¿Cómo medir la cantidad de sales en el agua con un conductímetro?

Si hiciéramos un experimento con un agua muy pura, en ésta difícilmente pasaría corriente. Si tuviéramos la oportunidad de obtener agua destilada, agua osmotizada o agua deionizada, es decir agua casi pura o con muy poca cantidad de sales, veremos que no es buena conductora de electricidad, porque no hay transporte de iones. Sólo cuando se le agrega sales, que es como se presenta en el caño o en los ríos, entonces son los iones de las sales disueltas los que convierten al agua (ya no pura) en buena conductora de la electricidad.

Para medir la cantidad de sales disueltas en el agua, lo hacemos indirectamente a través de la conductividad eléctrica generada por la cantidad de sólidos disueltos presentes. El equipo que se encarga de medir la conductividad eléctrica es el conductímetro.

La conductancia eléctrica es la habilidad de una solución, metal o gas para conducir una corriente eléctrica. Para ello se aplica un determinado voltaje entre dos pares de electrodos y se mide la corriente que fluye entre ellos. Para un determinado proceso donde tenemos agua con sales, son los cationes los que migran al electrodo negativo o cátodo y los aniones al electrodo positivo o ánodo. La solución actúa como un conductor eléctrico.

Conductimetro

Cómo se podrá observar de la definición, la celda clásica de conductividad consiste de un par de electrodos. Sin embargo la tecnología más avanzada desarrollada por WTW ha diseñado la celda TetraCon de cuatro electrodos, es decir tiene un par de electrodos de voltaje adicionales al par de electrodos de corriente, por lo que la conductancia de la solución resulta de la intensidad de corriente conocida y la medición de la caída del voltaje. Este método de medición tiene la ventaja de no detectar resistencia de polarización y más aun, la celda de 4 electrodos es insensible a los errores de medición que se producen por contaminación.

CONDUCTÍMETRO

Los electrodos del conductímetro están hechos de acero inoxidable, platino o de grafito que son materiales químicamente resistentes y cuya geometría determinan la constante de la celda.

La constante de celda más usada es la de 0.475 cm-1 y se puede verificar usando una solución de calibración con una conductividad conocida, usualmente una solución de 0.01 mol/L KCl.  La unidad de medida es el microSiemens por centímetro (µS/cm). Cuanto más pequeño es el valor, menor es la conductividad. El agua más pura tiene muy poca conductividad y no puede llegar a 0 µS/cm por la disociación intrínseca del agua, que forma iones hidronio e hidroxilo. Un agua destilada puede llegar a menos de 2 µS/cm, un agua deionizada a menos de 1 µS/cm y un agua ultrapura hasta 0.054 µS/cm.

La variedad de sales y minerales disueltos en aguas naturales como las cabeceras de cuencas pueden asumirse como relativamente uniformes e irá incrementando su disolución de sólidos y por tanto su conductividad en el trayecto de aguas abajo. Esto significa que la lectura de este dispositivo podemos usarla como un indicador indirecto de la cantidad total de sólidos disueltos en el agua. Hay una regla empírica aproximada para aguas naturales que relaciona la conductividad con los sólidos disueltos totales (TDS):

                                   2 µS/cm ≈ 1 ppm de TDS como NaCl

Hay también otras relaciones que se utilizan, como por ejemplo:

                                    2.4 µS/cm ≈ 1 ppm de TDS como CaCO3

Para la mezcla conocida como 442 (40% Na2SO4, 40% NaHCO3, 20% NaCl) se relaciona como:

      1.4 µS/cm ≈ 1 ppm de TDS (442)

Otro dato importante es que la conductividad es un parámetro que depende fuertemente de la temperatura.

CONDUCTÍMETROAl elevar la temperatura del agua, ésta se vuelve menos viscosa y los iones pueden moverse con mayor rapidez y entonces aumenta la conductividad. Como ejemplo tenemos que una solución 0.01 M de cloruro de potasio a 20°C tiene una conductividad de 1278 µS/cm mientras que a 25°C es de 1413 µS/cm. Es por eso que los valores de una misma muestra a diferentes temperaturas no se pueden comparar, por ello las diferentes celdas de conductividad de WTW incluyen sensores de temperatura para su respectiva compensación de Temperatura.

Cuando queremos medir aguas muy puras p.e < 2 µS/cm, donde no se espera contaminación, las soluciones estándares para este rango son muy inestables, porque el solo contacto de la solución con el aire hace que el CO2 del aire se disuelva en el agua formando iones bicarbonato y carbonato, ocasionando cambios dramáticos en la medición de la conductividad. Por eso la medición de un agua muy pura debe hacerse en depósitos sin el contacto del aire.

La selección de la celda de medición del conductímetro es muy importante y depende de la aplicación. Aquí colocaremos un par de ellas:

  • El TetraCon 325 hecho con electrodos de grafito, es muy fácil de limpiar y es usado constantemente en análisis de rutina para muestras de agua cuya conductividad está entre 1 µS/cm y 2,000 mS/cm.
  • El LR 325/01 para determinar aguas puras de 0.001 µS/cm – 300 µS/cm y el LR 325/001 para rangos de 0.0001 µS/cm – 30 µS/cm, se usa en calderos de alta presión o deionizadores y es necesario usar con un dispositivo de flujo en línea para que no exista contacto con el aire.

CONDUCTÍMETRO

Todas estas variedades de conductímetro, los puedes encontrar con tu marca WTW y podemos ayudarte a escoger el modelo que se adecua a tus necesidades. Para nosotros, el que  puedas tener a la mano las herramientas que te permitan realizar tu labor de forma adecuada, es de gran importancia. Por ello ofrecemos equipos de la más alta calidad, que son durables, resistentes y efectivos. Todo lo que necesites puedes encontrarlo aquí en OZ PERU, compañía líder en la comercialización de equipos de laboratorio para análisis de aguas.

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