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El Rí­o Castaños (análisis de sus aguas)

El Rí­o Castaños (análisis de sus aguas)

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ANíLISIS DE AGUAS DEL RíO CASTAÑOS

Investigación realizada por el alumnado de 2º de ESPO (Ciencias) y coordinada por Argiñe Ocio (Doctora en Quí­mica) y Mitxel Olabuenaga (Doctor en Historia).

Colegio San Vicente de Paúl

Abril de 2009

 

INTRODUCCCIí“N: EL ENTORNO DEL RíO CASTAÑOS

El rí­o Castaños nace a 750 metros de altitud en la ladera norte del monte Eretza (890 m) en el término municipal de Gí¼eñes. El primer tramo, que discurre hasta el lí­mite con Barakaldo y que hace muga con el municipio de Galdames, es conocido como arroyo o barranco de Aguirza. Allí­ mismo recibe, por su izquierda, las aguas del Arroyo Frades (lí­mite entre Barakaldo y Galdames), cuyo caudal utilizó durante muchos siglos la ferrerí­a de Urdandeguieta. Ha bajado a 100 metros de altitud.

A partir del puente Perillas el rí­o Castaños forma el pantano del Regato (Echevarria o Viejo) continuando su curso hacia el barrio del mismo nombre, ya en el término municipal de Barakaldo, y recibir las aguas del arroyo Oiola, que también está represado en sus inicios. Pasado El Regato las aguas se detienen en otro gran embalse (Gorostiza) a partir del cual, pasando por los barrios de Retuerto, San Bartolomé y Beurko, bordea el municipio barakaldés hasta desembocar en el Nervión, no sin antes recibir las aguas del Granada y Ballonti (siempre por su margen izquierda).

EL BARRIO DE EL REGATO

Ubicado hoy dí­a en las orillas de Castaños una vez que ha recibido las aguas del Oiola. Su nombre no aparece en la fogueración de 1704 aunque sí­ lo hacen sus próximos Tellitu, Escauriza, Urcullu, Aranguren, Uraga, Gorostiza, Mesperuza y Amézaga. Cabe pensar que el nombre y ubicación nacen de alguno de los múltiples remansos que formarí­an en el lugar ambos arroyos.

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En la fogueración de 1745 viene a sustituir al anterior de Eskauriza. A últimos del siglo XVIII viene a denominar a todo el espacio comprendido entre Urkullu y Retuerto. Con la fiebre minera de finales del siglo acabó por asentarse como un barrio minero-agrí­cola y apropiarse del común nombre de Regato. Es uno de los pocos barrios mineros (junto con La Arboleda) que no sólo han subsistido sino que se han asentado en nuestros dí­as.

El Barrio conserva en nuestros dí­as algunos restos muy interesantes del poblamiento rural de la zona. El abandono de la minerí­a motivó una acomodación de las actividades económicas que, poco a poco, se han terciarizado convirtiendo el barrio en una zona de ocio y poblamiento de baja intensidad para todo el municipio barakaldés.

Casa-molino de Los Llano

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La fotografí­a nos muestra el edificio antes de ser derruido para el llenado del Pantano de Gorostiza. Vemos, a la derecha, la carretera vieja que llega al Regato y a la izquierda el cauce del rí­o Castaños.

En 1790 se describe como Fanderí­a y molino de cuatro ruedas con sus respectivas anteparas, presas, calces, casa, tejabanas y demás que se hallan juntos. La fanderí­a con sus ruedas mayores, sus usos, gurpiles y linternas con sus respectivos piñones… mas la carbonera y casa principal y con la correspondiente presa.

EL BARRIO DE ARANGUREN

Barrio ubicado entre El Regato y Gorostiza. Lo componí­an media docena de casas, además de la torre, el molino, la ferrerí­a y la ermita de la Concepción. Sus propietarios primeros fueron uno de los linajes más importantes de Barakaldo, propietarios de múltiples bienes a los que añadieron los procedentes del linaje de los Zubileta (a fines del siglo XV) por la esposa de Lope Ibáñez de Aranguren. En 1622 casi todos los bienes estaban asignados al Mayorazgo fundado por Hernando de Aranguren y Francisca de Bárcena.

Con la construcción del pantano desapareció totalmente. La actual cota máxima del pantano llega hasta los pies de la casa de los Barañano, sobre cuyos cimientos se construyó el chalet de A.H.V. (frente al Colegio Cooperativa de El Regato)

EL BARRIO DE URAGA

Barrio disperso entre El Regato y Aranguren. Mantuvo algunas de sus casas por estar relativamente elevado de la cota máxima del pantano. Junto a él pasó el ferrocarril de la Luchana Mining (la imagen muestra un muro de contención). Levantada la ví­a y ocupado el viejo camino al Regato por el pantano se aprovechó su trazado para levantar la actual carretera. Es un caserí­o digno de ver por dentro, especialmente la estructura de su cubierta.

EL PANTANO NUEVO

Se comenzó en 1944 y concluyó tres años después. Tiene una capacidad de millón y medio de metros cúbicos. Perteneció a Altos Hornos.

EL BARRIO DE GOROSTIZA

Barrio situado entre los de Retuerto y Aranguren (desaparecido). Lo más original está ubicado en las márgenes del rí­o Castaños que tras superar el embalsamiento del pantano discurre libremente hasta las inmediaciones de las instalaciones deportivas donde ha sido canalizado.

Próximo a la presa del pantano y en el borde de la carretera se mantiene en pie el Caserí­o Monto, vestigio de la arquitectura rural del municipio y acogedor de útiles agrarios de épocas ya perdidas.

En el núcleo rural aun se conserva en muy precario estado de conservación la Casa Solar del linaje de Castaños con un hermoso escudo heráldico. Entre los personajes de este linaje destaquemos a Don Juan Castaños Beisagasti (Almirante de la Escuadra Naval Española en 1655) y a Don Francisco Javier Castaños Iragorri (Capitán General del Ejército Español y triunfador en la Batalla de Bailén en 1808).

El caserí­o es un edificio exento del siglo XVIII. Planta cuadrangular ligeramente profundo, cubierto con tejado a cuatro aguas. La fábrica es de mamposterí­a, empleándose sillares de recerco en vanos y esquinazos. El escudo corresponde a las familias Recalde, Olalde, Gamboa y Balda.

EL BARRIO DE MESPERUZA

Citado por Garcí­a de Salazar en las “Bienandanzas”. Allí­ indica que fue poblado por gentes llegadas de Escocia. Hoy se piensa que, posiblemente, serí­a una población mozárabe. Lo conforman tres o cuatro caserí­os separados de Gorostiza por la antigua ví­a de la Luchana-Mining.

EL FERROCARRIL DE LA LUCHANA MINING

En 1871 se constituye The Luchana Mining Company, de la que forman parte propietarios de minas próximas a El Regato. Un año después se otorga la concesión para la construcción del ferro­carril y en ese mismo año se inaugura el primer tramo desde Luchana hasta El Regato. Posteriormente la compañí­a concesionaria adquirió las minas situa­das en los montes del Cuadro (Minas de Pickuy, La Lejana, Las Manuelas) y se prolongó la ví­a hasta ese lugar, terminándose en 1887 con los 12 kms. de recorrido total.

En 1889 Luchana Mining construye los prime­ros hornos de calcinación de carbonatos iniciando a gran escala la producción de calcinados. En esta época se crean los poblados mineros de Arnábal, La Górriga y Las Barrietas, hoy desaparecidos, aunque pueden apreciarse algunos restos en la zona de La Górriga.

En 1928, A.H.V. compra la compañí­a ya defici­taria y cede la explotación a Retolaza que va a combinar la extracción de carbonatos y de calizas hasta la guerra civil. En los años 40, debido a su baja rentabilidad, se abandona y desmantela definitivamente la lí­nea.

El ferrocarril partí­a de la Torre de Luchana y tras cruzar el barrio de ese nombre y Bituritxa entraba por Amézaga-Retuerto en el valle de El Regato, tras haber atravesado la zona de Ansio, en la que tení­a algunas instalaciones de reparación.

Desde Retuerto, la caja del ferrocarril es per­fectamente reconocible así­ como los viaductos de Bengolea y Mesperuza. Después está parcialmente aprovechado por la carretera que hubo de construirse en 1944 al quedar inundada la antigua a causa del embalse de Sefanitro. Cerca de la estación de El Regato, cuyo edificio ha desaparecido, exis­ten restos de puertos-cargaderos.

La prolongación de la lí­nea hasta los montes del Cuadro presentó bastantes dificultades, puesto que habí­a de salvar una distancia de 3.100 m. con una diferencia de nivel de 251 m. Esto obligó a establecer un plano inclinado entre la estación de El Regato y la mina Juliana con dos secciones di­ferenciadas que suman un total de 892 m. Parte del plano está ocupado en la actualidad por la ca­rretera que da acceso al pantano de Oiola, tramo junto al que se encuentran dos cargaderos de cali­za. Desde la cabeza del plano superior (bastante bien conservado) en Arnábal, partí­a el segundo tramo del ferrocarril que con una distancia de 2.745 metros llegaba hasta las minas Manuelas y Pickuy en término de Ortuella. En esta zona se en­cuentran restos de planos, lavaderos, un horno de calcinación de sección cuadrada y balsas de decantación.

EL MOLINO DE BENGOLEA

La presa del molino debí­a estar ubicada en las actuales instalaciones del IMD. El edificio del molino un poco más abajo, posiblemente en el cruce de la actual carretera que sube hacia el monte Mendibil.

En la documentación aparece como molino de la Herrerí­a de Abajo, junto a la torre del mismo nombre. Todo ello en lugar montañoso y despoblado. La ferrerí­a aneja utilizaba el carbón que producí­an los montes de Pasaje, Uraga, Uscorta, Cuquecheta y la Maza.

Perteneció a los Herrerí­as y a los Yraúregui a partes iguales. Posteriormente al Mayorazgo de los Aperribay. En 1745 la Ferrerí­a, totalmente restaurada en los inicios del siglo, estaba ya desaparecida. La última noticia de su existencia se da en el año 1729.

EL BARRIO DE RETUERTO

Espacio ubicado en el camino Real de Bilbao a Santander y en la confluencia del camino carretil que se dirige, siguiendo el cauce del rí­o Castaños hacia el Regato.

Solar muy antiguo de Barakaldo, si tenemos en cuenta que don Galindo de Retuerto aparece como fundador de la Iglesia de San Vicente (citada ya en 1322 en la carta-puebla de Portugalete). Su influjo quedarí­a disminuido cuando los Ayala se adueñaron de casi toda la zona.

De su pasado rural apenas quedan algunos caserí­os que resistieron el empuje de la industrialización y que, en nuestros dí­as, se ven muy condicionados por las nuevas viviendas. Enmarcando el propio cruce hacia El Regato se conservan sendos puentes de los ferrocarriles mineros de Orconera y Luchana Mining.

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La Iglesia del Sagrado Corazón, ubicada en el cruce que enlaza la ví­a Bilbao-Santander con el centro de Barakaldo (a través de Ansio) fue construida a expensas del industrial José Mª Garay Lesumaga, sustituyendo a la anterior ermita de San Ignacio de Loyola. La primera piedra se puso el 21 de junio de 1942 y su inauguración el 14 de diciembre de 1947. Fue proyecto del arquitecto J.L. Gorostiza. Planta basilical, con una única nave con bóveda de medio cañón y capillas laterales. El ábside es pentagonal y los detalles ornamentales son de corte clasicista. La fachada, porticada, tiene balaustre y espadaña.

EL BARRIO DE SAN BARTOLOMí‰

Barrio existente en las laderas que desde San Vicente bajan hasta el rí­o Castaños. Hoy dí­a está ocupado por el cementerio, las nuevas torres-viviendas y el Megapark. Todo un barrio agrí­cola que desapareció progresivamente en la segunda mitad del siglo XX.

Además de los varios caserí­os, existí­a una ermita dedicada a San Bartolomé. Estaba situada junto al camino que conducí­a desde San Vicente hasta Zuazo. Aparece ya citada en 1669 en el testamento de Domingo Barroeta. El deterioro fue progresivo y ya a mediados del siglo XIX estaba prácticamente en ruina. El Ayuntamiento intentó en 1843 vender lo que quedaba en pie pero nadie estuvo dispuesto a abonar los 1490 reales en que se tasó. Las actas municipales de finales del siglo XIX (tras la Guerra Carlista) hacen abundantes referencias al estado ruinoso de la misma. Fue derribada completamente en el año 1900.

EL BARRIO DE BEURKO

Separado de San Bartolomé por el camino que uní­a Barakaldo con Trápaga y en la margen izquierda del Castaños-Galindo. Es citado con frecuencia tanto en la documentación antigua (la barca de Beurco) como en tiempo preindustriales (puertos de Beurco, Causo y Galindo). Configuró hasta mediados del siglo XX un núcleo tí­picamente rural roto por el transcurrir del ferrocarril de la Compañí­a Franco Belga. Gran parte de su espacio lo ocupa el actual parque frente al Instituto.

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La llamada “casa-torre” (la original de los Beurko estarí­a frente a la actual depuradora) no es sino un caserí­o emplazado junto a la ví­a de la Franco-Belga y un ruinoso estado de conservación. De planta cuadrangular, consta de planta baja, un piso y sobrecubierta. En la fachada destaca un arco de medio punto con dovelas de ancha rosca. El caserí­o es en su mayor parte neoclásico aunque conserva el citado arco renacentista (siglo XVI) que seguramente perteneció a una construcción anterior.

Mantiene uno de los conjuntos más interesantes de “vivienda obrera” del municipio: La Familiar. Se construyó el grupo entre 1923 y 1925 por iniciativa de 80 socios en su mayorí­a obreros de Altos Hornos. Los arquitectos fueron Manuel Camarón y Santos Zunzunegui. Las 78 casas forman siete hileras de casas adosadas perpendiculares a la antigua ví­a de la Franco-Belga.

 

DESEMBOCADURA EN EL NERVIí“N: EL DESIERTO

La zona es conocida con el nombre de la “Punta” (incluido el puente) aunque, jurí­dicamente, haya pertenecido siempre a Sestao. Teniendo en cuenta su situación fue, seguramente, el primer núcleo urbano de cierta importancia de toda la vega baracaldesa.

En la ribera de Sestao estuvo ubicado el Convento al que hemos hecho referencia. Desaparecido el mismo se construyó, en torno a 1897, una Iglesia bajo la advocación del Carmen. En 1953 esta Iglesia fue cedida a la diócesis de Bilbao que debido a lo despoblado del lugar y a los intereses de altos Hornos permitió su derribo en 1974. Una pequeña hornacina, junto a la carretera, recuerda hoy en dí­a a los viandantes su existencia.

En la ribera baracaldesa, según la pintura adjunta, observamos la casa-cuartel de la Guardia Civil (junto al puente) y la de los Orbegozo, convertida en Oficinas de la fábrica de El Carmen, cuyas instalaciones se ubican entre ambas.

 

 

ANíLISIS DE LAS AGUAS DEL ENTORNO DEL RIO CASTAÑOS

1. OBJETIVO

El objetivo principal del presente trabajo es familiarizar al alumnado de segundo curso de Bachillerato con diversos aspectos relacionados con la Investigación.

 

Para ello se ha diseñado un breve estudio que consiste en realizar un análisis quí­mico básico sobre una serie de muestras de agua recogidas en diferentes puntos del rí­o Castaños (Barakaldo).

2. TOMA DE MUESTRA

Se recogieron 2 litros de agua en los siguientes puntos del rí­o Castaños:

Muestra 1. Barrio El Regato

Muestra 2. Pantano de El Regato

Muestra 3. Barrio Retuerto.

Muestra 4. Barrio Beurko Antiguo

Muestra 5. Embarcadero del Kaiku.

3. MEDIDA DE pH

El pH es uno de los parámetros fí­sico – quí­micos más relevantes. En disoluciones diluidas se define como:

pH = – log [H3O+]

En el agua pura [H3O+] = 10-7 y por tanto pH = 7 (Neutro).

Si en disolución hay un excedente de sustancias con carácter ácido la concentración del ión H3O+ (hidronio) aumenta y por tanto pH<7. Por el contrario si las sustancias disueltas presentan carácter básico la concentración de H3O+ disminuye y entonces pH > 7. La escala habitual oscila entre 0 y 14.

3.1. Procedimiento experimental

La medida de pH en las muestras objeto de estudio se realizó con un pHmetro (Crison) equipado con el correspondiente electrodo de vidrio (Figura 1). El pHmetro fue calibrado previamente con sendas disoluciones tampón de pH 4.01 y 7.00. El análisis es simple y consiste en la introducción del electrodo en la disolución y tras esperar unos instantes a que se estabilice la medida del pHmetro anotarla.

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Figura 1. pHmetro

3.2. Resultados

En la Tabla 1 se recopilan los valores de pH de las muestras analizadas.

Tabla 1. Valores de pH de aguas del rí­o Castaños.

Muestra pH
El Regato 6.00
Pantano 7.60
Retuerto 8.00
Beurko 7.20
Kaiku 7.15

4. MEDIDA DE CONDUCTIVIDAD

Las aguas naturales presentan numerosos iones en disolución. Los iones son conductores eléctricos de segunda especie. Las disoluciones de electrolitos presentan, por tanto, una elevada capacidad para conducir la corriente eléctrica. La conductividad es un parámetro fí­sico que permite cuantificar dicha capacidad y además es indicativo del tipo de agua.

 

Tabla 2. Conductividad eléctrica de distintos tipos de aguas.

Tipo de agua Conductividad (ms/cm)
Pura 0.04
Destilada 0.5 – 5
Lluvia 5 – 50
Potable < 2500
Salobre 2500 – 20000
Marina 45000 – 55000
Salmuera > 100000

4.1. Procedimiento experimental

La conductividad se ha determinado mediante un conductí­metro (Figura 2) calibrado frente a una disolución de KCl 0.1 M cuya conductividad es conocida (12.88 ms/cm). Tras la calibración el análisis consiste en sumergir el conductí­metro en la muestra correspondiente.

Ver imagen en tamaño completo

Figura 2. Conductí­metro

Tabla 3. Valores de conductividad de aguas del rí­o Castaños.

Muestra Conductividad (ms/cm) Conductividad (ms/cm)
El Regato 0.31 310
Pantano 0.28 280
Retuerto 0.33 330
Beurko 0.55 550
Kaiku 3.01 3010

5. DETERMINACIí“N DE DUREZA TOTAL

La dureza total de un agua se define como la concentración total de cationes no alcalinos presentes en la misma. Entre todos los cationes posibles los más significativos son calcio y magnesio.

La dureza es un parámetro que determina la potabilidad de un agua y su posible uso a nivel industrial. La dureza total se suele expresar como mg/l (ppm) de CaCO3. En la siguiente tabla se muestra una clasificación caracterí­stica. El lí­mite de potabilidad se halla a 300 ppm de CaCO3.

Tabla 4. Dureza total de distintos tipos de aguas.

Tipo de agua mg/l CaCO3
Blanda \le17
Levemente dura \le60
Moderadamente dura \le120
Dura \le180
Muy dura >180
Extremadamente dura >9999

A medida que aumenta la dureza de un agua se debilita la acción de los detergentes ya que los iones interaccionan con los grupos hidrófilos de éstos. También se dificulta la cocción de los alimentos y se incrementa el riesgo de la aparición de depósitos de CaCO3 en los conductos de aparatos domésticos e industriales. Es notable también la influencia en los regadí­os.

El método de análisis oficial (NORMA une 77-040-83) consiste en la determinación conjunta de ambos metales, por valoración complexométrica con EDTA, en medio tampón amonio/amoní­aco a pH=10 utilizando Negro de Eriocromo T (NET) como indicador.

5.1. Procedimiento experimental

Se preparó una disolución de sal disódica del ácido etilendiamino tetracético (EDTA). Con dicha disolución (valorante) se enjuaga, ceba y enrasa una bureta. En un erlenmeyer se coloca un volumen perfectamente medido con una pipeta de muestra a valorar junto con 25 ml de disolución tampón de NH4Cl y NH3 cuyo pH es 10. En el erlenmeyer se añade unas gotas del indicador Negro de Eriocromo T (NET). Este indicador se une a los cationes divalentes presentes en la muestra y la especie formada presenta un color caracterí­stico violeta-rojizo.

Se comienza el proceso de valoración, para ello se deja caer gota a gota el contenido de la bureta sobre el erlenmeyer mientras se agita este último (Figura 3). En un momento dado se observa que el color violeta-rojizo del erlenmeyer cambia a violeta. Este hecho, anuncia que la reacción que facilita el análisis, está a punto de completarse. Se dejan caer unas gotas de valorante más y se observa que el contenido del erlenmeyer adquiere un color azul celeste. En este punto se anota el volumen de valorante vertido. El cambio de color se debe a que a medida que reaccionan los iones divalentes con el EDTA se produce la ruptura del complejo ión indicador. Cuando todos los iones se han separado del indicador (NET) éste se queda libre y exhibe su color caracterí­stico (azul). El color intermedio (violeta) se debí­a a una mezcla de indicador libre e indicar unido a los iones (Figura 4).

Figura 3. Procedimiento general de una valoración manual.

Figura 4. Variación del color del indicador negro de eriocromo T (NET) dependiendo de la concentración de calcio.

El proceso de análisis se repite varias veces para poder obtener un valor medio significativo.

5.2. Resultados

En la siguiente tabla se recogen los resultados experimentales de las valoraciones llevadas a cabo.

Tabla 5. Volúmenes de muestra y valorante (EDTA 0.01 M) gastados en los experimentos para la determinación de la dureza total.

Muestra V muestra (ml) V EDTA (ml)
El Regato 20/20/20 3.2/3.6/5
Pantano 50/50/50 8.5/11/11.5
Retuerto 10/10/10 8.0/8.6/8.3
Beurko 5/20/20 3.0/8.2/10.0
Kaiku 20/20/20 8.3/11/10.5

Para el tratamiento de los datos hay que tener en cuenta que la reacción que se produce entre el total de los iones divalentes presentes (M2+) y el EDTA valorante (Y4-) es la siguiente.

M2+ + Y4- í¨ MY2-

Por tanto:

Número de moles de M2+ en disolución = Número de moles de EDTA.

MM2+.Vmuestra = MEDTA.VEDTA

En la Tabla 6 se muestran los resultados medios obtenidos en las diferentes muestras tanto en molaridad total como en ppm de CaCO3. La conversión a ppm se ha realizado según:

Tabla 6. Dureza total de aguas del rí­o Castaños.

Muestra M M2+ (mol/l) ppm CaCO3
El Regato 1.97.10-3 197
Pantano 2.07.10-3 207
Retuerto 8.3.10-3 830
Beurko 5.03.10-3 503
Kaiku 4.97.10-3 497

 

6. CUANTIFICACIí“N DE CLORUROS (Mí‰TODO DE MOHR)

La concentración total de ión cloruro Cl- se ha determinado mediante otro método volumétrico, en este caso una volumetrí­a de precipitación.

El cloruro de plata es un compuesto muy insoluble, por ello cuando se ponen en contacto disoluciones que contienen iones cloruro con otras que contienen catión plata (Ag+) aparece en el seno de la disolución un precipitado (sólido) blanco.

La reacción que tiene lugar es:

Ag+ + Cl- í¨ AgCl (s)

El método de Mohr consiste en una valoración en la que se lleva a cabo la reacción anterior y se utiliza como indicador cromato potásico K2CrO4.

6.1. Procedimiento experimental

En primer lugar se prepara una disolución de nitrato de plata (valorante) de concentración aproximada 0.01 M a partir del reactivo sólido. Como esta sustancia no es un patrón primario la concentración exacta se debe calcular mediante una volumetrí­a previa, para la cual se dispone de una disolución stock de NaCl 0.01 M.

El procedimiento a seguir se detalla a continuación. El primer paso consiste en enjuagar, cebar y enrasar una bureta con disolución valorante de AgNO3. Además se deben preparar tres erlenmeyers conteniendo 10 ml de stock de NaCl, una punta de espátula de Na2CO3 que proporciona el pH necesario para el análisis y una punta de espátula de K2CrO4 que actúa como indicador y ayuda a detectar el punto final, es decir aquel instante en el que la reacción se ha completado.

Se procede a la vaoración de un modo siilar al explicado para la dureza (Figura 3). Se deja caer gota a gota el contenido de la bureta sobre el erlenmeyer. Se aprecia como el contenido del erlenmeyer, inicialmente amarillo debido al K2CrO4, se va enturbiando por la aparición de NaCl. Se cierra la bureta cuando se observa que aparece una sustancia rojiza que se distingue del fondo amarillo. Este compuesto rojizo es Ag2CrO4, también insoluble.

El cromato de plata es más soluble que el cloruro de plata por ello mientras en el erlenmeyer habí­a suficientes iones cloruro el catión plata presente en el valorante se uní­a a dichos iones cloruro. Una vez que han reaccionado todos los cloruros las primeras trazas de AgNO3 sobrantes reaccionan con el cromato y forman el precipitado rojo-ladrillo caracterí­stico.

Teniendo en cuenta que el análisis de cada una de las muestras se efectuó en dí­as diferentes se preparó y valoró una disolución de AgNO3 en cada sesión. Los resultados se muestras en la Tabla 7 de la sección de resultados.

La segunda parte del procedimiento consistí­a en repetir el experimento anterior sustituyendo la disolución stock de NaCl por una alí­cuota de muestra de agua. Tras unas pruebas preliminares para decidir el volumen de muestra que se debí­a tomar se obtuvieron los resultados recogidos en la Tabla 8.

6.2. Resultados

En primer lugar, en la Tabla 7 se muestran los resultados experimentales obtenidos en la valoración previa de cada una de las disoluciones de nitrato de plata empleadas como valorante.

Tabla 7. Resultados experimentales de la estandarización previa de las disoluciones valorantes de AgNO3.

Valorante V NaCl (ml) V AgNO3 (ml) M AgNO3 (mol/l)
1 10/10/10 12.3/12.0/12.2 8.22.10-3
2 10/10/10 10.0/10.2 9.90.10-3
3 10/10/10 11.3/11.0/11.2 8.96.10-3
4 10/10/10 10.0/11.2/9.5 9.82.10-3
5 10/10/10 6.3/6.3/6.4 1.58.10-2

Para la determinación de la concentración de cada disolución se ha tenido en cuenta que según la estequiometrí­a de la reacción producida:

Número de moles de Ag+ = Número de moles de Cl-

Número de moles de AgNO3 = Número de moles de NaCl

MAgNO3.VAgNO3 = MNaCl.VNaCl

Una vez estandarizado cada valorante se empleó para el análisis de la correspondiente muestra. Los resultados obtenidos se muestran en la Tabla 8.

Tabla 8. Volúmenes de muestra y valorante (AgNO3) gastados en los experimentos para la determinación de la concentración total de cloruros.

Muestra V muestra (ml) V AgNO3 (ml)
El Regato 50/50 5.0/6.5
Pantano 100/100/100 5.5/5.5/5.0
Retuerto 100/100/100 7.5/8.0/9.0
Beurko 50/50/50 2.0/1.7/2.0
Kaiku 5/5/5 8.5/11.0/12.0

Para tratar los datos, se opera de forma similar a la anterior, despejando la concentración de cloruro.

MAgNO3.VAgNO3 = MCl-.Vmuestra

Los resultados obtenidos son:

Tabla 9. Concentración total de cloruros de aguas del rí­o Castaños.

Muestra M Cl- (mol/l)
El Regato 9.45.10-3
Pantano 5.23.10-3
Retuerto 7.31.10-4
Beurko 3.73.10-4
Kaiku 3.32.10-2

7. DETERMINACIí“N DE LA CONCENTRACIí“N TOTAL DE CARBONATOS Y BICARBONATOS

En las aguas naturales es habitual la presencia de iones carbonato (CO32-) y bicarbonato (HCO3-) procedentes de rocas calizas. El contenido de cada uno de los iones se puede determinar mediante una valoración potenciométrica.

En este tipo de valoraciones en lugar de añadir un indicador que varí­a de color en las inmediaciones del punto de equivalencia, se va registrando el valor de pH de la muestra valorada en función de la cantidad de valorante añadida.

En la Figura 5 se muestra una curva de valoración caracterí­stica de una mezcla sintética de carbonato y bicarbonato.

Figura 5. Curva de valoración de una mezcla sintética de carbonato sódico y bicarbonato sódico.

En la Figura 5 puede observarse que a medida que se valora la mezcla con HCl el pH va disminuyendo. Se observan dos puntos de inflexión, el primero a pH = 8.5 y pH = 4.4. El primero de los puntos de inflexión nos indica la cantidad de valorante que ha sido necesaria para que el carbonato inicialmente presente como tal en la mezcla se transforme en bicarbonato, es decir, para que se complete la reacción:

CO32- + HCl í¨ HCO3- + Cl-

El segundo de los puntos de inflexión se debe a la transformación del bicarbonato total en dióxido de carbono:

HCO3- + HCl í¨ CO2 + H2O + Cl-

El hecho de que el volumen total del segundo punto de equivalencia sea superior al doble del primero indica que en la muestra original habí­a una mezcla de CO32- y HCO3-. Si el segundo volumen fuese exactamente el doble del primero en la muestra sólo habrí­a CO32- y si no apareciese el punto de inflexión a pH 8.5 la muestra sólo contendrí­a HCO3-.

7.1. Procedimiento experimental

En primer lugar se preparó una disolución valorante de HCl aproximadamente 0.025 M. Esta disolución fue estandarizada frente al patrón primario trishidroximetilaminometano (Pm = 121.14 g/mol).

Se efectuaron tres valoraciones manuales (Figura 3). Para ello se pesó en cada erlenmeyer una determinada cantidad de patrón primario y se disolvió en agua destilada. Posteriormente se añadió fenolftaleí­na, un indicador que pasa de ser fucsia en medio básico a transparente en medio ácido.

Posteriormente se realizaron una serie de pruebas para tantear el volumen de muestra de agua necesaria para realizar el análisis. Se comprobó que en algunos casos era necesario preparar disoluciones valorantes de HCl aún más diluí­das.

Una vez preparados los valorantes se realizaron las valoraciones potenciométricas. El dispositivo experimental se muestra en la Figura 6. En un vaso de precipitados se introduce el volumen de muestra. El vaso se coloca sobre un agitador magnético y se introduce en la varilla-imán. Se añade agua destilada de modo que al introducir el electrodo de vidrio quede bien sumergido sin tocar el fondo del vaso ni las paredes. Se coloca la bureta sobre el vaso de precipitados. Se va añadiendo valorante a intervalos de 0.5 ml y se va anotando el pH de la mezcla contenida en el vaso.

Figura 6. Dispositivo experimental para una valoración potenciométrica.

 

7.2. Resultados

La Tabla 10 resume la determinación experimental de la concentración de la disolución de HCl stock.

Tabla 10. Resultados experimentales de la estandarización de la disolución stock de HCl.

m tris (g) V HCl (ml) M HCl (mol/l)
0.14 44
0.14 42 0.0263
0.14 46

Los cálculos se han realizado considerando que la reacción que tiene lugar es:

HCl + TRIS-OH í¨ TRIS-Cl + H2O

Número de moles de HCl = Número de moles de TRIS

MHCl.VHCl = mTRIS/PmTRIS

 

En la Figuras 7-11 se presentan las curvas de valoración de cada una de las muestras. Sólo se observa un punto de inflexión a un valor de pH en torno a 4, lo cual indica que en las muestras analizadas sólo hay ión bicarbonato HCO3- siendo despreciable la concentración de carbonato CO32-.

Figura 7. Curva de valoración con HCl de una muestra de agua recogida en El Regato.

Figura 8. Curva de valoración con HCl de una muestra de agua recogida en el pantano de El Regato.

Figura 9. Curva de valoración con HCl de una muestra de agua recogida en Retuerto.

Figura 10. Curva de valoración con HCl de una muestra de agua recogida en Beurko Antiguo.

Figura 11. Curva de valoración con HCl de una muestra de agua recogida en el embarcadero del Kaiku.

La Tabla 11 resume los valores experimentales significativos para la determinación de la concentración total de bicarbonato.

 

 

 

Tabla 11. Resultados experimentales de la valoración potenciométrica de las muestras de agua con HCl.

Muestra M HCl (mol/l) V muestra (ml) V HCl (ml)
El Regato 2.63.10-3 25 18.5
Pantano 2.63.10-3 10 8
Retuerto 2.63.10-3 25 16.5
Beurko 2.63.10-3 10 11
Kaiku 2.63.10-2 100 13.75

La reacción que ha tenido lugar en el proceso de valoración ha sido:

HCO3- + HCl í¨ CO2 + H2O + Cl-

En ella:

Número de moles de HCO3- = Número de moles de HCl

MHCO3-.Vmuestra = MHCl.VHCl

Aplicando la fórmula anterior con los datos de la Tabla 11 se obtiene la concentración de bicarbonato en cada muestra (Tabla 12).

Tabla 12. Concentración total de bicarbonatos de aguas del rí­o Castaños.

Muestra M HCO3- (mol/l)
El Regato 1.94.10-3
Pantano 2.10.10-3
Retuerto 1.73.10-3
Beurko 2.89.10-3
Kaiku 3.61.10-3

 

8. ESTIMACIí“N DE LA CONCENTRACIí“N DE HIERRO

Cuando se ilumina una muestra con una radiación electromagnética (luz) se absorbe parte de dicha radiación. La cantidad absorbida depende de la longitud de onda de la luz utilizada y de la concentración de la muestra.

En determinados niveles de concentración existe una relación lineal entre la absorbancia y la concentración de compuesto.

A = e.l.C (Ley de Lambert Beer)

Este fenómeno fí­sico permite desarrollar métodos para cuantificar sustancias cromóforas.

Cuando los cationes Fe3+ reaccionan con el ácido tiociánico (HSCN) se forma un complejo de coordinación FeSCN2+ según la reacción:

Fe3+ + HSCN  FeSCN2+ +H+

El tiocianato de hierro(III) (FeSCN2+) presenta un color rojizo caracterí­stico. Este compuesto presenta un máximo de absorción para la luz visible cuya longitud de onda es de 455 nm.

8.1. Procedimiento experimental

La primera parte consistió en la obtención de una recta de calibrado. Para ello se prepararon varias disoluciones de concentración conocida de tiocianato de hierro (III). El complejo se prepara in situ poniendo en contacto los volúmenes adecuados de disoluciones de nitrato de hierro (III) 0.2 M y tiocianato potásico 5.10-4 M en ácido ní­trico 0.5 M.

Tabla 13. Disoluciones patrón para la construcción de la recta de calibrado de FeSCN2+.

Patrón V Fe(NO3)3 (ml) V KSCN

(mL)

V total

(ml)

[FeSCN2+] (mol/l)
1 5 2 25 4.10-5
2 5 3 25 6.10-5
3 5 4 25 8.10-5
4 5 6 25 1.2.10-4
5 5 8 25 1.6.10-4
6 5 10 25 2.10-4
7 5 16 25 3.2.10-4

Una vez preparados los patrones se pone en marcha el espetrofotómetro. Para ello se selecciona la longitud de onda de medida (455 nm) y se introduce una cubeta con ácido ní­trico 0.5 M con la que se ajusta el cero del espectrofotómetro (Figura 12). Después se trasvasa el contenido de cada patrón a otra cubeta, se introduce en el espectrofotómetro y se anota la absorbancia medida.

Figura 12. Espectrofotómetro.

Para el análisis de las muestras de agua se debe realizar un tratamiento previo de la muestra. En primer lugar se toman 200 ml de muestra y se calientan hasta ebullición. Se mantiene la muestra hasta alcanzar casi sequedad. En ese momento se recoge el residuo sólido en 50 ml de HNO3 0.5 M. Se adiciona KSCN sólido y se mide su absorbancia.

8.2. Resultados

En la Tabla 14 se recopilan los valores de absorbancia proporcionados por las disoluciones patrón. Con estos valores se ha construido la recta de calibrado mostrada en la Figura 13.

Tabla 14. Absorbancias de las disoluciones patrón

[FeSCN2+] (mol/l) Absorbancia
4.10-5 0.116
6.10-5 0.165
8.10-5 0.264
1.2.10-4 0.309
1.6.10-4 0.499
2.10-4 0.690
3.2.10-4 1.147

Figura 13. Recta de calibrado de FeSCN2+.

Los valores representados se pueden ajustar a una lí­nea recta que pasa por el origen de coordenadas y cuya ecuación se muestra también en la gráfica.

A = 3389.2[FeSCN2+]

Los valores de absorbancia proporcionados por las muestras de agua tratadas se adjuntan en la Tabla 15.

Tabla 15. Absorbancias de las muestras tratadas de aguas del rí­o Castaños.

Muestra Absorbancia
El Regato 0.052
Pantano 0.418
Retuerto 0.466
Beurko 0.037
Kaiku 0.300

Aplicando la ecuación de la recta de calibrado se calcula la concentración de FeSCN2+ en la muestra tratada. Esta concentración es aproximadamente la concentración de hierro (III) en la muestra tratada. Para el cálculo en la muestra original se debe multiplicar el resultado anterior por cuatro. Estos resultados se resumen en la Tabla 16.

 

 

 

Tabla 16. Concentraciones aproximadas de hierro en aguas del rí­o Castaños.

Muestra [FeSCN2+]

Muestra tratada

M Fe (mol/l)

Muestra original

El Regato 1.53.10-5 6.1.10-5
Pantano 1.23.10-4 4.9.10-4
Retuerto 1.37.10-4 5.5.10-4
Beurko 1.09.10-5 4.4.10-5
Kaiku 8.85.10-5 3.5.10-4

 

9. CONCLUSIONES

Para finalizar el resultado de todos los análisis realizados se ha resumido en la Tabla 17.

Tabla 17. Análisis quí­mico de aguas de distintos puntos del rí­o Castaños.

Muestra pH Conductividad (ms/cm)
El Regato 6.00 310
Pantano 7.60 280
Retuerto 8.00 330
Beurko 7.20 550
Kaiku 7.15 3010
Muestra Dureza (ppm CaCO3) Cloruros

M Cl- (mol/l)

El Regato 197 9.45.10-3
Pantano 207 5.23.10-3
Retuerto 830 7.31.10-4
Beurko 503 3.73.10-4
Kaiku 497 3.32.10-2
Muestra Bicarbonatos

M HCO3- (mol/l)

Hierro

M Fe (mol/l)

(estimado)

El Regato 1.94.10-3 6.1.10-5
Pantano 2.10.10-3 4.9.10-4
Retuerto 1.73.10-3 5.5.10-4
Beurko 2.89.10-3 4.4.10-5
Kaiku 3.61.10-3 3.5.10-4

 

Como puede observarse, el pH de las diferentes muestras es cercano a 7, lo cual parece indicar que las concentraciones de las sustancias con propiedades ácido – base que se hallan disueltas no son muy elevadas. Este hecho queda contrastado en el caso del ión bicarbonato. Por otra parte las curvas de valoración obtenidas indican que no hay una cantidad significativa de carbonato. Además no hay una tendencia clara en la variación del pH a lo largo del curso del rí­o.

En el caso de la conductividad eléctrica se aprecia una clara diferencia en el valor obtenido en la muestra correspondiente al embarcadero de Kaiku. Obviamente dicho punto se halla en la desembocadura en la rí­a y por tanto su contenido en sales es muy superior al resto. La influencia de la rí­a puede ser responsable del valor obtenido en la zona de Beurko que es superior a los obtenidos en los otros tres puntos de muestreo, todos ellos más alejados de la desembocadura.

En cuanto al contenido en cloruros, como cabí­a esperar la concentración en la muestra de Kaiku es notablemente superior a la de las otras muestras. Sin embargo si comparamos la conductividad eléctrica con la concentración total de cloruros, exceptuando la muestra de Kaiku no hay una correlación directa entre ambos parámetros.

Comparando los valores de conductividad obtenidos con la clasificación ofrecida en la Tabla 2 se puede catalogar al agua de Kaiku como salobre. Las otras muestras, desde el punto de vista de la cantidad de iones disuelto serí­an aguas potables.

Sin embargo el parámetro más significativo para catalogar la potabilidad de un agua es la dureza de la misma. Teniendo en cuenta la clasificación de la Tabla 5, en todos los puntos de recogida el agua es muy dura y únicamente las aguas de El Regato y el pantano serí­an potables (dureza menor que 300 ppm).

Por último, respecto a la concentración de hierro en las muestras, teniendo en cuenta el procedimiento de tratamiento de muestra los resultados obtenidos en este análisis deben considerarse meramente estimativos.

 

 

 

 

10. REFERENCIAS

Contaminación y Tratamiento de Aguas. Módulo III. Máster Universitario de Ingenierí­a Ambiental. J.C. Cerón, M.J. Moreno, M. Olí­as. Universidad de Huelva (2005).

Principios De Análisis Instrumental. D. Skoog, J. Holler, T. Nieman. McGraw-Hill Interamericana. Madrid (2003)

Quí­mica Analí­tica General, Cuantitativa e Instrumental. Vol 1. F Bermejo, Paraninfo, Madrid (1991)

http://www.uv.es/fqlabo/quimicos/PDF/P6.pdf

http://1.bp.blogspot.com/_5yo1jA7fQTo/SOuJYp1hR-I/AAAAAAAAAHY/hIIFtx0a7EQ/s320/practicas03_clip_image002.jpg

íNDICE

1. OBJETIVO 1

2. TOMA DE MUESTRA 1

3. MEDIDA DE pH 1

4. MEDIDA DE CONDUCTIVIDAD 3

5. DETERMINACIí“N DE DUREZA TOTAL 4

6. CUANTIFICACIí“N DE CLORUROS (Mí‰TOD DE MOHR) 8

7. DETERMINACIí“N DE LA CONCENTRACIí“N TOTAL

DE CARBONATOS Y BICARBONATOS 10

8. ESTIMACIí“N DE LA CONCENTRACIí“N DE HIERRO 16

9. CONCLUSIONES 20

10. REFERENCIAS 22

2 Comentarios

  1. Miguel Angel Martínez Vitores

    La foto que aparece como casa molino de Los LLanos, no es exacta su propiedad, ni tampoco su ubicación.

    La foto corresponde al año 1933 y se trata de La Fandarí­a en El Regato. Establecimiento ferrón, fundado en 1777. En la escritura de constitución de AHV (1902) aparece como una casa destinada a fábrica molino. Su ubicación exacta serí­a donde hoy está la depuradora.

  2. Ezagutu Barakaldo

    Totalmente de acuerdo. La foto no está sino como referencia al tema. Gracias, amigo Miguel íngel. El “bakalao” excelente. Lo mismo la compañí­a.

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