Docsity
Docsity

Prepara tus exámenes
Prepara tus exámenes

Prepara tus exámenes y mejora tus resultados gracias a la gran cantidad de recursos disponibles en Docsity


Consigue puntos base para descargar
Consigue puntos base para descargar

Gana puntos ayudando a otros estudiantes o consíguelos activando un Plan Premium


Orientación Universidad
Orientación Universidad


Eliminación de hierro(III) de aguas contaminadas mediante precipitación, Resúmenes de Ética Empresarial

Una práctica laboratorio para eliminar hierro(III) de aguas contaminadas mediante la precipitación y filtración. La práctica involucra la adición de hidróxido de sodio para formar un precipitado de hidróxido de hierro(III), insoluble, que posteriormente se separa mediante filtración. El documento incluye instrucciones detalladas sobre el procedimiento, el material necesario y las observaciones a tomar.

Tipo: Resúmenes

2017/2018

Subido el 18/09/2022

usuario desconocido
usuario desconocido 🇪🇸

3 documentos

1 / 5

Toggle sidebar

Esta página no es visible en la vista previa

¡No te pierdas las partes importantes!

bg1
Ciències 9 (2008) Experiències didàctiques i treballs pràctics
17
Neteja d’aigua
contaminada amb ferro
Montserrat Tortosa Moreno
IES Ferran Casablancas (Sabadell) i CRECIM – UAB
A molts processos químics industrials, com poden ser les extraccions mineres o les fàbri-
ques de bateries, s’obté com a residu aigua que conté ions metàl·lics dissolts. L’aigua
contaminada amb metalls és nociva si entra a formar part d’una xarxa tròfica. Per exem-
ple, si s’utilitza aquesta aigua residual per a regar horts pot provocar una acumulació de
metalls en cadena en els organismes vius, molt perjudicial. Així doncs, cal eliminar els me-
talls abans d’abocar l’aigua a la claveguera.
Paraules clau: ions metàl·lics, contaminació de l’aigua, aigua de reg, precipitació, conductivitat.
OBJECTIU
Eliminació del ferro(III) d’una aigua contamina-
da, per precipitació i posterior filtració.
INTRODUCCIÓ
Una de les maneres més utilitzades per a nete-
jar l’aigua dels metalls que conté dissolts és afegir-
hi una substància que formi un compost insoluble,
un precipitat, amb el metall. Després el precipitat es
separa per filtració. Cal triar bé la substància que
s’ha d’afegir per a precipitar, de manera que no si-
gui perjudicial i que no augmenti la conductivitat de
l’aigua. (Un augment de la conductivitat en les ai-
gües té efectes no desitjables, en el cas d’aigües
de rec provoca una disminució de les collites).
Com podem saber quina substància és adient
per a precipitar un metall? Com podem saber quina
quantitat en necessitem, per tal de no contaminar
encara més l’aigua en afegir-hi aquesta substàn-
cia?
En aquesta pràctica es proposa l’eliminació del
catió ferro(III) d’una aigua contaminada amb aquest
metall, per precipitació i posterior filtració. Com que
l’hidròxid de ferro és una substància molt insoluble,
s’afegeix gota a gota una dissolució d’hidròxid de
sodi, que portarà a la formació d’un precipitat
d’hidròxid de ferro(III), insoluble.
La reacció que es produirà és
Fe3+ (aq) + 3 OH(aq) Fe(OH)3 (s)
Per saber quina quantitat d’hidròxid de sodi cal
afegir-hi s’utilitza un sensor de conductivitat. La
conductivitat d’una solució augmenta en fer-ho el
nombre d’ions i la conductivitat iònica de cadascun
d’ells.
En acabar la pràctica l’alumnat ha de saber me-
surar la conductivitat d’un líquid i interpretar la vari-
ació de la conductivitat d’una aigua contaminada
amb cations metàl·lics en afegir-hi una altra subs-
tància amb la qual forma un precipitat. D’aquesta
manera és possible eliminar el ferro dissolt d’una
aigua contaminada.
També cal saber interpretar quan s’ha format tot
el precipitat a partir de mesures de conductivitat,
així com calcular la concentració d’ió ferro(III) que
hi havia inicialment a l’aigua.
Igualment s’ha d’adquirir la base per entendre
els processos de precipitació i filtració que s’usen
per a descontaminar aigües residuals.
pf3
pf4
pf5

Vista previa parcial del texto

¡Descarga Eliminación de hierro(III) de aguas contaminadas mediante precipitación y más Resúmenes en PDF de Ética Empresarial solo en Docsity!

Neteja d’aigua

contaminada amb ferro

Montserrat Tortosa Moreno [email protected] IES Ferran Casablancas (Sabadell) i CRECIM – UAB

A molts processos químics industrials, com poden ser les extraccions mineres o les fàbri-

ques de bateries, s’obté com a residu aigua que conté ions metàl·lics dissolts. L’aigua

contaminada amb metalls és nociva si entra a formar part d’una xarxa tròfica. Per exem-

ple, si s’utilitza aquesta aigua residual per a regar horts pot provocar una acumulació de

metalls en cadena en els organismes vius, molt perjudicial. Així doncs, cal eliminar els me-

talls abans d’abocar l’aigua a la claveguera.

Paraules clau : ions metàl·lics, contaminació de l’aigua, aigua de reg, precipitació, conductivitat.

OBJECTIU

Eliminació del ferro(III) d’una aigua contamina- da, per precipitació i posterior filtració.

INTRODUCCIÓ

Una de les maneres més utilitzades per a nete- jar l’aigua dels metalls que conté dissolts és afegir- hi una substància que formi un compost insoluble, un precipitat, amb el metall. Després el precipitat es separa per filtració. Cal triar bé la substància que s’ha d’afegir per a precipitar, de manera que no si- gui perjudicial i que no augmenti la conductivitat de l’aigua. (Un augment de la conductivitat en les ai- gües té efectes no desitjables, en el cas d’aigües de rec provoca una disminució de les collites). Com podem saber quina substància és adient per a precipitar un metall? Com podem saber quina quantitat en necessitem, per tal de no contaminar encara més l’aigua en afegir-hi aquesta substàn- cia? En aquesta pràctica es proposa l’eliminació del catió ferro(III) d’una aigua contaminada amb aquest metall, per precipitació i posterior filtració. Com que l’hidròxid de ferro és una substància molt insoluble,

s’afegeix gota a gota una dissolució d’hidròxid de sodi, que portarà a la formació d’un precipitat d’hidròxid de ferro(III), insoluble. La reacció que es produirà és

Fe 3+^ (aq) + 3 OH –^ (aq) Æ Fe(OH) 3 (s)

Per saber quina quantitat d’hidròxid de sodi cal afegir-hi s’utilitza un sensor de conductivitat. La conductivitat d’una solució augmenta en fer-ho el nombre d’ions i la conductivitat iònica de cadascun d’ells. En acabar la pràctica l’alumnat ha de saber me- surar la conductivitat d’un líquid i interpretar la vari- ació de la conductivitat d’una aigua contaminada amb cations metàl·lics en afegir-hi una altra subs- tància amb la qual forma un precipitat. D’aquesta manera és possible eliminar el ferro dissolt d’una aigua contaminada. També cal saber interpretar quan s’ha format tot el precipitat a partir de mesures de conductivitat, així com calcular la concentració d’ió ferro(III) que hi havia inicialment a l’aigua. Igualment s’ha d’adquirir la base per entendre els processos de precipitació i filtració que s’usen per a descontaminar aigües residuals.

MATERIAL I EQUIPAMENT

Material de laboratori

  • Vas de precipitats de 100 mL
  • Pipeta de 10 mL
  • Suport, pinces, nous
  • Vareta de vidre
  • Bureta
  • Embut de vidre, erlenmeyer
  • Paper de filtre

Productes

  • NaOH 0,1 M
  • Aigua contaminada amb Fe(III) (vegeu més en- davant l’apartat orientacions tècniques )

Elements de l’equip Multilog

  • Elèctrode de conductivitat (fig. 1) i sensor cor- responent (rang 0 a 20 mS, temps de resposta: mig minut)
  • Interfície Multilog Pro amb cable USB
  • Ordinador

Figura 1. Elèctrode de conductivitat, sensor i con- sola Multilog-Pro on es mostren les entrades per a les connexions.

PROCEDIMENT

Muntatge de l'experiència

  1. Es mesura un volum conegut (p. ex. 10 mL) d’aigua contaminada amb ferro(III) amb una pi- peta i s’aboca en un vas de precipitats petit, s’a- fegeix una mica d’aigua destil·lada fins a una

altura d’uns 3 cm per tal que l’elèctrode quedi suficientment submergit.

  1. S’omple i s’enrasa una bureta amb NaOH 0, M.
  2. Es col·loca l’elèctrode de conductivitat (fig. 1) dins del vas, es connecta al sensor, aquest a l’entrada IO-1 de la interfície (consola Multilog- Pro) i aquesta a l’ordinador mitjançant el port USB o el sòcol de 9 pins.
  3. Es fa el muntatge (fig. 2) que permeti que l’hi- dròxid de sodi caigui a la dissolució.
  4. S’engega la interfície i l’ordinador

Figura 2. Muntatge experimental.

Configuració de la presa de dades

  • Es clica el botó configurar ajudant ,

S’obren tres pantalles successives, que caldrà anar configurant per prendre mesures manualment.

Primera pantalla Es detecta el sensor de conductivitat

Cliqueu proper

  • Es continua la presa de dades fins que s’observi un canvi clar en el pendent del gràfic, per a fina- litzar es clica stop
  • Per editar un gràfic de la conductivitat en funció del volum afegit es procedeix: botó editar gràfic

Æ eix X captura1(volum), eix Y captu- ra1(conductivitat) Æ acceptar i si es vol afegir al projecte ,

  • Clicant commutar primer cursor i commutar se- gon cursor, s’obtenen els valors de conductivi- tats i volums per fer l’anàlisi de les dades.
  • Finalment es filtra el precipitat

Resultats esperats.

Anàlisi de les dades

Figura 3. Aspecte del precipitat d’hidròxid de ferro (III) abans de ser filtrat.

Reacció que s’ha produït:

Fe 3+^ (aq) + 3 OH –^ (aq) Æ Fe(OH) 3 (s)

La conductivitat va baixant (fig. 4) perquè es va formant el precipitat. El punt de mínima conductivi- tat indica que s’ha format tot el precipitat, per això en afegir-hi més NaOH, que conté els ions Na+^ i OH -^ , torna a pujar la conductivitat. La conductivitat mínima no és zero per la presència dels ions acompanyants. Les dades (taula 1) s’obtenen amb els botons commutar primer i segon cursor.

Figura 4. Gràfic obtingut en fer la valoració conduc- timètrica de 10 mL de solució de 2000 ppm Fe 3+ amb NaOH 0,1 M. Amb el botó commutar primer cursor ,

s’obté el volum de 10,5 mL per a la conductivitat mínima.

Conductivitat inicial 5,413 mS

Conductivitat mínima 3,587mS

Variació conductivitat 1,826 mS

Volum NaOH 0,1 M que ha reaccionat 10,5 ml

Taula 1. Dades obtingudes.

Càlculs

Càlcul de la concentració de ferro(III) a l’aigua, en ppm (ppm = μg /mL):

(10,5 mL NaOH 0,1M / 10 mL d’aigua) x x (0,1 mol NaOH / 10 3 mL) x x (1 mol Fe 3+^ / 3 mol NaOH) x x (55,8.10 6 μg Fe 3+^ / 1 mol Fe 3+) = = 1953 ppm

Propostes de recerca

  • Analitzar la variació de la conductivitat en afegir excés de base.
  • Estudiar la variació de conductivitat en formar- se precipitats diversos.
  • Estudiar processos de formació i redissolució de precipitats a partir de mesures de conductivitat.
  • Estudiar l’efecte de la conductivitat de l’aigua de reg sobre el creixement de plantes.

Orientacions tècniques

  • Preparar aigua amb 2000 ppm de Fe3+^ pot fer- se dissolent 0,484 g FeCl 3 · 6 H 2 O, en 50 mL de solució.
  • És important esperar mig minut, que és el temps de resposta del sensor de conductivitat, abans de fer les lectures.
  • Si es fan proves amb altres solucions problema, cal tenir present que la conductivitat de la solu- ció mesurada ha d’estar entre 2 i 100 μS / cm a 20ºC. Si és necessari cal diluir abans de co- mençar.
  • Si es fan mesures de formació de precipitats amb altres ions, cal tenir present que la conduc- tivitat no sempre baixa en formar-se un precipi- tat degut a la presència dels ions acompanyants tant de la solució problema com de l’agent valo- rant. A continuació (taula 2) es mostren les con- ductàncies iòniques molars a dilució infinita d’al- guns ions, en S · cm^2 / mol (dades de Vassos i Ewing, 1987).

Taula 2. Conductància de diversos ions.

Bibliografia

T.A. Bauder, R.M. Waskom and J. G. Davis (2007) Irrigation water quality criteria (disponible a http://www.ext.colostate.edu/pubs/crops/00506. html consulta novembre 2007; és un article amb dades de conductivitat que afecten la producció agrícola de diversos vegetals). Lide D.R. 1990. Handbook of Chemistry and Phy- sics. 71 st^ Edition. CRC Press. Tortosa, M. (2005). Elaboració de guies didàctiques per a l’aula de noves tecnologies per a les cièn- cies. http://phobos.xtec.es/sgfprp/resum.php?codi= 3 Vassos, J. i Ewing, G.W. (1987). Electroquímica Analítica. Mèxic: Limusa.

Aquest treball s’ha elaborat gràcies a una llicèn- cia retribuïda concedida pel Departament d’Educa- ció el curs 2004-05 (Resolució 16 juliol 2004. DO- GC núm 4182 de 26-07-2004).

Ió Conductància iònica molar a dilució infinita (S · cm^2 / mol) Cu 2+^ 107, Na +^ 50, Fe 3+^ 204, Ag +^ 61, H +^ 349, SO 4 2–^ 160, OH –^ 198, NO 3 –^ 71,