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Análisis de minerales iónicos en aguas nutritivas de hidropo

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Alberto Ramirez Guevara

on 15 November 2013

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Transcript of Análisis de minerales iónicos en aguas nutritivas de hidropo

Análisis de macronutrientes y micronutrientes en aguas nutritivas de hidroponía
Metodologías

Héctor Patricio Del Castillo Vázquez A01127839
Alan Alberto Ramírez Guevara A00812198

Métodos modernos en química analítica
Proyecto final
Reflexiones
Antecedentes
Los minerales iónicos se ocupan en disolución para producir aguas nutritivas de riego
En la hidroponía, este es el medio directo dónde se realiza el cultivo de plantas
Ventajas de la hidroponía
Reducción de costos de producción en forma considerable.
No se depende de los fenómenos meteorológicos.
Permite producir cosechas fuera de estación (temporada).
Se requiere mucho menor espacio y capital para una mayor producción.
Increíble ahorro de agua, pues se recicla.
Ahorro de fertilizantes e insecticidas.
No se usa maquinaria agrícola (tractores, rastras, etc.).

Objetivo
Usar todas lo aprendido en el semestre para poder tener la certeza de saber la composición de algunos macro nutrientes y micro nutrientes en una solución hidroponica. Contribuir al proceso de la hidroponía evitando que se desperdicien aguas las cuales aun contengan nutrientes.
Fueron también objetivos secundarios de la presente investigación reforzar y aplicar los conocimientos adquiridos a través del semestre en técnicas de química analítica instrumental; por espectroscopia de absorción atómica y colorimetría


Análisis de Hierro por absorcion atómica
Dilución para el Fierro

Se elaboró una dilución en un matraz de 250 mL a partir de una solución Stock de Fierro de 1g/L.
Concentración Stock= (1g/1L) (1mol/55.85)= 0.0179M
A partir de una concentración de 0.0179M, se quiere alcanzar una concentración de 10mg/L y a partir de esta, diluir de ésta los puntos de la curva. Se obtuvo la siguiente relación, el valor del volumen inicial para diluir.
C1V1=C2V2, (0.0179M) (V1) = (0.01g/L) (0.25)/ (65.85g/mol)
V1= 2.5E-3 L = 2.5mL
A partir de esta solución de Fierro 10mg/L, se tomaron diferentes volúmenes para los estándares: 1, 2, 3,4 y 5 mg/L (encontrados normalmente en soluciones nutritivas de plantas).
C1V1=C2V2
(1.79E-4)(V)= (1.79E-5) (0.1L), V=10mL
Volúmenes para diluir
1mg/L = 10mL, 2mg/L=20mL, 3mg/L=30mL, 4mg/L=40mL, 5mg/L=50mL
Todas las soluciones fueron contenidas en recipientes y almacenadas en el refrigerador para su posterior análisis.

Análisis de Manganeso por absorción atómica
Dilución para el Manganeso
Se hizo una dilución en un matraz Erlenmeyer de 100mL a partir de una solución patrón de Manganeso.
Solución patrón= (1g/L) (1mol/54.94g/mol)= 0.0182M
A partir de una concentración de 0.0182M se quiere alcanzar una concentración de 10mg/L y a partir de esta, diluir los puntos.
Obteniéndose así la siguiente relación:
C1V1=C2V2
(0.0182M)(V)= (0.01g/L/ (54.94g/mol)) (0.1L), V=1mL
A partir de esta solución de Manganeso 10mg/L se tomaron diferentes volúmenes para los estándares: 0.5, 0.75, 1.00, 1.5 y 2 mg/L
(1.82E-4)(V)= (9.1E-6) (0.1L), V=5mL sacando una relación simple no hace falta calcular todos los volúmenes los cuales son los siguientes:
0.5mg/L=5mL, 0.75mg/L=7.5mL, 1.0mg/L=10mL, 1.5mg/L=15mL, 2.0mg/L=20mL

Análisis de potasio por absorción atómica
Para poder preparar estas soluciones, se debe diluir tanto los puntos correspondientes a la curva como las muestras pues estas tienen un alto contenido de potasio fuera del rango del espectrofotómetro.
Concentración Stock= (1g/L) (1mol/39.1g/mol)= 0.0256M
C1V1=C2V2
(0.0256M)(1E-3L)= (C) (0.1L), C=2.56E-4 (1mL de solución stock)
Se escogió esta concentración por conveniencia de ajustar el volumen inicial V1a 1mL. Ajustado así a 10mg/L, la solución ahora se deberá ajustar a los valores de 0.1, 0.2, 0.3, 0.4y 0.5 mg/L rango de potasio que el espectrofotómetro si puede leer.
Después se procederá a preparar los estándares, a partir de 10mg/L
C1V1=C2V2
(2.56E-4M)(V)= (2.56E-6 (0.1L), V=1mL
Volúmenes a diluir: 0.1mg/L= 1mL, 0.2mg/L=2mL, 0.3mg/L= 3mL, 0.4mg/L=4mL y 0.5mg/L=5mL
Ya que de una solución normal de agua nutritiva, y de lo establecido por la “solución del tomate”, el valor del potasio oscilará entre 300 y 400 mg/L. Será necesario entonces efectuar una dilución de la muestra también de acuerdo al siguiente patrón:
Concentración=(0.1/1L)(1mol/39.1g/mol)=2.56E-3 M
C1V1=C2V2
(2.56E-3)(V)= (2.56E-6) (0.1L) V=1E-4L = 0.1mL
De esta manera habremos diluido al orden adecuado (0.1-0.5 mg/L) de concentración de agua a utilizar.

Análisis de fósforo por colorimetría

Se disolvieron 25.0498 g de molibdato amónico en 300 mL de agua destilada. No se disolvió, en primera instancia, por completo. Rotular esto como solución A.
A continuación, se disolvieron, en 300 ml de agua, 1.2498 g de metavanadato de amonio. La solución fue tratada con 330 ml de ácido clorhídrico concentrado y puesto a ebullición por un período corto de tiempo. Se deja aclimatar esta solución y se rotula como solución B.
Para la preparación de la curva, se comenzó disolviendo 0.0549 g en 500 ml de agua. Se tomaron 1, 2, 4, 8 y 10 ml de esta solución a un volumen de 100 ml para poder construir una curva con 0.25, 0.5, 1, 2, 2.5 mg/L, respectivamente.
Luego, se mezclaron la solución A y B, y se lleva a volumen de 1L. La solución amarilla deberá ser usada entonces para acomplejar el potasio presente en las muestras. Ya que las normas establecían 10ml de complejo, 10 ml de muestra y llevar a volumen de 100ml, nos dimos cuenta que los valores se salían de la curva de calibración. Por ello, nos propusimos a ocupar tan sólo 1ml de ambas sustancias en volumen de 100ml. Se obtuvieron resultados aceptables que caían dentro de la curva de calibración.

CONAGUA. (1980). CONAGUA. Obtenido de Cuerpos Receptores - Muestreo: http://www.conagua.gob.mx/CONAGUA07/Noticias/NMX-AA-014-1980.pdf
CONAGUA. (1980). CONAGUA. Obtenido de Aguas Residuales - Muestreo: http://www.conagua.gob.mx/CONAGUA07/Noticias/NMX-AA-003-1980.pdf
CONAGUA. (2001). CONAGUA. Obtenido de Análisis de Aguas - Determinación de Fósforo Total en Aguas Naturales, Residuales, y Residuales Tratadas - Método de Prueba: http://www.conagua.gob.mx/CONAGUA07/Noticias/NMX-AA-029-SCFI-2001.pdf
Técnicas de Análisis. (s.f.). Obtenido de Determinación de Fosfatos por Colorimetría (Método Amarillo del Ácido Vanadomolibdofosfórico): http://www.xtec.cat/~gjimene2/llicencia/students/05tecnicas.html
Tecnológica, L. d. (2000). Secretaria de Medio Ambiente y Recursos Naturales. En CONAGUA, NORMA Oficial Mexicana NOM-021-RECNAT-2000, Que establece las especificaciones de fertilidad, salinidad y clasificación de suelos. Estudios, muestreo y análisis (págs. 32-37). México: Diario Oficial.


Referencias bibliográficas

Conclusion 3


• A diferencia de los resultados anteriores, el fósforo tuvo un comportamiento ascendente a medida que transcurrió el tiempo. Iniciando en un valor de 72.7 mg/L y terminando con 88.7 mg/L, se puede notar que quizá este compuesto no fue absorbido durante el proceso de recirculación; o quizá hubo algún mecanismo de excreción que superó en concentración la absorción.

• El pH, a través del lapso de tiempo, disminuyó de un promedio de 6.38 hasta 5.52. Con coeficientes de variación de 0.6381% y 0.4780%, se puede concluir que el agua de hidroponía de acidifica a medida que las plantas se nutren.

• La conductividad del lapso de tiempo, aumentó considerablemente, al contrario de lo esperado. La fuerza iónica no disminuyó como se esperaba, dejando al descubierto que quizá hay más liberación de iones que absorción por procesos de excreción. Desde un valor de 2.84 hasta 5.24, y con coeficientes de variación de 3.6000% y 0% respectivamente, se pueden aceptar los valores medidos.

• Para las curvas de Fierro, Manganeso, Potasio y Fósforo se obtuvieron coeficientes de correlación de 0.9978, 0.9972, 0.9980, 0.9928 respectivamente. Se eliminó un solo punto en la curva del fósforo, por lo que se puede constatar una buena correlación en las curvas de calibración.

Conclusion 2
• Aún después de haber realizado una concentración de la solución, no se pudo determinar la presencia de manganeso.

• La presencia del potasio en el antes y el después también demostró un comportamiento descendente. Al haber hallado en la solución nutritiva 242 mg/L, y en la solución de desecho1 73.5 mg/L, se puede aseverar que hubo una absorción de este ion por parte de las plantas. El esperado de potasio a hallar era de 384 mg/L.
De acuerdo a la formulación de la “solución del tomate”, la presencia del hierro en la solución es de alrededor de 0.531 mg/L (Siendo el esperado 0.36 mg/L). La solución en hierro se encuentra un tanto superior a lo esperado. Por otra parte, en el agua desecho no se pudo determinar la presencia del hierro. Se concluye que durante el lapso de tiempo transcurrido sí hubo una absorción efectiva del fierro por parte de los girasoles.
Conclusion 1
Para el proyecto final de Métodos Modernos en Química Analítica trajo consigo, en el breve tiempo que duró, un gran espectro de áreas de oportunidad en las cuales trabajar y reflexionar. Entre estas se encuentra el trabajo colaborativo, que busca principalmente la cooperación de los miembros hacia un mismo fin. Se debe siempre de tener una mentalidad abierta, y trabajar en un ambiente de armonía y comunicación; ya que son de suma importancia tanto ejecutar las operaciones con pericia, como escuchar, laborar y aprender en conjunto.
Para el proyecto final de Métodos Modernos en Química Analítica trajo consigo, en el breve tiempo que duró, un gran espectro de áreas de oportunidad en las cuales trabajar y reflexionar. Entre estas se encuentra
el trabajo colaborativo, que busca principalmente la cooperación de los miembros hacia un mismo fin. Se debe siempre de tener una mentalidad abierta, y trabajar en un ambiente de armonía y comunicación; ya que son de suma importancia tanto ejecutar las operaciones con pericia, como escuchar, laborar y aprender en conjunto.
Definicion del proyecto
El proyecto buscará determinar la presencia de hierro, manganeso, potasio y fósforo en aguas de cultivo de hidroponía de acuerdo a las Normas Mexicanas NMX-AA-029-1981 y NOM-021-RECNAT-2000. Se hará una comparación entre el antes y el después de una semana de recirculación de una solución nutritiva a través de canalones de cultivo de girasoles.
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