NMX-E-064-1976. DETERMINACIÓN DE CONTENIDO DE CADMIO, EN AGUA QUE HA ESTADO EN CONTACTO CON LA TUBERÍA. DETERMINATION OF CADMIUM CONTENT IN WATER HAVE BEEN IN CONTACT WITH PIPE LINES. NORMAS MEXICANAS. DIRECCIÓN GENERAL DE NORMAS PREFACIO El cadmio tiene un alto poder tóxico habiendo sido causante de envenenamiento, en algunos casos a través de los alimentos. Se ha sospechado que pequeñas cantidades de cadmio son causas de cambios perjudiciales en las arterias renales del cuerpo humano. El cadmio puede entrar en el agua como resultado de la descarga de residuos industriales, por deterioro de las tuberías que conducen el agua o por los propios materiales que intervienen en la fabricación del tubo. Por tanto es necesario que los productos cumplan con las Normas Mexicanas de Calidad donde se establecen las características que deben satisfacer. En la elaboración de esta Norma, colaboraron representantes de los siguientes Organismos y Empresas: Asbestos de México. Plásticos Sonora - California. Poliducto del Bajío. Mexalit de Occidente. Plásticos Omega S.A. Laboratorios Nacionales de Fomento Industrial. Tubos Flexibles, S.A. ÍNDICE 1 OBJETO Y CAMPO DE APLICACIÓN 2 REFERENCIAS 3 APARATOS E INSTRUMENTOS 4 REACTIVOS 5 SOLUCIONES 6 PREPARACIÓN DE LA CURVA ESTÁNDAR 7 PREPARACIÓN DE LA MUESTRA 8 CÁLCULOS 9 BIBLIOGRAFÍA 0. INTRODUCCIÓN RECOPILADO POR: EL PROGRAMA UNIVERSITARIO DE ALIMENTOS Los iones de cadmio bajo condiciones especiales reaccionan con la ditizona para formar una coloración de rosa a rojo la cual puede ser extraída con cloroformo. Los extractos de cloroformo son medidos fotométricamente y la concentración del cadmio se obtiene en una curva de calibración preparada de un patrón de una solución de cadmio tratada de la misma manera que la muestra.
INTERFERENCIAS Bajo las condiciones que se establecen en este método no interfieren los iones metálicos que se encuentran en el agua en las concentraciones normales. En la alícuota tomada para el análisis no provocan interferencias concentraciones de plomo superiores a 6 mg, zinc arriba de 3 mg y cobre arriba de 1 mg. La luz normal no afecta en nada el color del ditizonato de cadmio. 1. OBJETIVO Y CAMPO DE APLICACIÓN Esta Norma establece el método para la determinación de cadmio contenido en el agua de extracción de las tuberías que se utilizan en la distribución de agua potable. En este método se puede detectar como mínimo concentraciones de cadmio de 0.5 µg en la alícuota tomadas. 2. REFERENCIAS NMX-R-050-1975 NMX-Z-001-1972 NMX-M-019-1970 NMX-E-012-1968 NMX-BB-014-1973 NMX-E-018-1969 NMX-E-028-1969 Guía para la Redacción, Estructuración y Presentación de las Normas Mexicanas. Magnitudes y Unidades de Base del Sistema Internacional de Unidades SI. Dimensiones Normales de Papel para Escrituras y para cierres Calces de Impresión. Tubos y Conexiones Rígidas de Poli-Cloruro de Vinilo. Clasificación y Tamaños Nominales para Utensilios de Vidrio Usados en el Laboratorio. Tubos de Polietileno para Conducción de Fluidos a Presión. Método de Extracción de Substancias Contenidas en Tubos de Plástico por Contacto con Agua. 3. APARATOS E INSTRUMENTOS 3.1 Equipo colorimétrico Se requiere alguno de los siguientes: 3.1.1 Espectrofotómetro, para usarse en 518 mµ, con un recorrido mínimo de luz de 1 cm. 3.1.2 Filtro fotómetro, equipado con filtro verde teniendo una transmitancia de la luz cerca de 518 mµ y con un recorrido de la luz de 1 cm. 3.2 Embudos de separación de 125 a 150 ml de preferencia con llaves de teflón. 2
3.3 Equipo de vidrio para laboratorio: Todo el equipo incluyendo botellas para muestras debe ser lavado con ácido clorhídrico 1:1 agitando vigorosamente, posteriormente se enjuaga con agua bidestilada. 4. REACTIVOS Los reactivos que a continuación se mencionan deben ser de grado analítico y cuando se indique agua se entenderá por agua bidestilada. Ácido Clorhídrico Cadmio Metálico Q.P Cloroformo Difeniltiocarbazona (Ditizona) Hidróxido de Sodio Cianuro de Potasio Tartrato doble de Sodio y Potasio Clorhidrato de Hidroxilamina Ácido Tartárico Azul de Timol 5. SOLUCIONES 5.1 Solución de cadmio Preparación: Se pesan 100 mg de cadmio metálico puro y se disuelve con una solución compuesta de 20 ml de agua más 5 ml de ácido clorhídrico concentrado se calienta para activar la disolución del metal. Se transfiere la solución cuantitativamente a un matraz volumétrico de 1000 ml y se diluye hasta la marca con agua 1 ml igual a 100 mg de cadmio. 5.1.1 Solución estándar de cadmio Preparación Se toman 10 ml de la solución anterior en un matraz volumétrico de 1000 ml se agregan 10 ml de ácido clorhídrico concentrado y se diluyen hasta la marca con agua. Prepárese la que se necesite y úsese en el mismo día; 1 ml igual 1 mg de cadmio. 5.2 Solución de tartrato doble de sodio y potasio Preparación: Se disuelven 250 g de tartrato doble sodio y potasio en agua y se llevan a 1000 ml. 5.3 Solución de hidróxido de sodio - cianuro de potasio Preparación: 3
5.3.1 Solución (I): Se disuelven 400 g de hidróxido de sodio y 10 g de cianuro de potasio y se llevan a 1000 ml, se conserva en una botella de polietileno. Esta solución es estable por 1 ó 2 meses. 5.3.2 Solución (II): Se disuelven 400 g de hidróxido de sodio y 0.5 g de cianuro de potasio en agua y se llevan a 1000 ml, se conservan en botella de polietileno. Esta solución es estable por 1 ó 2 meses. Precaución: El cianuro de potasio es extremadamente venenoso y en su manejo deberá observarse las más rigurosas precauciones, nunca se usen pipetas para la boca cuando se traten de medir volúmenes de soluciones de cianuro. 5.4 Solución de clorhidrato de hidroxilamina Preparación: Se disuelven 20 gramos de clorhidrato de hidroxilamina en agua y se lleva a 100 ml. 5.5 Solución de ditizona Preparación: Se disuelven 100 mg de difeniltiocarbazona (ditizona) en 1000 ml de cloroformo. Se guarda en botella ámbar y se conserva en el refrigerador hasta que se requiera y se usa cuando este aún frío. 5.6 Cloroformo Prueba para uso adecuado en la prueba de ditizona Para probar el grado de eficiencia del cloroformo por adición durante un minuto de una cantidad de ditizona a una porción de cloroformo en un tubo de ensayo tapado, hasta que se produzca un color verde pálido; este color verde debe ser estable por un día. 5.7 Solución de ácido tartárico Preparación: Se disuelven 20 g de ácido tartárico en agua y se lleva a 1000 ml. Se conserve en refrigerador y debe ser usada cuando este fría. 5.8 Solución estándar de ditizona Preparación: Se diluyen 100 ml de la solución de ditizona a 1000 ml con cloroformo. Se conserva en botella ámbar en el refrigerador y se pone a temperatura ambiente antes de usarse. 5.9 Solución indicador de azul de timol: Preparación: Se disuelven 0.4 g de sal de sodio de timolsulfonftaleína en 100 ml de agua. 5.10 Hidróxido de sodio 6 N 4
Preparación: Se disuelven 240 g de hidróxido de sodio en agua y se afora a 1000 ml. 6. PREPARACIÓN DE LA CURVA ESTÁNDAR 6.1 Procedimiento Se pipetean los volúmenes de la solución de cadmio que contengan: 0 (testigo), 2.00, 4.00, 6.00, 8.00 y 10.00 µg, en una serie de embudos de separación. Se añade suficiente agua para llevar el volumen hasta 25 ml. 6.1.1 Desarrollo del color, extracción y medición Se añaden los reactivos en el siguiente orden mezclando después de cada adición: 1 ml de la solución de tartrato doble de potasio y sodio, 5 ml de la solución hidróxido de sodio cianuro de potasio, 1 ml de la solución de clorhidrato de hidroxilamina y 15 ml de solución concentrada de ditizona, se tapan los embudos y se agitan durante 1 minuto, relevando la presión de vapor en los embudos a través de los tapones y no por la válvula; se drena la capa de cloroformo a un segundo embudo que contenga 25 ml de solución fría de ácido tartárico. Se agregan 10 ml de cloroformo, al primer embudo se agita por 1 minuto y se drena a través al segundo embudo. No permita en estas operaciones que la capa acuosa entre al segundo embudo. Como el tiempo de contacto del cloroformo con el álcali fuerte debe reducirse al mínimo ejecutando las dos extracciones sin demora después de la adición de la ditizona (el ditizonato de sodio se descompone con un contacto prolongado con álcali fuerte saturado con cloroformo. Se agita el segundo embudo durante 2 minutos y se descarta la capa de cloroformo. Se agregan 5 ml otra vez de cloroformo se agita 1 minuto y se vuelve a descartar la capa de cloroformo haciendo la separación lo mejor posible. Se agregan en el siguiente orden 0.25 ml de la solución de clorhidrato de hidroxilamina y 15 ml de la solución estándar de ditizona. Se agregan 5 ml de la solución hidróxido de sodio - cianuro de potasio (II) y se agitan inmediatamente durante 1 minuto. Se inserta un tapón de algodón en el vástago del embudo y se filtra la capa de cloroformo en un tubo seco del fotómetro. Se leen las absorbencias a 518 mµ contra el testigo y se traza en la curva de calibración. 7. PREPARACIÓN DE LA MUESTRA Procedimiento Sé pipeta un volumen apropiado de muestra que contenga de 1 a 10 mg de cadmio en un embudo de separación y se lleva el volumen a 25 ml con agua. En el caso de que el agua potable contenga 10 µg/1 de cadmio o menos, se agregan 0.5 ml de ácido clorhídrico concentrado a 200 ml de la muestra y se evapora a 20 ml. Se agrega unas cuantas gotas de solución azul de Timol y luego solución 6 N de hidróxido de sodio hasta que el indicador vire al amarillo a un ph aproximadamente de 2.8 se lleva el volumen a 25 ml con agua. 5
Ajustar en forma similar el ph de la muestra la cual ha sido procesada por digestión ácida. A menos que la curva de calibración sea preparada al mismo tiempo se prepara un testigo y un estándar conteniendo 6.00 µg de cadmio en un volumen final de 25 ml y se corren juntos con el problema, procediendo como en 5.2. Se obtiene la concentración de cadmio de la curva de calibración. 8. CÁLCULOS Para calcular la concentración de cadmio de las lecturas de la absorbancia puede usarse la siguiente ecuación: mg A2 x C - de Cd = 1 A1 x S En la que: A 1 = absorbancia del estándar tomado. A 2 = absorbancia de la muestra problema. C = microgramos en el estándar tomado. S = mililitros de agua problema usados como muestra. 9. BIBLIOGRAFÍA Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater. Thirteenth Edition, Published Offices, American Public Health Association, 1015 Eighteenth Street, N.W. Washington, D.C. 20036 6