Concepto químico: dureza del agua, minerales y filtración

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Agua: ¡Fuera la
suciedad, fuera los
gérmenes!
Concepto químico: dureza del agua, minerales y
filtración
Materiales
 Agua sucia (de pantano, río o
embalse)
 Botella plástica de dos litros
con tapa
 Botella plástica (con el fondo
recortado)
 Vaso de precipitados (beaker)
 Alumbre
 Goteros
 Filtro de café
 Anilla de goma
 Arena fina
 Arena gruesa
 Piedritas 1. Vierta agua sucia de un pantano, de un río o de
un embalse (o la muestra de agua que se haya
preparado con agua y suciedad) en la botella de dos
litros con tapa. Anote el aspecto y el olor del agua.
2. Cierre la botella con la tapa, y sacúdala
vigorosamente durante 30 segundos. Siga aireando
el agua: viértala en otra botella o en el vaso de
precipitados (beaker) y, seguidamente, repita el
proceso en uno y otro sentido unas diez veces. Al
terminar la aireación, los gases habrán escapado
(todas las burbujas deberán haber desaparecido).
3. Añada dos cucharadas de alumbre al agua
aireada. Agite lentamente la mezcla durante 5
minutos. Describa el aspecto y el olor del agua.
4. Deje reposar el agua en su recipiente. Obsérvela
cada cinco minutos, durante 20 minutos en total.
Anote sus observaciones: ¿qué aspecto tiene ahora
el agua?
5. Construya un filtro con la botella que tiene el
fondo recortado, de la siguiente manera:
 Use todos los materiales
cuidadosamente.
 Siga las instrucciones dadas.
 Lea las precauciones
contenidas en todos los
materiales que utilice.
 Use guantes y gafas de
seguridad.
 Amárrese el cabello.
 Cuando termine la actividad,
limpie su área de trabajo,
deseche los materiales
apropiadamente, y lave bien
sus manos.
Seguridad
Procedimiento
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Introducción
La eliminación de la suciedad y de los gérmenes es una de las
principales etapas del tratamiento del agua potable, que consiste en
clarificar y desinfectar el agua. A partir del agua natural, obtenida en
algún lugar cercano, y utilizando medios fáciles de conseguir o
componentes del kit de las aguas del mundo, los estudiantes
replicarán esas dos etapas del tratamiento del agua. Los estudiantes
más jóvenes clarificarán una muestra de agua natural. Luego,
observarán los efectos de la eliminación de las partículas sólidas del
agua. El profesor podrá ocuparse de la desinfección. Los estudiantes
mayores practicarán ellos solos la clarificación y desinfección del agua
natural.
Arena Fina
Arena Gruesa
Piedritas
Anilla de Goma
Filtro de café
Adaptado por Capítulo Estudiantil ACS & Ingrid Montes, Ph.D -Universidad de Puerto Rico, Recinto de Río

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Agua: ¡Fuera la
suciedad, fuera los
gérmenes!
Concepto químico: dureza del agua, minerales y
filtración
Procedimiento
a. Sujete el filtro de café al cuello de la botella con el
fondo recortado con una banda elástica. Voltee la
botella boca abajo y colóquela sobre el vaso de
precipitados (beaker) o en el fondo recortado de una
botella de dos litros. Ponga una capa de piedritas en
la botella; el filtro impedirá que se salgan.
b. Ponga una capa de arena gruesa sobre la arena
fina.
c. Finalmente, vierta una capa de arena fina sobre la
arena gruesa.
d. Limpie el filtro haciendo pasar por él, lentamente y
con cuidado, agua potable limpia. Deseche el agua
que haya pasado por el filtro.
6. Cuando haya una cantidad suficiente de sedimento depositada en el fondo de la botella del
agua de un pantano, río o embalse, vierta con cuidado -sin remover el sedimento- los
primeros dos tercios de esa agua a través del filtro. Recoja el agua filtrada en el vaso de
precipitados (beaker) o en la botella de plástico.
water.chemistry2011.org/web/iyc
1. Compare el agua tratada con la no tratada. ¿Han cambiado su aspecto y
su olor después del tratamiento?
2. ¿Te parece que el agua clarificada es potable? Razona tu respuesta.
3. ¿Te parece que el agua filtrada y desinfectada es ahora más apta para
beber? Razona tu respuesta.
Preguntas
Adaptado por Capítulo Estudiantil ACS & Ingrid Montes, Ph.D -Universidad de Puerto Rico, Recinto de

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¿Dónde está la Química?
Nivel no-científico
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Agua: ¡Fuera la
suciedad, fuera los
gérmenes!
Concepto químico: dureza del agua, minerales y
filtración
Nivel Elemental
La Tierra, al igual que nuestro cuerpo, está formada por un importante porcentaje de agua y
depende de ella para mantener la vida. Asimismo, el agua es fundamental para los procesos
biológicos del cuerpo humano. Por eso, muchas veces escuchamos hablar de la importancia de
mantener una buena hidratación y de consumir agua segura. Sin embargo, existen distintos
“tipos de agua” y no todas son beneficiosas. Para poder consumir el agua debe pasar por un
proceso de filtrado.
La filtración es un método para separar los componentes sólidos de líquido. La filtración del
agua es un proceso necesario para garantizar su mínima potabilidad, es decir, que no contenga
piedras, tierra, metales u otros materiales de desecho que pueda haber arrastrado en su
camino hacia nuestros hogares. La técnica de filtración se utiliza bastante en un laboratorio,
pero también se utiliza en el día a día. Por ejemplo, cada vez que se prepara el café por las
mañanas, se utiliza la técnica de filtración. Para hacer café, se pone en contacto la sustancia
con agua hirviendo o muy caliente, para forzarla a que libere en el agua su contenido. El
próximo sería la separación del sólido y del líquido, para lo que se utiliza un filtro de tela o de
papel. El filtro retiene la borra de café y permite pasar solo el líquido. Utilizando este ejemplo,
la borra del café representa las bacterias o gérmenes del agua, mientras que el filtro
representa las barreras que nosotros creamos para poder separar el agua limpia de sus
contaminantes.
La Tierra, al igual que nuestro cuerpo, está formada por en gran parte de agua y depende de
ella para mantener la vida. Asimismo, el agua es fundamental para nuestro cuerpo. Por eso,
muchas veces escuchamos hablar de la importancia de beber mucha agua y de que sea agua
segura. Sin embargo, existen distintos “tipos de agua” y no todas son buenas. Antes de tomar
el agua, esta debe pasar por muchos procesos.
La filtración se utiliza para separar los sólidos de líquido. La filtración del agua es un proceso
necesario para asegurarnos de que el agua no este sucia, es decir, que no contenga piedras,
tierra o gérmenes que pueda haber arrastrado en su camino hacia nuestras casas. El filtro
funciona como obstáculos para que el sucio no pase. Los filtros atrapan el sucio del agua, para
que solamente el agua limpia pase y la podamos tomar.
Adaptado por Capítulo Estudiantil ACS & Ingrid Montes, Ph.D -Universidad de Puerto Rico, Recinto de Río

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Nivel
Intermedio
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Agua: ¡Fuera la
suciedad, fuera los
gérmenes!
Concepto químico: dureza del agua, minerales y
filtración
La Tierra, al igual que nuestro cuerpo, está formada por un importante porcentaje de agua y
depende de ella para mantener la vida. Asimismo, el agua es fundamental para los procesos
biológicos del cuerpo humano. Por eso, muchas veces escuchamos hablar de la importancia de
mantener una buena hidratación y de consumir agua segura. Sin embargo, existen distintos “tipos
de agua” y no todas son beneficiosas. Algunos de los “tipos de agua” son: oxigenada, dulce y
salada. El agua oxigenada, también conocida como peróxido de hidrógeno, es un compuesto
químico cuya composición (H2O2) cuenta con más oxígeno que en el agua común (H2O). Este
líquido no se debe ingerir, pero sí se puede usar para desinfectar heridas superficiales, dado que
muchos de los organismos que generan las infecciones son anaeróbicos, es decir, necesitan un
medio con poco oxígeno para reproducirse, por lo que al colocar una dosis extra de oxígeno se
inhibe su desarrollo. El agua dulce es la que contiene cantidades mínimas de sales disueltas y esta
se encuentra en lagos, ríos y arroyos. El agua salada es lo contrario de agua dulce, esta contiene
mayor cantidad de sales disueltas y es la que se encuentra en las playas.
Para poder consumir el agua debe pasar por un proceso de filtrado. La filtración del agua
es un proceso necesario para garantizar su mínima potabilidad, es decir, que no contenga piedras,
tierra, metales u otros materiales de desecho que pueda haber arrastrado en su camino hacia
nuestros hogares. La filtración es un método para separar los componentes sólidos del líquido. La
técnica de filtración se utiliza bastante en un laboratorio, pero también se utiliza en el día a día.
Por ejemplo, cada vez que se prepara el café por las mañanas, se utiliza la técnica de filtración.
Para hacer café, se pone en contacto la sustancia con agua hirviendo o muy caliente, para forzarla
a que libere en el agua su contenido. El próximo sería la separación del sólido y del líquido, para lo
que se utiliza un filtro de tela o de papel. El filtro retiene la borra de café y permite pasar solo el
líquido. Utilizando este ejemplo, la borra del café representa las bacterias o gérmenes del agua,
mientras que el filtro representa las barreras que nosotros creamos para poder separar el agua
limpia de sus contaminantes.
Nivel Superior
La Tierra, al igual que nuestro cuerpo, está formada por un importante porcentaje de agua y
depende de ella para mantener la vida. Asimismo, el agua es fundamental para los procesos
biológicos del cuerpo humano. Por eso, muchas veces escuchamos hablar de la importancia de
mantener una buena hidratación y de consumir agua segura. Sin embargo, existen distintos “tipos
de agua” y no todas son beneficiosas. Algunos de los “tipos de agua” son: oxigenada, dulce y
salada.
Adaptado por Capítulo Estudiantil ACS & Ingrid Montes, Ph.D -Universidad de Puerto Rico, Recinto de Río

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Nivel Superior
5
Agua: ¡Fuera la
suciedad, fuera los
gérmenes!
Concepto químico: dureza del agua, minerales y
filtración
El agua oxigenada, también conocida como peróxido de hidrógeno, es un compuesto químico
cuya composición (H2O2) cuenta con más oxígeno que en el agua común (H2O). Es un producto
altamente polar y con un gran poder oxidante que se puede encontrar en muchos productos
domésticos, de usos medicinales y como blanqueador de vestimentas. Mientras tanto, en la
industria se emplea en niveles mayores con distintos fines que requieren su poder oxidante. Este
líquido no se debe ingerir, pero sí se puede usar para desinfectar heridas superficiales, dado que
muchos de los organismos que generan las infecciones son anaeróbicos, es decir, necesitan un
medio con poco oxígeno para reproducirse, por lo que al colocar una dosis extra de oxígeno se
inhibe su desarrollo. El agua dulce es la que contienen cantidades mínimas de sales disueltas y
esta se encuentra en lagos, ríos y arroyos. El agua salada es lo contrario de agua dulce, esta
contiene mayor cantidad de sales disueltas y es las que se encuentra en las playas. Una de las
características del agua es la dureza. La dureza del agua se le denomina según su concentración
de minerales. Su grado de “dureza” varía según la mayor o menor presencia de estos elementos.
Quiere decir que entre más calcio o magnesio contenga el agua, más dura será el agua. ¿Cómo se
genera la dureza del agua? La presencia de sales de magnesio y calcio en el agua depende
fundamentalmente de las formaciones geológicas atravesadas por el agua de forma previa a su
captación. Las aguas subterráneas que atraviesan acuíferos carbonatados (calizas) son las que
presentan mayor dureza y dichos acuíferos están formados por carbonatos de calcio y de
magnesio.
Para poder consumir el agua debe pasar por un proceso de filtrado. La filtración del agua
es un proceso necesario para garantizar su mínima potabilidad, es decir, que no contenga
piedras, tierra, metales u otros materiales de desecho que pueda haber arrastrado en su camino
hacia nuestros hogares. La filtración es un método para separar los componentes sólidos de
líquido. Se utiliza la técnica de filtración bastante en un laboratorio, pero también se utiliza en el
día a día. Por ejemplo, cada vez que se prepara el café por las mañanas, se utiliza la técnica de
filtración. Para hacer café, se pone en contacto la sustancia con agua hirviendo o muy caliente,
para forzarla a que libere en el agua su contenido. El próximo sería la separación del sólido y del
líquido, para lo que se utiliza un filtro de tela o de papel. El filtro retiene la borra de café y
permite pasar solo el líquido. Utilizando este ejemplo, la borra del café representa las bacterias o
gérmenes del agua, mientras que el filtro representa las barreras que nosotros creamos para
poder separar el agua limpia de sus contaminantes. Existen diferentes tipos de filtración en la
cual depende de la fuerza que impulsa el proceso puede ser la gravedad o la generación de un
vacío o presión reducida, por medio de una trompa de agua o una bomba de vacío. En este
experimento, estamos creando un filtro por gravedad, ya que la gravedad es la fuerza que
impulsa el líquido a pasar por los poros del filtro, quedando retenidos los componentes sólidos.
Adaptado por Capítulo Estudiantil ACS & Ingrid Montes, Ph.D -Universidad de Puerto Rico, Recinto de Río

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Recursos adicionales
Video de YouTube (El video no utiliza los mismos materiales, pero se puede utilizar
como guía.)
1. https://youtu.be/cBmxPSDaPyU
2. http://water.chemistry2011.org
Referencias
Agua: ¡Fuera la
suciedad, fuera los
gérmenes!
Concepto químico: dureza del agua, minerales y
filtración
International Year of Chemistry 2011 "Experiment 3: Filtration". Iyc.Eun.Org, 2011,
http://iyc.eun.org/web/iyc/26.
Hungerford, C. Filtration of Water. Journal of Industrial & Engineering Chemistry, 1911. 3(6),
408–414.
http://www.acs.org/education (accedido junio 26, 2020)
Adaptado por Capítulo Estudiantil ACS & Ingrid Montes, Ph.D -Universidad de Puerto
Rico, Recinto de Río Piedras.