4. PROCEDIMENT EXPERIMENTAL
4.6. Pràctica 4: Eliminació de diòxid de carboni del dipòsit d'aigua
Introducció
L’objectiu d’aquesta pràctica és netejar l’aigua del diòxid de carboni que es va acumulant a mesura que es van realitzant experiments amb l’absorció d’aquest gas. Mitjançant mesures analítiques es pot determinar quina és la concentració del diòxid de carboni en ppm i comparar els valors obtinguts amb la solubilitat del CO2 en l’aigua, per saber quina quantitat pot absorbir més de CO2 l’aigua.
Material i reactius
- Una proveta de 100 ml.
- Bureta graduada.
- Erlenmeyer de 250 ml.
- Aparell agitador.
- Imant.
- Pinces.
- Mostra aigua problema.
- Kit/ test per mesurar la duresa carbonatada (KH).
- Tub de vidre de 5 ml.
- Solució d’hidròxid de sodi (NaOH) de 0,02N.
- Solució indicadora fenolftaleïna.
Procediment
El procediment a seguir per realitzar la neteja de l’aigua és el següent:
- Establir el subministrament d’aigua cap a la bomba 2 (bomba de raig d’aigua).
- Tancar la vàlvula de pressió de la bomba 2 (7).
- Tancar la vàlvula d’aspiració cap al dipòsit de depressió (3).
- Ajustar el cabal d’aigua cap a la bomba de raig d’aigua per mitjà de la vàlvula de regulació (8) (tenint en compte el manòmetre (2) del dipòsit de depressió).
- Obrir una mica la vàlvula d’aspiració (3) cap a la vàlvula de depressió i transportar l’aigua del dipòsit de reserva al dipòsit de depressió (4), fins que el fons del dipòsit estigui cobert aproximadament uns 5 cm d’aigua.
- Connectar el doble polsador de la bomba 2 (1).
Figura 4.31: Caixa de distribució.
Figura 4.32: Subministrament d’aigua.
Figura 4.33: Part inferior de l’aparell (1).
Figura 4.34: Part inferior de l’aparell (2).
1- Doble polsador de la bomba 2.
2- Manòmetre.
3- Vàlvula d’aspiració cap al dipòsit de depressió.
4- Dipòsit de depressió.
5- Bomba 2 de depressió.
6- Vàlvula de purga de la pressió del dipòsit de depressió.
7- Vàlvula de pressió.
8- Vàlvula de regulació.
9- Termòmetre.
10- Bomba 1 (impulsió de l’aigua).
11- Punt de mostra (PUNT 1).
Els passos a seguir són els següents:
- Obrir la vàlvula de pressió de la bomba 2 (7), fins que el nivell de l’aigua sigui constant en el dipòsit de depressió (4).
- Controlar la depressió en el dipòsit de depressió (4), per mitjà del manòmetre (2). Si s’han de fer modificacions es poden fer a partir del cabal d’aigua de la bomba 2 o amb la vàlvula d’aspiració cap al dipòsit (3).
- En el cas de que s’ompli massa el dipòsit de depressió, s’ha d'obrir la vàlvula de purga de la pressió del dipòsit de depressió (6).
- Per determinar si l’aigua està prou neta cal analitzar-la amb els mètodes analítics.
El dipòsit de depressió pot treballar paral•lelament amb l’absorció de gasos.
A continuació, finalitzarem i desconnectarem el sistema de neteja:
- Tancar el subministrament d’aigua cap a la bomba de raig d’aigua.
- Tancar la vàlvula d’aspiració cap al dipòsit de depressió (3).
- Desconnectar el doble polsador de la bomba 2 (1).
- A través de la vàlvula de purga situada sota el dipòsit de depressió (4), evacuar l’aigua restant del dipòsit de depressió.
- En el cas de que només s’estigui realitzant el procés de neteja, caldrà:
* Desconnectar l’interruptor general.
- En el cas de que estigui tot l’equip en funcionament, caldrà:
* Desconnectar el subministrament de CO2.* Desconnectar la bomba d’aigua (bomba 1), per mitjà del doble polsador.
* Desconnectar el doble polsador del compressor.
* Desconnectar l’interruptor principal.
Mètodes per a la determinació de diòxid de carboni en aigua
Determinació de carbonats amb una valoració de NaOH.
Consisteix en fer reaccionar el diòxid de carboni contingut en una mostra d’aigua amb hidròxid de sodi (NaOH), gràcies a la presència d’un indicador (fenolftaleïna). El qual provoca que la mostra d’aigua augmenti el seu pH fins a un valor de 10, per tant, passa de tenir un pH àcid a un pH bàsic.
A continuació es fa la descripció del material i del procediment que s’ha de seguir per fer la valoració de la mostra d’aigua amb l’hidròxid de sodi.
Material
- Una proveta de 100 ml.
- Bureta graduada.
- Erlenmeyer de 250 ml.
- Aparell agitador.
- Imant.
- Pinces
Reactius
- Solució d’hidròxid de sodi (NaOH) de 0,02N.
- Solució indicadora fenolftaleïna.
Procediment
- Prendre una mostra d’aigua del dipòsit de reserva mitjançant l’aixeta de purga. Col•locar la goma de l’aixeta al fons de la proveta de 100 ml, de manera que no formi bombolles.
- Traspassar l’aigua de la proveta a l’Erlenmeyer de 250 ml i afegir 10 gotes de d’indicador fenolftaleïna. Si la mostra vira a color rosa indica que no hi ha presència de diòxid de carboni lliure.
- En el cas de que la mostra continuï sent incolora, cal realitzar un valoració amb l’hidròxid de sodi 0,02N. Afegir gota a gota la solució valorada mitjançant la bureta, fins que viri la mostra a un color rosa.
- S’ha d’analitzar l’aigua abans de netejar-la i després de netejar-la.
- Tots els anàlisis s’han de realitzar per triplicat.
On :
A: són els ml NaOH gastat en fer la valoració.
B: és el volum inicial de mostra (100 ml).
Determinar la quantitat de CO2 que hi ha a l’aigua amb el Kit.
A continuació es mostra els materials i el procediment que cal seguir per realitzar aquest test. Servirà per determinar la quantitat de CO2 que hi ha a l’aigua.
Material
- Tub de vidre de 5 ml.
- pHmetre.
Reactius
- Mostra aigua problema.
- Kit/ test per mesurar la duresa carbonatada (KH).
Procediment
- Recollir una mostra d’aigua del dipòsit d’aigua de reserva mitjançant l’aixeta de purga. Col•locar la goma de l’aixeta al fons del vas de precipitats, de manera que no formi bombolles.
- Mesurar el pH de la mostra
- Agafar 5 ml de mostra i afegir-hi una gota del test Kit (KH).
- En el cas que es torni de color blau, indica que la mostra no té duresa carbonatada. Al contrari, si es queda de color groc, llavors s’hi ha d’anar afegint gotes fins aconseguir el color blau. És important agitar el tub cada vegada que s’afegeix una gota. El número de gotes afegides coincidirà amb el grau de KH de la mostra.
A partir de la fórmula següent es pot calcular la quantitat de diòxid de carboni que hi ha present a l’aigua.
On:
KH: és el número de gotes afegides del test.
pH: és el número que proporciona el pHmetre
Tot seguit, podem veure el vídeo de la realització de la pràctica:
Qüestions
1) Quina reacció es forma amb el diòxid de carboni al barrejar-se amb l'hidròxid de sodi?
2) Quina quantitat d’hidròxid de sodi fa falta per preparar una solució de NaOH de 0,02N?
3) Quina concentració de diòxid de carboni té l’aigua abans de netejar-la?
4) Quina concentració de diòxid de carboni hi ha en l’aigua després de netejar-la?
5) Quina és la solubilitat del CO2 en l’aigua?
6) Compara el valor de la concentració del diòxid de carboni abans de netejar-la amb el valor de la solubilitat del CO2? És capaç d’absorbir més CO2 aquesta aigua?