3.3. Productos químicos que se utilizarán para el control de microalgas y cianobacterias
3.3.2. Hipoclorito de calcio
145 Se tendrá un quinto erlemeyer que contendrá 25 mL de medio de cultivo BG-11 y 2 mL de muestra centrifugada, al cual no se agrega disolución de amonio cuaternario de 24 mg/L, pues servirá para establecer la concentración inicial de microalgas y cianobacterias filamentosas presentes en la muestra. Esta cantidad de microalgas y cianobacterias filamentosas presentes se comparará luego con la concentración de microalgas y cianobacterias filamentosas presentes en cada uno de los erlenmeyer a los que se les ha añadido el volumen correspondiente de disolución de amonio cuaternario de 24 mg/L. A este erlenmeyer, se le asigna el valor de 0% de disolución de amino cuaternario de 24 mg/L añadido.
146 O=15,999 g/mol
H = 1,008 g/mol
Ello da como resultado el peso molecular del Ca(ClO)2∙2H2O Ca= 40,078 *1= 40,078g/mol
Cl= 35,453 *2= 70,904 g/mol O= 15,999 *4= 63,996 g/mol H= 1,008*4= 4,032 g/mol Total, de 179,012 g/mol
El peso molecular del ion hipoclorito es de:
Cl= 35,453*1=35,453 g/mol O= 15,999*1=15,999 g/mol Total, de 51,452 g/mol
La cantidad de hipoclorito de calcio comercial requerida para producir 1 L de disolución con una concentración de 2 400 mg/L de ion hipoclorito es la siguiente:
Hipoclorito de calcio dihidratado al 65%
2 400 𝑚𝑔 𝐶𝑙𝑂 ∗ 179,012 𝑔 𝐶𝑎(𝐶𝑙𝑂)2 ∙ 2𝐻2𝑂𝑎𝑙 100%
2𝑥51,452 𝑔 𝐶𝑙𝑂 =
4 175,045 𝑚𝑔 𝐶𝑎(𝐶𝑙𝑂)2 ∙ 2𝐻2𝑂𝑎𝑙 100% (12)
Para obtener el hipoclorito de calcio comercial necesario, se procede del siguiente modo:
147 4 175,045 𝑚𝑔 𝐶𝑎 (𝐶𝑙𝑂)2∙ 2𝐻2𝑂𝑎𝑙100% ∗ 1 𝑚𝑔 𝐶𝑎(𝐶𝑙𝑂)2 𝑐𝑜𝑚𝑒𝑟𝑐𝑖𝑎𝑙
0,65 𝑚𝑔 𝐶𝑎(𝐶𝑙𝑂)2 ∙𝐻2𝑂100% = 6 423,15 mg de Ca(ClO)2 comercial (13)
Finalmente, para obtener la disolución de 2 400 mg/L de hipoclorito equivalente, es necesario pesar 6,423 g de hipoclorito de calcio comercial al 65%.
3.3.2.1. Procedimiento de preparación
a) Pesar 6,423 g de Ca(ClO)2 comercial en un beaker de 50 o 100 mL y agregar agua destilada suficiente para disolver completamente.
b) Transferir cuantitativamente a un balón aforado de 1 L; enjuagar el beaker varias veces con agua destilada y agregar los enjuagues al balón aforado. Antes de aforar a 1 L, medir el pH de la disolución y ajustar a <= 6, añadiendo gotas de HCl 1 N. Completar el aforo a 1 L. La disolución obtenida tiene una concentración de 2 400 mg/L de ion hipoclorito y un pH <= 6.
c) Se toman 10 mL de la disolución anterior de ion hipoclorito a 2 400 mg/L y se añaden a un balón aforado de 1L. Se afora a 1L con agua destilada. La concentración de esta disolución final será de 24 mg/L de ion hipoclorito. Ésta será la disolución final que se usará para añadir a las muestras, de manera que se obtengan concentraciones de ion hipoclorito de 0,55 a 2,4 mg/L. Determinar el pH de esta disolución, la cual no debe ser mayor a 6 de pH.
Como se indicó anteriormente, el volumen de la disolución de ion hipoclorito por añadir no deberá, en su concentración máxima añadida, sobrepasar el 10% del volumen de la muestra por estudiar.
148 Como se apuntó en el apartado 3.3.1, cada muestra preparada tiene un volumen total de 27 mL, consistentes en 25 mL de medio de cultivo BG-11 y 2 mL del sólido sedimentado en la centrifugación de la muestra de agua con espuma del floculador. Por lo tanto, el volumen máximo de disolución de ion hipoclorito por añadir no deberá sobrepasar el 10% de este volumen, es decir, 2,7 mL. Asimismo, será importante que la cantidad de ion hipoclorito suministrado con ese volumen de disolución no sobrepase la concentración máxima permitida de 2,4 mg/L.
Para que la disolución de ion hipoclorito cumpla ambas limitantes, será conveniente preparar una disolución cuya concentración sea de 24 mg/L, tan como se discutió anteriormente en el procedimiento de preparación.
Como se indicó al principio de este apartado, a cada uno de los diez erlenmeyers, se le agregarán 25 mL de medio de cultivo BG-11 y 2 mL del sólido sedimentado en la centrífuga para dar un total de 27 ml. En la tabla 6, se muestran las cantidades de disolución de ion hipoclorito de 24 mg/L que se debe agregar a cada uno de los cuatro erlenmeyers correspondientes para obtener concentraciones de ion hipoclorito en el volumen final de éstos que esté de 0,55 a 2,4 mg/L.
149 Tabla 7. Cantidad de ion hipoclorito de 24 mg/L por añadir a 27 mL de muestra
Porcentaje % Cantidad a usar mL
Volumen final total
mL
Concentración final, mg/L
100 2,7 29,7 2,182
75 2,1 29,1 1,732
50 1,4 28,4 1,183
25 0,7 27,7 0,606
0 0 --- ---
Fuente: Elaboración propia de la investigadora para efectos del presente trabajo investigativo, 2021
Los cálculos para las diferentes concentraciones se dan a continuación:
Se añadirán 2,7 mL de la disolución preparada de ion hipoclorito de 24 mg/L a uno de los cuatro erlenmeyers que contienen 25 mL del medio de cultivo y 2 mL de muestra centrifugada para obtener la concentración base que se llamará el 100%. El volumen final de la muestra preparada es de 29,7 mL, es decir, los 27 mL de muestra más los 2,7 mL de la disolución de ion hipoclorito de 24 mg/L añadidos.
Los 2,7 mL de disolución de ion hipoclorito contribuyen con lo siguiente:
24 𝑚𝑔∗ 2,7 𝑚𝐿
1000 𝑚𝐿 = 0,0648 𝑚𝑔 (14)
Por ende, la concentración final del hipoclorito es la siguiente:
0,0648 𝑚𝑔
29,7 𝑚𝐿 ∗1000
1000= 2,182 𝑚𝑔/𝐿 (15)
150 Para obtener la concentración al 75%, se le añadirá a uno de los cuatro erlenmeyers que contienen 25 mL del medio de cultivo y 2 mL de muestra centrifugada, la cantidad de 2,1 mL de la disolución preparada de ion hipoclorito de 24 mg/L. El volumen final de esta mezcla es de 29,1 mL, es decir, los 27 mL de muestra más los 2,1 mL de la disolución de ion hipoclorito de 24 mg/L añadidos.
Los 2,1 mL de disolución de ion hipoclorito contribuyen con lo siguiente:
24 𝑚𝑔∗ 2,1 𝑚𝐿
1000 𝑚𝐿 = 0,0504 𝑚𝑔 (16)
La concentración final del ion hipoclorito corresponde a:
0,0504 𝑚𝑔
29,1 𝑚𝐿 ∗1000
1000= 1,732 𝑚𝑔/𝐿 (17)
Para obtener la concentración al 50%, se le añadirá a uno de los cuatro erlenmeyers que contienen 25 mL del medio de cultivo y 2mL de muestra centrifugada, 1,4 mL de la disolución preparada de ion hipoclorito de 24 mg/L. El volumen final de esta mezcla es de 28,4 mL, es decir, los 27 mL de muestra más los 1,4 mL de la disolución de ion hipoclorito de 24 mg/L añadidos.
Los 1,4 mL de disolución de ion hipoclorito constituyen con:
24 𝑚𝑔∗ 1,4 𝑚𝐿
1000 𝑚𝐿 = 0,0336 𝑚𝑔 (18)
La concentración final del ion hipoclorito es la siguiente:
0,0336 𝑚𝑔
28,4 𝑚𝐿 ∗1000
1000= 1,183 𝑚𝑔/𝐿 (19)
Para obtener la concentración al 25%, se le añadirá a uno de los cuatro erlenmeyers que contienen 25 mL del medio de cultivo y 2 mL de muestra centrifugada, 0,7 mL de la
151 disolución preparada de ion hipoclorito de 24 mg/L. El volumen final de esta mezcla es de 27,7 mL, es decir, los 27 mL de muestra más los 0,7 mL de la disolución de ion hipoclorito de 24 mg/L añadidos.
Los 0,7 mL de disolución de ion hipoclorito contribuyen con lo siguiente:
24 𝑚𝑔∗ 0,7 𝑚𝐿
1000 𝑚𝐿 = 0,0168 𝑚𝑔 (20)
Para la concentración final del ion hipoclorito, se utiliza la siguiente fórmula:
0,0168 𝑚𝑔
27,7 𝑚𝐿 ∗1000
1000= 0,606 𝑚𝑔/𝐿 (21)
Se tendrá un quinto erlemeyer que contendrá 25 mL de medio de cultivo BG-11 y 2 mL de muestra centrifugada, al cual no se agrega disolución de ion hipoclorito de 24 mg/L, pues servirá para establecer la concentración inicial de microalgas y cianobacterias filamentosas presentes en la muestra. Esta cantidad de microalgas y cianobacterias filamentosas presentes se comparará, posteriormente, con la concentración de microalgas y cianobacterias filamentosas presentes en cada uno de los erlenmeyers a los que se les ha añadido el volumen correspondiente de disolución de ion hipoclorito de 24 mg/L. A este erlenmeyer, se le asigna el valor de 0% de disolución de ion hipoclorito de 24 mg/L añadido.