 1 de oxígeno se unen a través de un enlace covalente polar, dando como resultado una molécula de geometría angular, es decir, los átomos de hidrógeno están separados por un ángulo de 105º.

ESTRUCTURA DE LA MOLECULA DEL AGUA

Esto significa que la molécula de agua tiene carga positiva hacia el extremo donde se encuentran los

átomos de hidrógeno y carga negativa hacia el extremo contrario donde se ubica el átomo de oxígeno.

Esto significa que la molécula de agua tiene carga positiva hacia el extremo donde se encuentran los

átomos de hidrógeno y carga negativa hacia el extremo contrario donde se ubica el átomo de oxígeno.

Dadas las características de polaridad de la molécula de agua, la unión se establece por medio de una fuerza de atracción intermolecular llamada enlace por puente de hidrógeno.

Dadas las características de polaridad de la molécula de agua, la unión se establece por medio de una fuerza de atracción intermolecular llamada enlace por puente de hidrógeno.

ENLACE POR PUENTE DE HIDROGENO

El agua potable debe tener propiedades específicas que mantengan su calidad natural (ser transparente, inodora, insípida...), si bien presenta disueltas una serie de sales en cantidades determinadas que la hacen más o menos apreciada para su uso y consumo.

Para poder utilizar el AGUA NATURAL, los humanos debemos someterla a un conjunto de tratamientos específicos para hacerla potable. Así, el agua potable no debe contener microorganismos patógenos de ningún tipo, ni sustancias tóxicas, no debe tener sabor, ni olor, ni color, ni turbidez desagradable.

Agua potable es aquella que por sus características es apta para el consumo humano.

Agua no potable es aquella que, por causas naturales o, más frecuentemente, humanas, no es apta para el consumo por estar contaminada por sustancias de cualquier naturaleza.

En la Unión Europea la normativa 98/83/EU establece valores máximos y

mínimos para el contenido en:• Minerales•Diferentes iones como cloruros, nitratos, nitritos, amonio, calcio, magnesio, fosfato, arsénico, etc.,•Gérmenes patógenos.•El pH del agua potable entre 6,5 y 8,5.•Los controles sobre el agua potable más severos que los controles sobre las aguas minerales embotelladas.

Organismos controladores

Requerimientos de potabilidad del agua, que pueden Requerimientos de potabilidad del agua, que pueden variar dependiendo de múltiples factores, son los variar dependiendo de múltiples factores, son los siguientes: siguientes: – – Que posea menos de 10 bacterias intestinales por Que posea menos de 10 bacterias intestinales por litro. litro. – – Que no contenga impurezas químicas. Que no contenga impurezas químicas. – – Que no presente sabor, olor ni color o turbiedad Que no presente sabor, olor ni color o turbiedad objetables. objetables. – – Que no provenga de manantiales sujetos a Que no provenga de manantiales sujetos a contaminación por aguas negras.contaminación por aguas negras.

EstándaresEstándares

FUENTES Naturales DE AGUA¿De donde viene?

De los ríos subterráneos: Se las extrae por medio de bombas, molinos, etc. Se

le debe analizar periódicamente. De la lluvia: No debe tener contacto previo con casas, techos, animales,

etc. Del deshielo: Se deberá filtrar, ya que

puede arrastrar impurezas. De los ríos: No debe estar

contaminada.

Proceso de conversión de agua común en agua potable se le denomina potabilización.

Consiste en un stripping de compuestos volátiles seguido de la

precipitación de impurezas con floculantes, filtración y desinfección

con cloro u ozono.En zonas con pocas precipitaciones y disponibilidad de aguas marinas se puede producir agua potable por desalinación. Este se lleva a cabo a menudo por ósmosis inversa o destilación.En algunos países se añaden pequeñas cantidades de fluoruro al agua potable para mejorar la salud dental.

PRODUCCIÓN

• Aprovechar la humedad del aire Aprovechar la humedad del aire • Aprovechar el agua de lluvia. Aprovechar el agua de lluvia. • Hervir el agua de los ríos o charcosHervir el agua de los ríos o charcos• Decantar el agua dejándola reposar Decantar el agua dejándola reposar • Hervir el agua y obtener por Hervir el agua y obtener por

condensación el agua destilada, y condensación el agua destilada, y aunque no contiene impurezas, aunque no contiene impurezas, tampoco contiene sales y minerales tampoco contiene sales y minerales esenciales para la vida, que el agua esenciales para la vida, que el agua potable debe contener en determinadas potable debe contener en determinadas cantidades. Su consumo permanente le cantidades. Su consumo permanente le quitaría al cuerpo humano esos quitaría al cuerpo humano esos nutrientes. nutrientes.

• Pastillas potabilizadoras: con ellas es Pastillas potabilizadoras: con ellas es posible obtener agua limpia y segura. posible obtener agua limpia y segura. Deben aplicarse en cantidades exactas y Deben aplicarse en cantidades exactas y dejar reposar lo suficiente antes de dejar reposar lo suficiente antes de consumir el agua. consumir el agua.

• Aprovechar la humedad del aire Aprovechar la humedad del aire • Aprovechar el agua de lluvia. Aprovechar el agua de lluvia. • Hervir el agua de los ríos o charcosHervir el agua de los ríos o charcos• Decantar el agua dejándola reposar Decantar el agua dejándola reposar • Hervir el agua y obtener por Hervir el agua y obtener por

condensación el agua destilada, y condensación el agua destilada, y aunque no contiene impurezas, aunque no contiene impurezas, tampoco contiene sales y minerales tampoco contiene sales y minerales esenciales para la vida, que el agua esenciales para la vida, que el agua potable debe contener en determinadas potable debe contener en determinadas cantidades. Su consumo permanente le cantidades. Su consumo permanente le quitaría al cuerpo humano esos quitaría al cuerpo humano esos nutrientes. nutrientes.

• Pastillas potabilizadoras: con ellas es Pastillas potabilizadoras: con ellas es posible obtener agua limpia y segura. posible obtener agua limpia y segura. Deben aplicarse en cantidades exactas y Deben aplicarse en cantidades exactas y dejar reposar lo suficiente antes de dejar reposar lo suficiente antes de consumir el agua. consumir el agua.

FORMAS DE CONSEGUIR EL AGUA POTABLE

Potabilización del agua en laboratorio

Esquema de purificación simple

Se denomina Se denomina estación de tratamiento de agua potableestación de tratamiento de agua potable (frecuentemente abreviado como (frecuentemente abreviado como ETAPETAP) al conjunto de estructuras ) al conjunto de estructuras

en las que se trata el agua de manera que se vuelva apta para el en las que se trata el agua de manera que se vuelva apta para el consumo humano. Existen diferentes tecnologías para potabilizar consumo humano. Existen diferentes tecnologías para potabilizar

el agua, pero todas deben cumplir los mismos principios:el agua, pero todas deben cumplir los mismos principios:•Combinación de barreras múltiples Combinación de barreras múltiples

((diferentes etapas del proceso de potabilización)diferentes etapas del proceso de potabilización)•Tratamiento integrado para producir el efecto esperado, Tratamiento integrado para producir el efecto esperado, •Tratamiento por objetivo Tratamiento por objetivo

(cada etapa del tratamiento tiene una meta específica (cada etapa del tratamiento tiene una meta específica relacionada con algún tipo de contaminante). relacionada con algún tipo de contaminante).

Se denomina Se denomina estación de tratamiento de agua potableestación de tratamiento de agua potable (frecuentemente abreviado como (frecuentemente abreviado como ETAPETAP) al conjunto de estructuras ) al conjunto de estructuras

en las que se trata el agua de manera que se vuelva apta para el en las que se trata el agua de manera que se vuelva apta para el consumo humano. Existen diferentes tecnologías para potabilizar consumo humano. Existen diferentes tecnologías para potabilizar

el agua, pero todas deben cumplir los mismos principios:el agua, pero todas deben cumplir los mismos principios:•Combinación de barreras múltiples Combinación de barreras múltiples

((diferentes etapas del proceso de potabilización)diferentes etapas del proceso de potabilización)•Tratamiento integrado para producir el efecto esperado, Tratamiento integrado para producir el efecto esperado, •Tratamiento por objetivo Tratamiento por objetivo

(cada etapa del tratamiento tiene una meta específica (cada etapa del tratamiento tiene una meta específica relacionada con algún tipo de contaminante). relacionada con algún tipo de contaminante).

PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA POTABLE

TOMA DEL RIO. Punto de captación de las aguasREJA. Impide la penetración de elementos de gran tamaño (ramas, troncos, peces, etc.). DESARENADOR. Sedimenta arenas que van suspendidas para evitar dañar las bombas. BOMBEO DE BAJA (Bombas también llamadas de baja presión). Toman el agua directamente de un río, lago o embalse, enviando el agua cruda a la cámara de mezcla.

TOMA DEL RIO. Punto de captación de las aguasREJA. Impide la penetración de elementos de gran tamaño (ramas, troncos, peces, etc.). DESARENADOR. Sedimenta arenas que van suspendidas para evitar dañar las bombas. BOMBEO DE BAJA (Bombas también llamadas de baja presión). Toman el agua directamente de un río, lago o embalse, enviando el agua cruda a la cámara de mezcla.

ESQUEMA DE FUNCIONAMIENTO DE UNA ETAPESQUEMA DE FUNCIONAMIENTO DE UNA ETAP

1ra etapa: succión desde el lecho del río pasando por rejas de diversos tamaños con el fin de retener sólidos y pescados1ra etapa: succión desde el lecho del río pasando por rejas de diversos tamaños con el fin de retener sólidos y pescados

1ra etapa: succión desde el lecho del río pasando por rejas de diversos tamaños con el fin de retener sólidos y pescados1ra etapa: succión desde el lecho del río pasando por rejas de diversos tamaños con el fin de retener sólidos y pescadosA continuación se le agrega el coagulante (aluminio férrico o sulfato de aluminio).A continuación se le agrega el coagulante (aluminio férrico o sulfato de aluminio).

2ºda. Etapa: decantación.- asentamiento de agua en decantadores

2ºda. Etapa: decantación.- asentamiento de agua en decantadores

Piletas de decantación en una planta de tratamiento de agua potable.

Piletas de decantación en una planta de tratamiento de agua potable.

3ºra. Etapa: alcalinización.- tratamiento con cal (hidróxido de calcio)

4ºta. Etapa: desinfección.- Tratamiento con cloro

3ºra. Etapa: alcalinización.- tratamiento con cal (hidróxido de calcio)

4ºta. Etapa: desinfección.- Tratamiento con cloro

5ºta. Etapa: filtración.- Pasando por filtros rápidos con capas de canto rodados y arena. distinta granulometría

5ºta. Etapa: filtración.- Pasando por filtros rápidos con capas de canto rodados y arena. distinta granulometría

6ºta. Etapa: amoniación.- Tratamiento con amoníaco para eliminar el exceso de cloro

6ºta. Etapa: amoniación.- Tratamiento con amoníaco para eliminar el exceso de cloro

CONTROL FINAL. Antes de llegar al consumo, el agua es severamente controlada por químicos expertos, que analizan muestras tomadas en distintos lugares del sistema

CONTROL FINAL. Antes de llegar al consumo, el agua es severamente controlada por químicos expertos, que analizan muestras tomadas en distintos lugares del sistema

Calidad del agua para uso potableCalidad del agua para uso potableREFERENCI

A

Amoníac

o

Arsénic

oBario

Cadmi

oCianuro Cinc Cloruros pH

EXPRESADO COMO N As Ba Cd CN- Zn Cl- Unidades

VALOR (*) 1,0 0,05 1,0 0,01 0,2 15,0 250,0 6,5 - 8,5

REFERENCIA

Cobre ColorCompuestos Fenólicos

Mercuri

o

Nitratos

Difenil Policlorados

Nitritos

Plata

EXPRESADO COMO

Cu Color real Fenol Hg NConcentración

de Agente activo

N Ag

VALOR (*) 1,020 Unid

de Pt - Co0,002

0,002

10,0 No detectable 1,0 0,05

REFERENCIA Plomo Selenio CromoSulfato

sTensoactivo

sColiformes

TotalesTurbieda

d

EXPRESADO COMO

Pb Se Cr6 SO4=

Sustancias activas al azul de

metileno

NMP UJT

VALOR (*) 0,05 0,01 0,05+ 400,0 0,52.000

microorg./ 100 ml

10 Unid. Jackson de

Turb.