4. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
4.6. Práctica 4: Eliminación de dióxido de carbono del depósito de agua
Introducción
El objetivo de esta práctica es limpiar el agua del dióxido de carbono que se va acumulando a medida que se van realizando experimentos con la absorción de este gas. Mediante medidas analíticas se puede determinar cuál es la concentración del dióxido de carbono en ppm y comparar los valores obtenidos con la solubilidad del CO2 en el agua, para saber qué cantidad puede absorber más de CO2 del agua.
Material y reactivos
- Una probeta de 100 ml.
- Bureta graduada.
- Erlenmeyer de 250 ml.
- Aparato agitador.
- Imán.
- Pinzas.
- Mostrar agua problema.
- Kit/test para medir la dureza carbonatada (KH).
- Tubo de vidrio de 5 ml.
- Solución de hidróxido de sodio (NaOH) de 0,02 N.
- Solución indicadora fenolftaleína.
Procedimiento
El procedimiento a seguir para realizar la limpieza del agua es el siguiente:
- Establecer el suministro de agua hacia la bomba 2 (bomba de chorro de agua).
- Cerrar la válvula de presión de la bomba 2 (7).
- Cerrar la válvula de aspiración hacia el depósito de depresión (3).
- Ajustar el caudal de agua hacia la bomba de chorro de agua a través de la válvula de regulación (8) (teniendo en cuenta el manómetro (2) del depósito de depresión).
- Abrir un poco la válvula de aspiración (3) hacia la válvula de depresión y transportar el agua del depósito de reserva al depósito de depresión (4), hasta que el fondo del depósito esté cubierto aproximadamente unos 5 cm de agua .
- Conectar el doble pulsador de la bomba 2 (1).
Figura 4.31: Caja de distribución.
Figura 4.32: Suministro de agua.
Figura 4.33: Parte inferior del aparato (1).
Figura 4.34: Parte inferior del aparato (2).
1- Doble pulsador de la bomba 2.
2- Manómetro.
3- Válvula de aspiración hacia el depósito de depresión.
4- Depósito de depresión.
5- Bomba 2 de depresión.
6- Válvula de purga de la presión del depósito de depresión.
7- Válvula de presión.
8- Válvula de regulación.
9- Termómetro.
10- Bomba 1 (impulsión del agua).
11- Punto de muestra (PUNTO 1).
Los pasos a seguir son los siguientes:
- Abrir la válvula de presión de la bomba 2 (7), hasta que el nivel del agua sea constante en el depósito de depresión (4).
- Controlar la depresión en el depósito de depresión (4), mediante el manómetro (2). Si se han de hacer modificaciones se pueden hacer a partir del caudal de agua de la bomba 2 o con la válvula de aspiración hacia el depósito (3).
- En el caso de que se llene demasiado el depósito de depresión, se debe abrir la válvula de purga de la presión del depósito de depresión (6).
- Para determinar si el agua está bastante limpia hay que analizar con los métodos analíticos.
El depósito de depresión puede trabajar paralelamente con la absorción de gases.
A continuación, finalizaremos y desconectaremos el sistema de limpieza:
- Cerrar el suministro de agua hacia la bomba de chorro de agua.
- Cerrar la válvula de aspiración hacia el depósito de depresión (3).
- Desconectar el doble pulsador de la bomba 2 (1).
- A través de la válvula de purga situada bajo el depósito de depresión (4), evacuar el agua restante del depósito de depresión.
- En el caso de que sólo se esté realizando el proceso de limpieza, será necesario:
* Desconectar el interruptor general.
- En el caso de que esté todo el equipo en funcionamiento, se deberá:
* Desconectar el suministro de CO2.
* Desconectar la bomba de agua (bomba 1), mediante el doble pulsador.
* Desconectar el doble pulsador del compresor.
* Desconectar el interruptor principal.
Métodos para la determinación de dióxido de carbono en agua
Determinación de carbonatos con una valoración de NaOH.
Consiste en hacer reaccionar el dióxido de carbono contenido en una muestra de agua con hidróxido de sodio (NaOH), gracias a la presencia de un indicador (fenolftaleína). El cual provoca que la muestra de agua aumente su pH hasta un valor de 10, por tanto, pasa a tener un pH ácido a un pH básico.
A continuación se hace la descripción del material y del procedimiento a seguir para la valoración de la muestra de agua con el hidróxido de sodio.
Material
- Una probeta de 100 ml.
- Bureta graduada.
- Erlenmeyer de 250 ml.
- Aparato agitador.
- Imán.
- Pinzas
Reactivos
- Solución de hidróxido de sodio (NaOH) de 0,02N.
- Solución indicadora fenolftaleina.
Procedimiento
- Tomar una muestra de agua del depósito de reserva mediante el grifo de purga. Colocar la goma del grifo en el fondo de la probeta de 100 ml, de modo que no forme burbujas.
- Traspasar el agua de la probeta al'Erlenmeyer de 250 ml y añadir 10 gotas de de indicador fenolftaleína. Si la muestra vira a color rosa indica que no hay presencia de dióxido de carbono libre.
- En el caso de que la muestra siga siendo incolora, hay que realizar una valoración con el hidróxido de sodio 0,02 N. Añadir gota a gota la solución valorada mediante la bureta, hasta que vire la muestra en un color rosa.
- Se debe analizar el agua antes de limpiarla y después de limpiarla.
- Todos los análisis deben realizarse por triplicado.
Donde :
A: ml de NaOH utilizados en la valoración.
B: volumen inicial de muestra (100 ml).
Determinar la cantidad de CO2 que hay en el agua con el Kit.
A continuación se muestra los materiales y el procedimiento a seguir para realizar este test. Servirá para determinar la cantidad de CO2 que hay agua.
Material
- Tubo de vidrio de 5 ml.
- PHmetro
Reactivos
- Mostrar agua problema.
- Kit/test para medir la dureza carbonatada (KH).
Procedimiento
- Recoger una muestra de agua del depósito de agua de reserva mediante el grifo de purga. Colocar la goma del grifo en el fondo del vaso de precipitados, de manera que no forme burbujas.
- Medir el pH de la muestra
- Tomar 5 ml de muestra y añadir una gota del test Kit (KH).
- En caso de que se vuelva de color azul, indica que la muestra no tiene dureza carbonatada. Por el contrario, si se queda de color amarillo, entonces hay que ir añadiendo gotas hasta conseguir el color azul. Es importante agitar el tubo cada vez que se añade una gota. El número de gotas añadidas coincidirá con el grado de KH de la muestra.
A partir de la siguiente fórmula se puede calcular la cantidad de dióxido de carbono está presente el agua.
Donde:
KH: número de gotas añadidas del test.
pH: número que proporciona el pHmetro
A continuación, podemos ver el video de la realización de la práctica:
Cuestiones:
1) ¿Qué reacción se forma con el dióxido de carbono al mezclarse con el hidróxido de sodio?
2) ¿Qué cantidad de hidróxido de sodio es necesario para prepara una solución de NaOH de 0,02 N?
3) ¿Qué concentración de dióxido de carbono tiene el agua antes de limpiarla?
4) ¿Qué concentración de dióxido de carbono hay en el agua tras limpiarla?
5) ¿Cuál es la solubilidad del CO2 en el agua?
6) Compara el valor de la concentración del dióxido de carbono antes de limpiar con el valor de la solubilidad del CO2? Es capaz de absorber más CO2 esta agua?