NORMA MEXICANA NMX-AA , ANALISIS DE AGUA, DETERMINACION DE FENOLES

Transcripción

1 Nota: Esta Norma cancela a la NOM-AA , así como el aviso de la Declaratoria de vigencia. Nota: Esta Norma fue modificada de Norma Oficial Mexicana a Norma Mexicana, de acuerdo al Decreto publicado en el Diario Oficial de la Federación de fecha 6 de Noviembre de NORMA MEXICANA NMX-AA , ANALISIS DE AGUA, DETERMINACION DE FENOLES 1.- OBJETIVO Esta Norma establece el método espectrofotométrico para determinar fenoles en agua. 2.- CAMPO DE APLICACION Este método es aplicable para aguas de origen residual y natural (superficiales y marinas). El método cubre el ámbito de concentraciones de fenoles de a 1 mg/g. 3.- PRINCIPIO Los fenoles purificados reaccionan con la aminoantipirina a un ml de 10, más menos 0.2 en presencia de fenocadnuro de potasio para formar una anilina de ampirina; esta anilina es extraída de la solución acuosa con cloroformo. 4.- REFERENCIAS 12.1). Esta Norma se complementa con las Normas Oficiales Mexicanas en vigor siguientes (ver 12.1 y NXS-AA-3 Aguas residuales-muestreo. NMX-AA-14 Cuerpos receptores-muestreo. NMX-BB-14 Clasificación y tamaños nominales para utensilios de vidrio usados en laboratorio. NOM-Z-1 Sistema general de unidades nominales de medidas: Sistema Internacional de Unidades (SI). 5.- DEFINICIONES Para los efectos de esta Norma, se dan las siguientes definiciones. 5.1 Fenol.- Es un derivado monohidroxilado del benceno. 5.2 Fenoles.- Lo constituyen aquellos derivados del fenol que pueden comprender halógenos o los grupos alquilicos, aldehído, acético, nitro, fenil, nitroso y del ácido sulfónico en las posiciones, orto, meta o para. 6.- REACTIVOS NMX-AA

2 Los reactivos que a continuación se mencionan deben ser grado analítico; cuando se hable de agua se debe entender agua destilada y desionizada, y exenta de fenoles y cloro. 6.1 Solución de sulfato de cobre (CuSO 4 5H 2 O).- Disolver 100 g de CuSO 4. 5H 2O en agua y diluir a 1 litro. 6.2 Solución de ácido fosfórico (H 3 PO 4 ) 1:9.- Diluir 10 cm 3 de (H 3 PO 4 ) al 85% con 9 cm 3 de agua. 6.3 Indicador de anaranjado de metilo.- Disolver 0.5 g de anaranjado de metilo en 1 litro de agua. 6.4 Solución de ácido sulfúrico (H 3 SO 4 ) 1N.- Diluir 26.6 cm 3 de ácido sulfúrico ( = 1.84) con agua y aforar a 1 litro. 6.5 Cloroformo (CHCl 3 ) o éter etílico (C 2145 ) O Cloruro de sodio (NaCl). 6.7 Solución de hidróxido de sodio (NaOH) 2.5 N.- Disolver 100 g de hidróxido de sodio en agua y aforar a 1 litro. 6.8 Solución de bromato-bromuro 0.1N.- Disolver g de bromato de potasio (KBrO 3 ) en agua, agregar 10 g de bromuro de potasio en cristales (KBr), disolver y diluir hasta 1 litro. 6.9 Acido clorhídrico concentrado (HCl) Solución de tiosulfato de sodio (NaS 2 O 3 5H 2 O) N.- Disolver g de tiosulfato de sodio en agua recientemente hervida y enfriada y aforar a 1 litro, agregar 5 cm 3 de cloroformo como preservante Solución de cloruro de amonio (NH 4 Cl).- Disolver 50 g de cloruro de amonio en agua, diluir a 1 litro Solución de 4 aminoantipirina.- Disolver 2 g de 4 aminoantipirina en agua y diluir a 100 cm 3. Preparar la solución el día que se va a usar Solución de ferrocianuro de potasio K Fe (CN) 6.- Disolver 8 g de ferrocianuro de potasio en agua y diluir a 100 cm 3. Filtrar si es necesario. Preparar la solución cada semana Sulfato de sodio anhídrido granular (Na 2 SO 4 ) Yoduro de Potasio en cristales (Kl) Hidróxido de amonio concentrado (NH 4 OH) Solución de almidón.- Preparar una suspensión de 5 g de almidón en agua fría y verterla en 800 cm 3 de agua en ebullición, hervir durante 5 minutos con agitación, enfriar y diluir a 1 litro, dejar reposar de 12 a 24 horas. Como preservante se pueden usar 1.25 g de ácido salicílico o unas gotas de tolueno, esta solución debe preservarse de la luz y en refrigeración Solución madre de fenol.- Disolver 1 g de fenol en agua y diluir a 1 litro Normalización de la solución madre de fenol. 2 NMX-AA

3 En un matraz Erlenmeyer, con tapón de vidrio agregar 100 cm 3 de agua, 50 cm 3 de la solución madre de fenol, 10 cm 3 de la solución de bromato-bromuro 3 0.1N y 5 cm 3 de Hcl concentrado y agitar el matraz suavemente Si el color café del bromo no persiste, agregar porciones de 10 cm 3 de solución de bromato-bromuro 0.1N hasta que persista el color Dejar reposar 10 minutos y agregar 1 g de Kl Preparar un testigo usando agua y los mismos reactivos mencionados anteriormente Titular con solución de tiosulfato de sodio (0.025N) usando solución de almidón como lubricador Calcular la concentración de fenol como sigue: F = (AB-C) Donde: F = Concentración de fenol, en mg/l = Factor de conversión A = Volumen de la solución de tiosulfato de sodio (0.025N) para el testigo, en cm 3. B = Volumen de la solución de bromato-bromuro 0.1N usado para la muestra y dividido por 10, en cm 3. C = Volumen de la solución de tiosulfato de sodio (0.025N) para la muestra, en cm Solución intermedia de fenol.- Diluir 10 cm 3 de la solución madre en 1 litro de agua, 1 cm 3 de esta solución equivale a 10 ug de fenol. Preparar la solución el día que se va a usar Solución patrón de fenol.- Diluir 50 cm 3 de la solución intermedia de fenol en 500 cm 3 de agua; 1 cm 3 de cada solución equivale a 1 ug de fenol. La estabilidad de esta solución es de 2 horas. 7.- APARATOS Y EQUIPO 7.1 Aparato de destilación que consta de un matraz de destilación de un litro con un condensador Graham. 7.2 Espectrofotómetro para usarse a 460 nm con un paso de luz de 1 cm. 7.3 Potenciómetro con escala de Embudo Buchner. 7.5 Papel filtro, whatman No Material común de laboratorio. 8.- PREPARACION Y CONSERVACION DE LA MUESTRA. 8.1 Si se sospecha la presencia del ácido sulfhídrico (H 2 S) o el dióxido de azufre (SO 2 ) aerear brevemente agitando la muestra antes de agregar el CuSO 4. NMX-AA

4 8.2 Al colectar las muestras, acidular a un ph de 4, aproximadamente, con la solución de ácido fosfórico, usando indicador de anaranjado de metilo o un potenciómetro (ver apéndice 12.1). 8.3 Agregar 1 g de sulfato de cobre pentahidratado por litro de muestra (ver apéndice 12.2). 8.4 Las muestras deben ser analizadas dentro de las primeras cuatro horas de su recolección, de lo contrario deben ser almacenadas en refrigeración de 5 a 10 C hasta por 24 horas. 9.- REFERENCIAS Las aguas residuales domésticas e industriales pueden contener interferencias como bacterias en descomposición fenólica, sustancias oxidantes, reductoras y valores alcalinos de ph. (Ver apéndice 12.2.) PROCEDIMIENTO 10.1 Preparación de la curva de calibración.- Tomar diferentes cantidades de la solución patrón de fenol, (ver tabla 1) aforar a 500 cm3 con agua, y tratar los patrones como se indica de a y trazar la gráfica. TABLA No. 1 cm 3 tomados de la solución ug de fenol patrón de fenol Destilación de la muestra Tomar 500 cm 3 de la muestra en un vaso, llevarla a un ph de 4, aproximadamente, con la solución de ácido fosfórico, usando indicador de anaranjado de metilo o un potenciómetro, agregar 5 cm 3 de la solución de sulfato de cobre pentahidratado y transferirla al aparato de destilación (ver apéndice 12.3 y 12.4). Correr un testigo usando agua, y seguir el mismo procedimiento para la muestra Usar una probeta graduada para recibir el destilado Destilar 450 cm 3 de la muestra, suspender la destilación y, cuando la ebullición cese, esperar de 3 a 5 minutos, agregar 50 cm 3 de agua caliente al matraz de destilación. Continuar la destilación hasta que se haya colectado un total de 500 cm 3 en la probeta Tratamiento para destilados turbios Una sola destilación casi siempre es suficiente para la purificación de la muestra. Ocasionalmente el destilado turbio, en este caso se vuelve a destilar la muestra, como se indica en los incisos del al Si el destilado continua turbio aún después de la segunda destilación emplear el siguiente procedimiento. 4 NMX-AA

5 Tomar 500 cm 3 de la muestra en un vaso, agregar 4 gotas de indicador de anaranjado de metilo, acidificar con solución de ácido sulfúrico, y pasarla a un embudo de separación, agregar 150 g de cloruro de sodio hasta el vire del indicador Agregar 5 porciones de cloroformo y agitar después de cada adición, usando 40 cm 3 en la primera y 25 cm 3 en las 4 últimas Transferir la capa de cloroformo después de cada extracción a un segundo embudo y agregar 3 porciones de solución de hidróxido de sodio 2.5 N, usando 4 cm 3 en la primera y 3 cm 3 en las dos últimas; agitar después de cada adición Mezclar los extractos alcalinos y calentar en baño maría hasta que el cloroformo sea removido totalmente, enfriar y diluir a 500 cm 3 con agua Destilar nuevamente como se indica en a Tratamiento de la muestra después de destilada Agregar 10 cm 3 de solución de cloruro de amonio y ajustar el ph a 10 más menos 0.2 con hidróxido de sodio concentrado. Pasar un embudo de separación de 1 litro, agregar 3 cm 3 de la solución de 4 aminoantipirina, mezclar bien, agregar 3 cm 3 de la solución de ferrocianuro de potasio. Mezclar bien nuevamente y dejar que el color se desarrolle en 3 minutos. La solución debe estar transparente y ligeramente amarilla Extraer inmediatamente con 25 cm 3 de cloroformo; agitar el embudo de separación por lo menos 10 veces, dejar que el cloroformo se separe agitar de nuevo 10 veces y dejar que el cloroformo se vuelva a separar Filtrar el extracto clorofórmico a través del papel filtro que contenga una capa de 5 g de sulfato de sodio anhidro, con el fin de eliminar la humedad Colectar el extracto seco en celdas y medir la absorbencia a 460 nm (ver apéndice 12.5), sujetando el aparato a cero con el testigo y leer en la curva de calibración CALCULOS La concentración de fenoles en aguas se calcula de la siguiente manera: ls A F = ---- B Donde: F = Concentración de fenoles, en mg/l A = ug de fenol leídos en la curva de calibración. B = volumen de la muestra original, en cm APENDICE 12.1 La acidulación con solución de ácido fosfórico asegura la presencia del ión cúprico y elimina cualquier cambio químico resultante con la presencia de condiciones fuertemente alcalinas La oxidación química, abioquímica y la degradación biológica de los fenoles es inhibida por la adición de sulfato de cobre pentahidratado. NMX-AA

6 12.3 Los fenoles se separan de las impurezas no volátiles, por destilación, a una velocidad más o menos constante Las condiciones de las soluciones de ácido fosfórico y sulfato de cobre pentahidratado pueden omitirse si la muestra se conserva como se describió en los incisos 8.2 y Las celdas deben estar perfectamente limpias, secas y libres de rayaduras; antes de efectuar la lectura se deben de enjuagar dichas celdas con cloroformo BIBLIOGRAFIA 13.1 Analytical Methods Manual Inland Waters Directorate Water Quality Branch Ottawa, Canada, Methods for chemical analysis of water and wastewater U.S. Environmental Protection Agency, Technology Transfer, Washington, D.C., Standard Methods for Examination of Water and Wastewater. American Public Health Association Water Pollution Control Federation American Water Work Association Washington, D.C., 1976, 14th. Edition CONCORDANCIA CON NORMAS INTERNACIONALES No concuerda con ninguna, por no existir Normas Internacionales publicadas sobre el tema.a 6 NMX-AA