RepublicofEcuador EDICTOFGOVERNMENT±

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1 RepublicofEcuador EDICTOFGOVERNMENT± Inordertopromotepubliceducationandpublicsafety,equaljusticeforal, abeterinformedcitizenry,theruleoflaw,worldtradeandworldpeace, thislegaldocumentisherebymadeavailableonanoncommercialbasis,asit istherightofalhumanstoknowandspeakthelawsthatgovernthem. NTE INEN 0977 (1984) (Spanish): Agua potable. Determinación de cloro residual. Método de la DPD-ferroso

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3 CDU: AL Norma Técnica Ecuatoriana AGUA POTABLE. DETERMINACIÓN DE CLORORESIDUAL. METODO DE LA DPD - FERROSO INEN INTRODUCCION Instituto Ecuatoriano de Normalización, INEN Casilla Baquerizo Moreno E8-29 y Almagro Quito-Ecuador Prohibida la reproducción 0.1 La cloración de las fuentes de agua y aguas servidas contaminadas sirve principalmente para destruir o desactivar los microorganismos productores de enfermedades. Como un beneficio secundario mejora la calidad del agua al reaccionar el cloro con el amoníaco, hierro, manganeso, sulfuro y algunas sustancias orgánicas. 0.2 La cloración produce efectos negativos al aumentar el sabor y el olor característico de los fenoles y otros compuestos orgánicos presentes en las fuentes de agua. El cloro combinado formado al reaccionar con el amoníaco y las aminas produce efectos negativos sobre algunas formas de vida acuática. 0.3 Para mejorar el propósito primario de la cloración y minimizar los efectos adversos es esencial que se apliquen procedimientos de análisis apropiados. 0.4 El cloro se aplica al agua en forma elemental o como hipoclorito sometidos inicialmente a una hidrólisis para producir cloro libre disponible que se presente como cloro molecular hidratado, ácido hipoclorito e ion hipoclorito; la proporción de estas tres formas depende del ph y al ph de la mayoría de aguas predominan los 2 últimos. 0.5 El cloro libre reacciona rápidamente con el amoníaco y ciertos compuestos nitrogenados para formar cloro combinado disponible. La presencia y concentración de las formas combinadas dependen de varias condiciones, principalmente del ph, temperatura y de la relación inicial cloro nitrógeno. El cloro combinado en los abastecimientos de agua puede formarse al reaccionar con el amoníaco presente en el agua cruda, o con sales de amonio agregadas en la precoloración o por la producción del cloro residual combinado en el sistema de distribución. 0.6 El uso de la N.N dietil.p fenilendiamina, DPD, como indicador en el método ferroso, permite la determinación del cloro libre disponible y, por estimación, es posible determinar el cloro combinado. La precisión y exactitud del método han sido estimadas para diferentes concentraciones de cloro libre y combinado que se presenta en la siguiente Tabla. TABLA 1. Datos de precisión y exactitud para el cloro residual Método - DPD Ferroso. CONCENTRACION CLORO RESIDUAL LIBRE µ g/l 800 TOTAL µ g/l DESVIACION ESTANDAR RELATIVA % 39,8 19,2 9,4 ERROR RELATIVO % 19,8 8,1 4,3 (Continúa) -1-

4 NTE INEN OBJETO 1.1 Establecer el método DPD - Ferroso para determinar el cloro residual por titulación. 2. ALCANCE 2.1 El uso de la N-N dietil-p-fenilendiamina, DPD, como indicador en el método ferroso permite la determinación del cloro libre y por estimación el cloro combinado. 3. TERMINOLOGIA 3.1 Cloro residual total. Es el cloro remanente después de tratar el agua con cloro o hipoclorito; comprende el cloro libre y el combinado. 3.2 Cloro libre. Es el cloro residual disponible presente en el agua en forma de cloro monomolecular hidratado, ácido hipocloroso e ion hipoclorito. 3.3 Cloro combinado. Es el cloro residual disponible presente en el agua producto de la reacción del cloro libre con el amoniaco y ciertos compuestos orgánicos, para formar las cloraminas: monocloraminas, dicloraamina y tricloruro de nitrógeno. 4. FUNDAMENTO 4.1 En ausencia de ion yoduro, el cloro libre disponible reacciona instantáneamente con la N.N, dietil, p-fenilendiamina, DPD, para producir un color rojo. Una pequeña adición posterior de ion yoduro que actúa cataliticamente para inducir la reacción de monocloramina y producir el color. Posterior adición de ion yoduro en exceso produce una rápida respuesta de la dicloramina; el tricloruro de nitrógeno presente es incluido en la determinación de la dicloramina. Sin embargo, si el ion yoduro es añadido antes que DPD, una fracción del tricloruro de nitrógeno aparece determinada con el cloro libre. Un procedimiento basado en la alteración del orden de adición de los reactivos permite la estimación del tricloruro de nitrógeno. El dióxido de cloro representa el 1/5 de su contenido de cloro disponible total con respecto al cloro libre disponible. Si la muestra primero es acidificada en presencia de ion yoduro y luego es llevada a un ph próximo al neutro por adición de ion bicarbonato, se obtiene una respuesta total del dióxido de cloro correspondiente al contenido de cloro total disponible. 4.2 La respuesta de la dicloramina en medio neutro es total. 4.3 En el método de la DPD, por titulación con el sulfato de hierro II y amonio, Fe (NH 4 ) 2 (SO 4 ) 2, (SFA), la decoloración es instantánea, lo cual permite que cada paso sea rápido. (Continua) -2-

5 NTE INEN CONSIDERACIONES GENERALES 5.1 Control del ph. Para la obtención de resultados exactos es esencial el control del ph. El ph apropiado es entre 6.2 a 6.5; en este rango de ph, el color rojo producido puede ser titulado exactamente hasta la decoloración que es el punto final A ph demasiado bajo, en el primer paso se tenderá a determinar la monocloramina con el cloro libre y la dicloramina en el paso de la determinación de la monocloramina Un ph demasiado elevado puede causar coloración debida a la disolución del oxígeno. 5.2 Llevar a cabo la titulación luego que el color rojo se ha formado en cada paso. 5.3 Control de la temperatura. En todos los métodos para diferenciar cloro libre de las cloraminas, una temperatura alta aumenta la tendencia de reacción de las clorominas con los reactivos y así se induce a un incremento aparente del cloro libre después de un intervalo de tiempo fijado. Son la excepción los métodos de titulación probablemente a causa de la velocidad con que se efectúa la determinación. El método de la DPD es entre aquellos el menos afectado por la temperatura. 5.4 Interferencias. La única interferencia probablemente encontrada en el agua es el manganeso oxidado Corrección de la interferencia. Colocar en el matraz de titulación 5 cm 3 de solución tampón, un pequeño cristal de yoduro de potasio y 0,5 cm 3 de solución de arsénito de sodio, (500 mg Na As O 2 más 100 cm 3 de agua destilada). Añadir 100 cm 3 de muestra y mezclar. Añadir 5 cm 3 de solución indicadora de DPD, mezclar y titular con la solución titulante de sulfato ferroso y amonio hasta desaparición del color rojo. Restar esta lectura de la lectura A obtenida en el procedimiento normal descrito en este método o del cloro disponible total La interferencia producida por el cobre sobre los 10 mg/i es eliminada por la adición de EDTA a los reactivos. La presencia de EDTA mejora la estabilidad de la solución de DPD, ya que retarda el deterioro debido a la oxidación, y en el análisis permite habitualmente la supresión de errores por el oxígeno disuelto al prevenir la catálisis por trazas de metales. 5.5 El procedimiento descrito permite determinar concentraciones de cloro total disponible hasta 4 mg/i. Cuando la concentración exceda los 4 mg/i se debe tomar una alícuota y diluir para conseguir una concentración conveniente. 5.6 Las determinaciones de cloro deben realizarse inmediatamente después del muestreo, evitando la luz y la agitación excesivas. Las muestras para determinar el cloro no pueden almacenarse. 5.7 Para análisis en el campo se podrá utilizar el comparador de color con discos, de acuerdo a las instrucciones del fabricante. (Continua) -3-

6 NTE INEN REACTIVOS 6.1 Solución tampón de fosfato. Disolver 24 g de fosfato monoácido de sodio anhidro, Na 2 HP0 4, y 46 g de fosfato de ácido de potasio anhidro, KH 2 PO 4, en agua destilada. Combinar con 100 cm 3 de agua destilada en los que se han disuelto 800 mg de sal sódica dei ácido etilendiamino tetraacético hidratado, (EDTA). Diluir a 1 litro con agua destilada y añadir 20 mg de cloruro mercurico, Hg CI 2, para prevenir el crecimiento de hongos y la interferencia en el análisis de cloro libre disponible, por posible presencia de ion yoduro en los reactivos. 6.2 Solución indicadora de N, N - Dietil, p - fenilendiamina, DPD. Disolver 1 g de oxalato de DPD, ó 1,5 g de sulfato de p-amonio-n: N dietilanilina, en agua destilada libre de cloro conteniendo 8 cm 3 de H 2 SO y 200 mg de EDTA bihidratado. Diluir a 1 litro, guardar en un recipiente de vidrio oscuro con tapa de vidrio. Descartar el reactivo cuando se haya descolorido. (Precaución: el oxalato es veneno, evitar su ingestión). 6.3 Solución titulante de sulfato de hierro II y amonio. Disolver 1,106 g de sulfato de hierro II y amonio hexahidratado, Fe (NH 4 ) 2 (SO 4 ) 2. 6H 2 O, o sal de Mohr, en agua destilada conteniendo 1 cm 3 de H 2 SO y llevar a 1 litro con agua destilada recientemente hervida y fría. Esta solución puede servir por 1 mes. Titulada con dicromato de potasio 1 cm 3 = 100, g de cloro. 6.4 Yoduro de potasio, KI, en cristales. 6.5 Solución de yoduro de potasio. Disolver 500 mg de KI, y diluir a 100 cm 3 con agua destilada recientemente hervida y fría. Guardar la solución en un recipiente de vidrio oscuro y con tapa de vidrio, preferentemente en el refrigerador. Descartar la solución cuando se desarrolla una coloración amarilla. 7. PROCEDIMIENTO 7.1 Determinación de cloro de cloramina. Colocar en el matraz de titulación 5 cm 3 de solución tampón y 5 cm 3 de solución indicadora DPD y mezclar. Añadir 100 cm 3 de muestra y mezclar Cloro libre disponible. Titular rápidamente con la solución valorada de sulfato de hierro I I y amonio (FAS), titulando hasta que el color rojo desaparezca (lectura A) Monocloramina. Añadir un pequeñísimo cristal de yoduro de potasio y mezclar, o si la concentración de dicloramina esperada es elevada, añadir 0,1 cm 3 (2 gotas) de solución de KI y mezclar. Continuar titulando hasta que el color rojo desaparezca nuevamente (lectura B) Dicloramina. Añadir varios cristales de KI, (cerca de 1 g) y mezclar para disolver. Dejar en reposo por 2 min, y continuar la titulación hasta que el color rojo desaparezca nuevamente (lectura C). En presencia de concentraciones elevadas de dicloramina, dejar en reposo 2 minutos más si hay un ligero reaparecimiento del color que indica reacción incompleta. Cuando la concentración de la dicloramina esperada no es alta, utilizar la mitad de la cantidad especificada de KI. (Continua) -4-

7 NTE INEN Procedimiento simplificado para cloro libre y cloro combinado disponible o cloro total disponible. Omitir el paso con el objeto de determinar juntas de monocloramina y la dicloramina como cloro combinado disponible. Para obtener el cloro total disponible en una lectura, añadir la cantidad de KI señalada, así como las cantidades de solución tampón e indicador DPD, y titular después de 2 min de reposo. 7.2 Tricloruro de nitrógeno. La ausencia de color en el primer paso indica ausencia de tricloruro de nitrógeno y de óxido de cloro. El tricloruro de nitrógeno es identificado fácilmente por su olor característico. Puede estimarse la cantidad de tricloruro de nitrógeno presente en el agua por el siguiente procedimiento. Colocar un pequeño cristal de KI, en un matraz de titlación y añadir 100 cm 3 de muestra y mezclar. Luego añadir el contenido en un segundo matraz de titulación que contenga 5 cm 3 de solución tampón y 5 cm 3 de solución indicadora DPD. Titular rápidamente con la solución valorada FAS hasta que el color rojo desaparezca (lectura D). La presencia de monocloramina junto al tricloruro de nitrógeno es improbable. Si hay una concentración elevada de dicloramina utilizar la solución de KI en lugar de KI en cristales, como en CALCULOS 8.1 Para 100 cm 3 de muestra, 1 cm 3 de solución valorada de sulfato de hierro II y amonio, FAS, equivale a 1 mg/i de cloro residual. Lectura NCI 3 ausente NCl 3 presente A Cl libre Cl libre B-A NH 2 CI NH 2 CI C-B NHCI 2 NHCI 2 + 1/2NCI 3 D - Cl libre + 1/2 NCI 3 2 (D - A) - NC I 3 C - D - NHCI Como es improbable que la monocloramina esté presente junto al tricloruro de nitrógeno, éste puede incluirse en la lectura D, en cuyo caso de NCI 3 se obtiene a partir de 2 (D-B). 8.3 Si está presente el dióxido de cloro, se incluye en la lectura A para aumentar el 1/5 el contenido de cloro total disponible. 9. ERROR ACEPTABLE 9.1 La diferencia entre los resultados de una determinación efectuada por duplicado no debe exceder del 3% del promedio de ambos resultados; en caso contrario, debe repetirse la determinación. 10. INFORME DE RESULTADOS 10.1 Como resultado final, debe reportarse la media aritmética de los resultados de la determinación en cloro mg/i En el informe de resultados, debe indicarse cualquier condición no especificada en esta norma o considerada como opcional, así como cualquier circunstancia que pueda haber influido sobre el resultado Deben incluirse todos los datos necesarios para la completa identificación de la muestra. (Continua) -5-

8 NTE INEN 977 APENDICE Z Z.1 NORMAS A CONSULTAR Esta norma no requiere otra para su aplicación. Z.2 BASES DE ESTUDIO Standard Methods. For examination of water and wastewater, 409 E DPD Ferrous titrimetric Method. 14th Edition

9 INFORMACIÓN COMPLEMENTARIA Documento: NTE INEN 977 TITULO: AGUA POTABLE. DETERMINACION DE CLORORESIDUAL. METODO DE LA DPD- FERROSO. Código: AL ORIGINAL: Fecha de iniciación del estudio: REVISIÓN: Fecha de aprobación anterior por Consejo Directivo Oficialización por Acuerdo No. de publicado en el Registro Oficial No. de Fecha de iniciación del estudio: Fechas de consulta pública: de a Subcomité Técnico: AL AGUA POTABLE Fecha de iniciación: Fecha de aprobación: Integrantes del Subcomité Técnico: NOMBRES: Dr. Gonzalo Sandoval Dr. Hernán Riofrío Dr. Marco Morán Dra. Rosa de León Dra. Mercedes Reyes Dra. Celia Moreno Sr. Freddy Balseca Sr. Fulvio Añazco R. Ing. Dario Velasteguí Ing. Vladimir Roura Ing. Fabián Ordónez Dr. Miguel Salazar Dr. Marcelo Noroña Dra. Yolanda Naranjo Dr. José Marcos Dr. Nicolás Campaña Biol. Cecilia de Pazmiño Dra. Carlota Naranjo Dr. Ramiro Gallegos INSTITUCIÓN REPRESENTADA: EMAP-QUITO INERHI INSTITUTO DE INVESTIGACIONES TECNOLOGICAS Y MEDICAS INSTITUTO DE HIGIENE IZQUIETA PEREZ INSTITUTO DE HIGIENE IZQUIETA PEREZ IEOS INDEGA CREA CENDES EMAG ETAPA INECEL TESALIA S.A. UNIVERSIDAD CENTRAL EMAP-GUAYAQUIL EMAP-GUAYAQUIL IEOS UNIVERSIDAD CATOLICA INEN Otros trámites: 4 Esta norma sin ningún cambio en su contenido fue DESREGULARIZADA, pasando de OBLIGATORIA a VOLUNTARIA, según Resolución de Consejo Directivo de y oficializada mediante Acuerdo Ministerial No. 235 de publicado en el Registro Oficial No. 321 del El Consejo Directivo del INEN aprobó este proyecto de norma en sesión de Oficializada como: OBLIGATORIA Por Acuerdo Ministerial No. 45 del Registro Oficial No. 680 del

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