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<strong>Iquique</strong>, <strong>22</strong> <strong>de</strong> <strong>Abril</strong> <strong>de</strong> <strong>2010.</strong>
<strong>1.</strong> <strong>Titulo</strong> <strong>de</strong> <strong>la</strong> investigación :<br />
“Dando vida al <strong>de</strong>sierto”<br />
2. Resumen <strong>de</strong> investigación:<br />
Utilizando <strong>la</strong> bacteria <strong>de</strong>sulfatomacolum, presente en <strong>la</strong> <strong>de</strong>scomposición <strong>de</strong> <strong>la</strong><br />
materia orgánica y el compuesto oxido <strong>de</strong> magnesio (MgO), se estudio <strong>la</strong> forma<br />
<strong>de</strong> <strong>de</strong>scontaminar el agua utilizada en los procesos <strong>de</strong> lixiviación <strong>de</strong>l cobre, con<br />
el fin <strong>de</strong> reutilizar los recursos hídricos <strong>de</strong> nuestra región.<br />
3. Datos <strong>de</strong>l establecimiento educacional:<br />
Nombre: Colegio Humberstone.<br />
Comuna: <strong>Iquique</strong>.<br />
Región: Tarapacá.<br />
Dirección: Rancagua. Nº 3264<br />
Teléfono: 440036<br />
Web: http://www.colegiohumberstone.cl<br />
4. Participantes:<br />
Nombre: Fernanda Constanza Kompaiantu Arel<strong>la</strong>no<br />
Guzmán.<br />
Rut: 18.899.<strong>22</strong>1-8<br />
Fecha <strong>de</strong> nacimiento: 2 <strong>de</strong> Febrero <strong>de</strong> 1995<br />
Establecimiento Colegio Humberstone, Rancagua Nº 3264 ,<br />
educacional:<br />
# 440036<br />
Curso: Segundo medio B<br />
Dirección: Manuel Bulnes Nº 1366, <strong>Iquique</strong>, Tarapacá<br />
Teléfono particu<strong>la</strong>r: 424764<br />
Teléfono celu<strong>la</strong>r: 90777512<br />
Email: Kompaiantu@hotmail.com<br />
Nombre: Ámbar Victoria Cayupan Bustamante.<br />
Rut: 19.093.386-5<br />
Fecha <strong>de</strong> nacimiento: 29 <strong>de</strong> <strong>Abril</strong> <strong>de</strong> 1995<br />
Establecimiento Colegio Humberstone, Rancagua Nº 3264 ,<br />
educacional:<br />
# 440036<br />
Curso: Segundo medio B<br />
Dirección: Pje Pampa Germania Nº 3248, <strong>Iquique</strong>, Tarapacá<br />
Teléfono particu<strong>la</strong>r: 214092<br />
Teléfono celu<strong>la</strong>r: 8 3561769<br />
Email: Ambeer.-@hotmail.com
5. Profesor guía:<br />
Nombre: Omar Roberto Rojas Val<strong>de</strong>negro.<br />
Rut: 12.956.709-0<br />
Especialidad: Profesor <strong>de</strong> Química.<br />
Establecimiento<br />
educacional:<br />
Colegio Humberstone.<br />
Dirección <strong>de</strong>l<br />
Rancagua Nº 3264<br />
establecimiento<br />
Dirección particu<strong>la</strong>r: Pje Salitrera Victoria Nº 3290<br />
Teléfono particu<strong>la</strong>r:<br />
Teléfono celu<strong>la</strong>r: 95082100<br />
Email: Omaroc21@hotmail.com<br />
6. Asesor científico externo:<br />
7. Introducción:<br />
En chile, el <strong>de</strong>sierto más árido <strong>de</strong>l mundo está sufriendo el gran problema <strong>de</strong><br />
abastecimiento <strong>de</strong>l recurso más importante para el <strong>de</strong>sarrollo <strong>de</strong> <strong>la</strong> vida el ``agua´´.<br />
La región <strong>de</strong> Tarapacá está ro<strong>de</strong>ada <strong>de</strong> gran<strong>de</strong>s mineras <strong>de</strong> cobre, <strong>la</strong>s cuales<br />
necesitan gran<strong>de</strong>s cantida<strong>de</strong>s <strong>de</strong>l recurso hídrico para po<strong>de</strong>r realizar el proceso <strong>de</strong><br />
lixiviación y obtener cobre <strong>de</strong> alta pureza, lo que implica almacenar agua<br />
contaminada en gran<strong>de</strong>s piscinas que luego sufren filtraciones l<strong>la</strong>madas "drenaje<br />
ácido"; pero al ser un <strong>de</strong>sierto extremadamente árido sin gran<strong>de</strong>s cantida<strong>de</strong>s <strong>de</strong>l<br />
recurso hídrico dada <strong>la</strong>s condiciones complejas <strong>de</strong> recuperación a través <strong>de</strong> su ciclo<br />
geoquímico, genera consecuencias como <strong>la</strong> muerte <strong>de</strong> especies únicas <strong>de</strong> flora y<br />
fauna <strong>de</strong>l ecosistema aledaño. Un ejemplo es <strong>la</strong> <strong>la</strong>guna <strong>de</strong> <strong>la</strong> pampa <strong>la</strong>gunil<strong>la</strong>, lugar<br />
<strong>de</strong> anidación <strong>de</strong>l f<strong>la</strong>menco rosado <strong>la</strong>s cuales al ver su hábitat en condiciones<br />
<strong>de</strong>plorables comenzaron a emigrar a otras <strong>la</strong>gunas o sa<strong>la</strong>res, fenómeno que lleva a<br />
cuestionar el principio <strong>de</strong> <strong>la</strong> minería sustentable.<br />
Por eso queremos i<strong>de</strong>ar <strong>la</strong> forma más rentable y eficaz <strong>de</strong> <strong>de</strong>scontaminar el agua,<br />
con el fin <strong>de</strong> ocupar<strong>la</strong> en el regadío <strong>de</strong> cultivos en zonas agríco<strong>la</strong>s.<br />
Esto implica analizar variables económicas y <strong>de</strong> impacto ambiental.<br />
Esto nos llevó proponer que es posible solucionar esta problemática a través <strong>de</strong> una<br />
bacteria anaeróbica que se alimenta <strong>de</strong>l sulfuro presente en el agua ( bacteria<br />
<strong>de</strong>sulfatomacolum) y una base recomendada, como el óxido <strong>de</strong> magnesio, que nos<br />
permitiría alcanzar una aci<strong>de</strong>z a<strong>de</strong>cuada para su reutilización.
8. Antece<strong>de</strong>ntes bibliográficos o investigaciones previas :<br />
La lixiviación <strong>de</strong>l cobre tiene como residuo el acido sulfúrico. Este es contacto con<br />
el agua, <strong>la</strong> acidifica y por procesos <strong>de</strong> infiltración, estas se drenan a <strong>la</strong>s napas<br />
subterráneas, y por consecuencia contamina reservas <strong>de</strong> aguas en quebradas y<br />
<strong>la</strong>gunas <strong>de</strong>l <strong>de</strong>sierto. A<strong>de</strong>más <strong>la</strong> alta concentración <strong>de</strong> azufre genera una<br />
contaminación que aumenta <strong>la</strong> <strong>de</strong>sertificación <strong>de</strong> los suelos.<br />
Para resolver esta problemática se analizó los siguientes antece<strong>de</strong>ntes<br />
bibliográficos:<br />
Las bacterias anaeróbicas l<strong>la</strong>madas Desulfatomacolum , viven en ambientes libres<br />
<strong>de</strong> oxígeno y el<strong>la</strong>s respiran sulfuro para obtener energía eliminándolo como acido<br />
sulfhídrico. Son capaces <strong>de</strong> vivir en pH ácidos y su cultivo es fácil y <strong>de</strong> bajo costo.<br />
A<strong>de</strong>más, habitan en materia orgánica húmeda participando en procesos <strong>de</strong><br />
<strong>de</strong>scomposición y eliminación natural <strong>de</strong> azufre.<br />
Otro antece<strong>de</strong>nte es <strong>la</strong> alta aci<strong>de</strong>z <strong>de</strong> <strong>la</strong>s aguas, para esto, se sabe que <strong>la</strong>s bases son<br />
capaces <strong>de</strong> neutralizar ácidos. Una base como el oxido <strong>de</strong> magnesio es capaz <strong>de</strong><br />
neutralizar lentamente, es <strong>de</strong> fácil adquisición y abundante en <strong>la</strong> naturaleza.<br />
Finalmente, combinando estos dos métodos se intentara lograr disminuir <strong>la</strong> aci<strong>de</strong>z<br />
<strong>de</strong> agua, reducir <strong>la</strong> concentración <strong>de</strong> azufre y reutilizar<strong>la</strong> para <strong>la</strong> agricultura en el<br />
altip<strong>la</strong>no.<br />
9. Hipótesis y objetivos :<br />
9.<strong>1.</strong> Hipótesis:<br />
• La bacteria Desulfatomacolum es una bacteria anaeróbica que utiliza el sulfato<br />
para obtener energía entonces se espera que <strong>la</strong> bacteria utiliza el sulfuro <strong>de</strong> agua<br />
<strong>de</strong>jándo<strong>la</strong> libre <strong>de</strong> este.<br />
• El oxido <strong>de</strong> magnesio al ser una base , se espera que aumente el pH <strong>de</strong>l<br />
Agua y disminuya <strong>la</strong> aci<strong>de</strong>s, para que luego este precipite.<br />
• Neutralizando el pH se espera que disminuya <strong>la</strong> cantidad <strong>de</strong> sulfuro y <strong>de</strong> aci<strong>de</strong>z<br />
<strong>de</strong>jando el agua apta para <strong>la</strong> agricultura.<br />
• Ocupando ambos métodos, es agua quedaría con un pH optimo ya que el oxido<br />
<strong>de</strong> magnesio disminuye <strong>la</strong> aci<strong>de</strong>s y <strong>la</strong> bacteria elimina el sulfuro.<br />
9.2. Objetivo:<br />
Objetivos Sociales:<br />
• Encontrar una manera factible, <strong>de</strong> bajo coste y fácil adquisición para po<strong>de</strong>r<br />
<strong>de</strong>scontaminar el agua <strong>de</strong> <strong>la</strong> lixiviación.<br />
• Ayudar a <strong>la</strong> zona en <strong>la</strong> cual escasea el recurso hídrico, a po<strong>de</strong>r utilizarlo en<br />
<strong>la</strong> agricultura en el altip<strong>la</strong>no.<br />
• Crear un impacto tanto social y económico como cultural y ecológico a <strong>la</strong>
zona.<br />
• Prevenir los drenajes ácidos a <strong>la</strong>s napas subterráneas contaminando el agua<br />
utilizada por <strong>la</strong> pob<strong>la</strong>ción y <strong>la</strong> flora y fauna autóctona <strong>de</strong> <strong>la</strong> zona.<br />
• Promover <strong>la</strong> economía y pob<strong>la</strong>miento <strong>de</strong> zonas altiplánicas atreves <strong>de</strong> <strong>la</strong><br />
agricultura y mejores condiciones <strong>de</strong> vida.<br />
• Promover <strong>la</strong> máxima utilización <strong>de</strong>l recurso hídrico para evitar futuros<br />
problemas y necesidad <strong>de</strong> esta.<br />
Objetivos científicos:<br />
• Cultivar exitosamente <strong>la</strong> bacteria que logre eliminar el sulfuro <strong>de</strong>l agua.<br />
• Que <strong>la</strong> bacteria sea capaz <strong>de</strong> realizar <strong>la</strong> respiración <strong>de</strong> sulfuro en aguas con<br />
alto contenido <strong>de</strong> este y a bajos pH.<br />
• Que aumente el pH <strong>de</strong>l agua <strong>de</strong>mostrando <strong>la</strong> eliminación <strong>de</strong>l sulfuro.<br />
• El oxido <strong>de</strong> magnesio sea capaz <strong>de</strong> neutralizar el pH acido <strong>de</strong>l agua.<br />
• Que el oxido <strong>de</strong> magnesio funcione <strong>de</strong> manera efectiva sin contaminar el<br />
agua.<br />
• Que no se necesiten gran<strong>de</strong>s cantida<strong>de</strong>s para que reaccione.<br />
• Que ambos reactivos se complementen y no alteren <strong>la</strong>s propieda<strong>de</strong>s <strong>de</strong>l<br />
agua.<br />
• Que el agua que<strong>de</strong> con un pH óptimo para el riego.<br />
10. P<strong>la</strong>n <strong>de</strong> trabajo:<br />
10.1 Método <strong>de</strong> investigación y experimentación:<br />
Se p<strong>la</strong>ntea el problema sobre recurso hídrico <strong>de</strong> <strong>la</strong> zona y se <strong>de</strong>muestra que el gran<br />
Causante <strong>de</strong> este resulto ser el consumo excesivo <strong>de</strong> <strong>la</strong>s mineras que ocupan para el<br />
proceso <strong>de</strong> lixiviación <strong>de</strong>l cobre oxidado ,para esto recaudamos información a través<br />
<strong>de</strong> un integrante <strong>de</strong> una organización no gubernamental que se preocupa <strong>de</strong> el<br />
recurso hídrico en <strong>la</strong> zona ,su uso y preservación, esta persona nos entrega <strong>la</strong><br />
información necesaria y muestras <strong>de</strong> agua contaminada <strong>de</strong> <strong>la</strong> quebrada <strong>de</strong> maní con<br />
pH 4 ya que esta agua ya esta diluida por el agua <strong>de</strong> <strong>la</strong> quebrada que no estaba<br />
contaminada a <strong>la</strong> que <strong>de</strong>nominamos muestra problema, luego <strong>de</strong> recaudar los<br />
antece<strong>de</strong>ntes necesarios para investigación, luego en el <strong>la</strong>boratorio se prueba <strong>la</strong><br />
eficacia <strong>de</strong> los reactivos creando soluciones <strong>de</strong> acido clorhídrico con diferentes pH y<br />
soluciones <strong>de</strong> acido sulfúrico en diferentes concentración para luego medir el pH y<br />
medir los resultados, finalmente utilizando <strong>la</strong> muestra problema se utilizan ambos<br />
reactivos para observar resultados..<br />
Metodología procedimental:<br />
Experiencia 1: Determinación <strong>de</strong> <strong>la</strong> eficacia <strong>de</strong>l oxido <strong>de</strong> magnesio sobre muestras<br />
<strong>de</strong> acido clorhídrico.<br />
-Procedimiento <strong>de</strong> <strong>la</strong> preparación <strong>de</strong> <strong>la</strong>s soluciones:
1) Se utiliza una solución preparada <strong>de</strong> tritrisol <strong>de</strong> HCl 0.1 mo<strong>la</strong>r.<br />
2) Se trasvasija 100 ml <strong>de</strong> esta solución sobre un matraz <strong>de</strong> aforo 100 ml, se<br />
afora y se estima un pH <strong>1.</strong><br />
HCl =>0.1 M (estimado)<br />
100 ml <strong>de</strong> HCl 0.1 M pH=1 pH = - Log 0.1 M<br />
3) Se utiliza 10 ml <strong>de</strong> <strong>la</strong> solución 0.1 mo<strong>la</strong>r <strong>de</strong> HCl y se trasvasija a un matraz<br />
<strong>de</strong> aforo <strong>de</strong> 100 ml, se afora y se estima un pH 2.<br />
V1 C1 = V2 C2<br />
X 0.1 M = 100 ml 0.01 M pH=2 pH = - Log 0.01 M<br />
X= 10 ml<br />
4) Se utiliza 1 ml <strong>de</strong> <strong>la</strong> solución 0.1 mo<strong>la</strong>r <strong>de</strong> HCl y se trasvasija a un matraz <strong>de</strong><br />
aforo <strong>de</strong> 100 ml, se afora y se estima un pH 3.<br />
V1 C1 = V2 C2<br />
X 0.1 M = 100 ml 0.001 M pH=3 pH = - Log 0.001 M<br />
X= 1 ml<br />
5) Se utiliza 1 ml <strong>de</strong> <strong>la</strong> solución 0.1 mo<strong>la</strong>r <strong>de</strong> HCl y se trasvasija a un matraz <strong>de</strong><br />
aforo <strong>de</strong> 1000 ml, se afora y se estima un pH 4.<br />
V1 C1 = V2 C2<br />
X 0.1 M = 1000 ml 0.0001 M pH=4 pH = - Log 0.0001 M<br />
X= 1 ml<br />
6) Se mi<strong>de</strong>n los pH <strong>de</strong> cada muestra con un pH digital para ratificar datos,<br />
también se mi<strong>de</strong> el pH <strong>de</strong> <strong>la</strong> muestra problema que se obtiene <strong>de</strong> <strong>la</strong> quebrada<br />
<strong>de</strong> Maní.<br />
7) Se agregan 100 ml <strong>de</strong> solución en un vaso precipitado y se le agregan 100<br />
mg <strong>de</strong> oxido <strong>de</strong> magnesio.<br />
8) Cada 1 minuto se mi<strong>de</strong> el pH <strong>de</strong> <strong>la</strong>s soluciones con oxido <strong>de</strong> magnesio para<br />
observar su eficacia.<br />
Experiencia 2: Cultivo <strong>de</strong> bacteria <strong>de</strong>sulfatomacolum y su eficacia en <strong>la</strong><br />
eliminación <strong>de</strong> sulfuro en acido sulfúrico<br />
1) Se cultiva <strong>la</strong> bacteria en un frasco <strong>de</strong> vidrio, forrado <strong>de</strong> nylon, don<strong>de</strong> se<br />
<strong>de</strong>posita materia orgánica (frutas y vegetales) con tierra <strong>de</strong> hoja y se le<br />
agregan 750 ml <strong>de</strong> agua, se cierra el frasco para crear un ambiente húmedo<br />
que sea apto para el cultivo <strong>de</strong> <strong>la</strong> bacteria.<br />
Luego <strong>de</strong> un par <strong>de</strong> días se verifica <strong>la</strong> presencia <strong>de</strong> <strong>la</strong> bacteria con<br />
microscopio.<br />
2) El procedimiento y <strong>la</strong> preparación <strong>de</strong> soluciones con presencia <strong>de</strong> azufre es:
3) Se utiliza acido sulfúrico (H2SO4 ) concentrado 18 M<br />
4) Se prepara soluciones a distintas concentraciones <strong>de</strong> acido sulfúrico.<br />
5) Se trasvasija 3 ml <strong>de</strong> acido sulfúrico 18 M a un matraz <strong>de</strong> aforo <strong>de</strong> 100 ml.<br />
Se afora y se estima un pH 0:<br />
M=18 M V1 C1 = V2 C2<br />
X 18 M = 0.5 M 100 ml<br />
X 0.5<br />
------------------------<br />
18<br />
X = 2.78 3 ml<br />
6) Se trasvasija 3 ml <strong>de</strong> acido sulfúrico <strong>de</strong> 18 M a un matraz <strong>de</strong> aforo <strong>de</strong> 1000<br />
ml. Se estima un pH 1:<br />
V1 C1 = V2 C2<br />
X 18 M = 0.05 M 1000 ml<br />
X 0.05<br />
------------------------<br />
18<br />
X = 2.78 3 ml<br />
7) Se trasvasija 1 ml <strong>de</strong> <strong>la</strong> solución <strong>de</strong> H2SO4 0.5 a un matraz <strong>de</strong> 100 ml para<br />
obtener una concentración <strong>de</strong> 0.005 M se estima un pH 2 :<br />
V1 C1 = V2 C2<br />
X 0.5 M = 0.005 M 100 ml<br />
X 0.005<br />
--------------------------------<br />
0.5<br />
X = 1 ml.<br />
8) Luego se <strong>de</strong>positan 40 ml <strong>de</strong> <strong>la</strong>s soluciones sulfuradas en un vaso<br />
precipitado y 10 ml <strong>de</strong> solución acuosa <strong>de</strong> batería y se mi<strong>de</strong> el pH solución.<br />
Experiencia 3: Eficacia <strong>de</strong> ambos métodos <strong>de</strong> neutralización y eliminación<br />
<strong>de</strong> sulfuro.<br />
9) En 40 ml <strong>de</strong> muestra problema en un vaso precipitado se le agregan 10 ml<br />
<strong>de</strong> solución acuosa <strong>de</strong> bacteria y se le mi<strong>de</strong> el pH <strong>de</strong> <strong>la</strong> solución.<br />
10) Luego se filtra <strong>la</strong> solución <strong>la</strong> muestra con bacteria con un embudo y papel<br />
filtro para quitar los residuos <strong>de</strong> bacteria.<br />
11) A <strong>la</strong> muestra filtrada se le agrega 100 mg <strong>de</strong> oxido <strong>de</strong> magnesio y luego se<br />
les midan el pH <strong>de</strong> <strong>la</strong> muestra finalizada y finalmente se filtra el oxido <strong>de</strong><br />
magnesio para <strong>de</strong>jar el agua para el riego
10.2 Materiales:<br />
• Reactivos:<br />
-oxido <strong>de</strong> magnesio.<br />
- acido sulfúrico.<br />
- acido clorhídrico.<br />
- bacteria <strong>de</strong>sulfatomacolum.<br />
- agua <strong>de</strong>sti<strong>la</strong>da.<br />
• Utensilios:<br />
-pH digital. –matraz.<br />
-mechero. –rejil<strong>la</strong>.<br />
-papel filtro. –microscopio.<br />
-papel pH. -matraz <strong>de</strong> Miller.<br />
-varil<strong>la</strong>.<br />
-trípo<strong>de</strong>.<br />
-ba<strong>la</strong>nza.<br />
-matraz <strong>de</strong> aforo. ( <strong>de</strong> 100 ml y 1000 ml)<br />
- vaso <strong>de</strong> precitado.<br />
-pipeta.<br />
1<strong>1.</strong> Presentación <strong>de</strong> resultados:<br />
Experiencia 1: Determinación <strong>de</strong> <strong>la</strong> eficacia <strong>de</strong>l oxido <strong>de</strong> magnesio sobre<br />
muestras <strong>de</strong> acido clorhídrico.<br />
Los pH <strong>de</strong> <strong>la</strong>s soluciones <strong>de</strong> acido clorhídrico obtenidos fueron :<br />
Solución con pH 1 = <strong>1.</strong>1<br />
Solución con pH 2 = <strong>1.</strong>8<br />
Solución con pH 3 = 2.9<br />
Solución con pH 4 = 3.8<br />
pH muestra problema = 4.0<br />
Al agregar 100 mg el oxido <strong>de</strong> magnesio a 100 ml <strong>de</strong> cada solución y se mezc<strong>la</strong> se<br />
obtiene:<br />
En promedio <strong>la</strong>s unida<strong>de</strong>s <strong>de</strong> pH aumentaron en 5.7, actuando <strong>la</strong>s muestras luego 2<br />
minutos don<strong>de</strong> alcanzan su máxima neutralización. Los resultados obtenidos<br />
fueron:
Solución con pH 1 = <strong>1.</strong>1 + MgO =6.8<br />
Solución con pH 2 = <strong>1.</strong>8 + MgO =7.8<br />
Solución con pH 3 = 2.9 + MgO = 8.6<br />
Solución con pH 4 = 3.8 + MgO = 9.3<br />
pH muestra problema = 4.0 + MgO =9.7<br />
Experiencia 2: Cultivo <strong>de</strong> bacteria <strong>de</strong>sulfatomacolum y su eficacia en <strong>la</strong><br />
eliminación <strong>de</strong> sulfuro en acido sulfúrico.<br />
Los pH obtenidos en <strong>la</strong>s soluciones <strong>de</strong> acido sulfúrico fueron:<br />
Concentración 0.5 M = pH <strong>1.</strong>3<br />
Concentración 0.05 M = pH <strong>1.</strong>8<br />
Concentración 0.005 M = pH 2.1<br />
Luego <strong>de</strong> los resultados se extraen 40 ml <strong>de</strong> cada solución y cada se <strong>de</strong>positan en<br />
vasos precipitados, mas <strong>la</strong> muestra problema y a esto se le agrego 10 ml se solución<br />
acuosa <strong>de</strong> bacteria.<br />
En promedio <strong>la</strong>s unida<strong>de</strong>s <strong>de</strong> pH aumentaron en 3.65. El azufre provoca el aci<strong>de</strong>s<br />
y al ser una bacteria anaeróbica elimina el sulfuro <strong>de</strong> <strong>la</strong> solución aumentando su pH<br />
y así disminuyendo <strong>la</strong> aci<strong>de</strong>z:<br />
Concentración 0.5 M = pH <strong>1.</strong>3 + bacteria = pH <strong>1.</strong>8<br />
Concentración 0.05 M = pH <strong>1.</strong>8 + bacteria = pH 3.2<br />
Concentración 0.005 M = pH 2.1 + bacteria = pH 4.6<br />
Muestra problema = pH 4.0 + bacteria = pH 5.0<br />
Experiencia 3: Eficacia <strong>de</strong> ambos métodos <strong>de</strong> neutralización y eliminación <strong>de</strong><br />
sulfuro.<br />
Las soluciones ( H2SO4) con <strong>la</strong> bacteria son filtradas con papel filtro en un embudo<br />
<strong>de</strong>positándo<strong>la</strong>s en un matraz <strong>de</strong> Miller. Al recuperar <strong>la</strong>s soluciones que ya<br />
reaccionaron con <strong>la</strong> bacteria se le agregan a los 40 ml <strong>de</strong> solución, 100 mg <strong>de</strong> oxido<br />
<strong>de</strong> magnesio. Luego al medir el pH final resulto:<br />
Concentración 0.5 M + bacteria+ MgO= pH 2.1<br />
Concentración 0.05 M + bacteria+ MgO= pH 3.3<br />
Concentración 0.005 M + bacteria+ MgO= pH 4.8<br />
Muestra problema + bacteria+ MgO= pH 6.7<br />
En promedio <strong>la</strong>s unida<strong>de</strong>s <strong>de</strong> pH aumentaron en 2.7. La bacteria elimina el sulfuro<br />
Y el oxido <strong>de</strong> magnesio neutraliza <strong>la</strong>s soluciones <strong>de</strong>mostrado por el alza en el pH<br />
inicial significando a <strong>la</strong> vez una disminución <strong>de</strong> <strong>la</strong> aci<strong>de</strong>z.
12. Análisis <strong>de</strong> resultado:<br />
Experiencia 1: Determinación <strong>de</strong>l efecto <strong>de</strong>l oxido <strong>de</strong> magnesio sobre muestras <strong>de</strong><br />
acido clorhídrico.<br />
Al estudiar el efecto <strong>de</strong>l oxido <strong>de</strong> magnesio sobre el acido clorhídrico que nos<br />
permite <strong>de</strong>terminar <strong>la</strong> eficiencia <strong>de</strong> <strong>la</strong> base, se observa <strong>la</strong>s siguientes reacciones:<br />
Experiencia 2: Cultivo <strong>de</strong> bacteria <strong>de</strong>sulfatomacolum y su eficacia en <strong>la</strong><br />
eliminación <strong>de</strong> sulfuro en acido sulfúrico.<br />
Al estudiar <strong>la</strong> respiración anaeróbica <strong>de</strong> <strong>la</strong> bacteria y su efectividad en <strong>la</strong><br />
eliminación <strong>de</strong> sulfuro, se observan <strong>la</strong>s siguientes reacciones:<br />
Experiencia 3: Eficacia <strong>de</strong> ambos métodos <strong>de</strong> neutralización y eliminación <strong>de</strong><br />
sulfuro.<br />
Para po<strong>de</strong>r observar <strong>la</strong> eficacia <strong>de</strong> ambos métodos , se <strong>de</strong>muestran atreves <strong>de</strong> <strong>la</strong>s<br />
siguientes reacciones:<br />
13. Conclusión:<br />
Experiencia 1: Determinación <strong>de</strong>l efecto <strong>de</strong>l oxido <strong>de</strong> magnesio sobre muestras <strong>de</strong><br />
acido clorhídrico.<br />
• El oxido <strong>de</strong> magnesio es una base que funciona <strong>de</strong> manera eficaz y rápida sobre<br />
ácidos en pequeñas cantida<strong>de</strong>s aumentado el pH <strong>de</strong> <strong>la</strong>s soluciones.<br />
• Debido a <strong>la</strong>s unida<strong>de</strong>s <strong>de</strong> pH que aumenta es apto para utilizarlo en pH<br />
altamente ácidos.
• El oxido <strong>de</strong> magnesio al hidratarse se trasforma en hidróxido <strong>de</strong> magnesio el<br />
cual luego <strong>de</strong> neutralizar <strong>la</strong> solución precipita <strong>de</strong>jándo<strong>la</strong> libre <strong>de</strong> este y siendo<br />
fácil su filtración.<br />
• El hidróxido <strong>de</strong> magnesio es una base altamente insoluble lo que permite su<br />
precipitación.<br />
• Al disminuir <strong>la</strong> aci<strong>de</strong>s y aumentar el pH <strong>de</strong> <strong>la</strong>s solucione, y al precipitar es una<br />
forma bastante factible <strong>de</strong> neutralizar ácidos disueltos para luego<br />
• utilizarlos para el riego <strong>de</strong> cultivos, sin alterar <strong>la</strong>s propieda<strong>de</strong>s <strong>de</strong>l agua.<br />
Experiencia 2:<br />
• La bacteria Desulfatomacolum al ser anaeróbica reduce el sulfuro <strong>de</strong> <strong>la</strong>s<br />
soluciones, disminuyendo <strong>la</strong> aci<strong>de</strong>s y aumentando el pH.<br />
• Al ser una bacteria que se habita en materia orgánica no contamina el agua y<br />
aporta nutrientes ya que <strong>la</strong> materia orgánica se utiliza para abonar así no<br />
altera <strong>la</strong>s propieda<strong>de</strong>s <strong>de</strong>l agua.<br />
• El sulfuro <strong>de</strong>l agua es eliminado en forma <strong>de</strong> acido sulfhídrico, eliminando en<br />
su totalidad el sulfuro <strong>de</strong>l agua sin contaminar<strong>la</strong> ya que sale en forma <strong>de</strong> gas.<br />
• La bacteria al habitar en <strong>la</strong> materia orgánica es más fácil su filtración <strong>de</strong>jando al<br />
agua sin estos residuos.<br />
• Las bacterias anaeróbicas no solo reducen <strong>la</strong>s concentraciones <strong>de</strong> sulfuro sino<br />
que elimina hidróxido neutralizando <strong>la</strong> aci<strong>de</strong>z.<br />
• Es <strong>de</strong> fácil obtención y <strong>de</strong> bajo coste. Tampoco es dañino con el medio<br />
ambiente siendo una manera muy factible <strong>de</strong> reducción <strong>de</strong> sulfuro y<br />
disminución <strong>de</strong> aci<strong>de</strong>z.<br />
• También sería una manera inteligente <strong>de</strong> utilizar <strong>la</strong> basura orgánica dándole un<br />
uso que no solo aguadaría en <strong>la</strong> contaminación <strong>de</strong>l suelo sino en <strong>la</strong><br />
contaminación hídrica.<br />
Experiencia 3: Eficacia <strong>de</strong> ambos métodos <strong>de</strong> neutralización y eliminación <strong>de</strong><br />
sulfuro.<br />
• Tanto el oxido <strong>de</strong> magnesio como <strong>la</strong> bacteria <strong>de</strong>sulfatomacolum son efectivos<br />
en neutralizar aci<strong>de</strong>s y reducir el sulfuro respectivamente.<br />
• La bacteria tiene <strong>la</strong> capacidad <strong>de</strong> en forma natural reducir el sulfuro y<br />
eliminarlo en forma <strong>de</strong> acido sulfhídrico gaseoso y eliminado hidróxido que<br />
neutraliza <strong>la</strong> aci<strong>de</strong>s pero aun así su pH no es el necesario para los estándares<br />
<strong>de</strong> agua <strong>de</strong> riego.<br />
• El oxido <strong>de</strong> magnesio neutraliza <strong>la</strong> muestra con bacteria <strong>de</strong>jándo<strong>la</strong> apta para el<br />
riego con el pH que se establece y sin sulfuro.<br />
• Ambos métodos se complementan ya que <strong>la</strong> bacteria elimina el sulfuro pero no<br />
logra aumentar el pH en lo necesario.
• Es necesaria que <strong>la</strong> bacteria sea aplicada antes que <strong>la</strong> bacteria o sino el<br />
magnesio se convertiría en sulfuro <strong>de</strong> magnesio que es un compuesto soluble<br />
contaminado.<br />
• Toda <strong>la</strong> solución acidas con un pH > 2.9 y < 4.6. Es apto para el método <strong>de</strong><br />
neutralización, ya que el rango <strong>de</strong> pH <strong>de</strong> agua para riego es entre pH 5.6 a<br />
7.3.<br />
• El método <strong>de</strong> reducción <strong>de</strong> sulfuro y neutralización <strong>de</strong> aguas utilizadas en <strong>la</strong><br />
lixiviación <strong>de</strong>l cobre es posible realizar<strong>la</strong> ya que es factible, <strong>de</strong> bajo coste y<br />
aplicables en <strong>la</strong>s mineras pidiendo abastecer a pueblo <strong>de</strong>l altip<strong>la</strong>no con el<br />
recurso hídrico para el cultivo.<br />
Conclusión general:<br />
Se verifica que es posible disminuir el grado <strong>de</strong> aci<strong>de</strong>z y concentración <strong>de</strong> sulfuros,<br />
utilizando <strong>la</strong> <strong>de</strong>sulfatomacolum, y el óxido <strong>de</strong> magnesio como agente <strong>de</strong><br />
neutralización, con el fin <strong>de</strong> lograr un pH óptimo para los fines que se <strong>de</strong>stina el agua.<br />
Esta investigación <strong>de</strong>ja una línea investigación hacia el estudio comparativo entre<br />
cultivos tratados con aguas ácidas con alta concentración <strong>de</strong> azufre y aguas libres <strong>de</strong><br />
estas sustancias.<br />
15. Anexos:<br />
14. Bibliografía:<br />
• Proceso lixiviación – texto esco<strong>la</strong>r 2009 primero medio química<br />
• Oxido <strong>de</strong> magnesio -<br />
www.monografias.com/trabajos14/esca<strong>la</strong>ph/esca<strong>la</strong>ph.shtml<br />
• Bacteria <strong>de</strong>sulfatomacolum- http://es.wikipedia.org/wiki/Desulfotomaculum<br />
• Atentados ambientales, lugares <strong>de</strong> ubicación para hal<strong>la</strong>r muestras -<br />
http://www.youtube.com/watch?v=uxkUjxdjWPg&feature=channel<br />
• Química General Problemas y ejercicios -Long - Hertz Tercera Edición<br />
• Curso se química general Tomo II-Francisco Santa Maria Editorial<br />
Universitaria<br />
• Biología Séptima Edición (C<strong>la</strong>u<strong>de</strong> A. Villee}Editorial Interamericana<br />
• Bacterias anaeróbicas- http://www.clinicadam.com/salud/5/003439.html<br />
• Agua contaminada en <strong>Iquique</strong>- http://www.chilecologico.cl/category/iquique<br />
• Pica y matil<strong>la</strong> - http://www.atinaiquique.cl/content/view/63<strong>22</strong>1/Pica-y-<br />
Matil<strong>la</strong>-el-oasis-se-muere-<strong>de</strong>-sed.html<br />
• Proceso <strong>de</strong> lixiviación <strong>de</strong>l cobre.<br />
http://www.portalchoapa.cl/<strong>de</strong>talle.php?seccion=cultura&id=15<br />
• Bacterias anaeróbicas:<br />
http://es.wikipedia.org/wiki/Respiraci%C3%B3n_anaer%C3%B3bica<br />
• Texto esco<strong>la</strong>r 2009 primero medio química - procesos industriales<br />
• el agua como recurso reutilizable -<br />
www.portalp<strong>la</strong>netasedna.com.ar/recursos_naturales.htm<br />
• ¿composta que es y como se hace?-<br />
http://www.animales-en-extincion.com/composta-que-es.html
Soluciones <strong>de</strong> acido clorhídrico. Muestra problema.<br />
Precipitación <strong>de</strong> sal <strong>de</strong> magnesio. Bacteria Desulfatomacolum.<br />
Microscopio. Acido sulfúrico y bacteria.
Medición <strong>de</strong> pH. Cultivo <strong>de</strong> bacteria.<br />
Filtración <strong>de</strong> soluciones con bacteria.<br />
pH digital.<br />
Rango <strong>de</strong> pH, establecidos por el United States Department of Agriculture, USDA<br />
(Departamento <strong>de</strong> Agricultura <strong>de</strong> los Estados Unidos):<br />
Rango<br />
<strong>de</strong> pH<br />
< 4,5<br />
4,5-<br />
5,0<br />
5,1-<br />
5,5<br />
5,6-<br />
6,0<br />
6,1-<br />
6,5<br />
6,5-<br />
7,3<br />
Denominación Efectos esperables<br />
Extremadamente<br />
ácido<br />
Muy fuertemente<br />
ácido<br />
Fuertemente ácido<br />
Condiciones muy <strong>de</strong>sfavorables.<br />
Posible toxicidad por Al y exceso <strong>de</strong>: Co, Cu, Fe, Mn, Zn.<br />
Deficiencia <strong>de</strong>: Ca, K, N, Mg, Mo, P, S. Suelos sin carbonato<br />
cálcico. Actividad bacteriana escasa.<br />
Medianamente ácido Intervalo a<strong>de</strong>cuado para <strong>la</strong> mayoría <strong>de</strong> cultivos.<br />
Ligeramente ácido Máxima disponibilidad <strong>de</strong> nutrientes.<br />
Neutro<br />
Mínimos efectos tóxicos (por <strong>de</strong>bajo <strong>de</strong> pH = 7 el carbonato cálcico<br />
no es estable en el suelo).