- Página 1 -   

 

 

Este artículo tiene como objetivo verificar que con un material de laboratorio simple, sobre todo en lo referente a balanzas y a las características de los reactivos disponibles, es posible establecer un método de análisis de cloruros en aguas de consumo humano. El motivo no es otro que poder utilizar el material característico de los laboratorios de química de muchos centros de enseñanza secundaria para realizar dichos análisis sin que por ello sea necesario bajar la guardia en cuanto al rigor científico.

El ion cloruro es uno de los iones más difundidos en las aguas naturales. No suele ser un ion que plantee problemas de potabilidad a las aguas de consumo, aunque sí que es un indicador de contaminación de las aguas debido a la acción del hombre. Esto es así porque, aunque la concentración de cloruro en aguas naturales es muy variable pues depende de las características de los terrenos que atraviesan, dicha concentración es menor comparada con la concentración del ion en aguas residuales ya que la actividad humana incrementa necesariamente dicha concentración(1).

Los criterios sanitarios de la calidad del agua de consumo humano están establecidos en el Real Decreto 140/2003. La concentración de cloruros máxima(2) permisible para aguas de consumo humano es de 250 mg/L. Una muestra que contenga esta cantidad de cloruros puede tener un sabor salado fácilmente detectable si el anión está asociado a los cationes sodio o potasio, pero el sabor no es  apreciable  si  la sal disuelta  en agua  es cloruro  de calcio o  magnesio  ya que en  estos  casos  el  sabor  salado  no  se aprecia incluso con concentraciones de cloruro de 1 g/L(1). No obstante, es de esperar que la concentración de cloruro en aguas corrientes y embotelladas sea sensiblemente inferior. De hecho, la concentración en aguas minerales naturales oscila, según las marcas, desde unas décimas de miligramos por litro hasta varios centenares(3,4). Las diferencias encontradas entre diferentes fuentes respecto de las concentraciones de cloruro en una misma marca de agua se pueden deber a la diferencia de tiempo de los análisis a los que hacen referencia pues la concentración de un ión en agua no es una cantidad que deba permanecer constante con el tiempo(5).

Por tanto, el objetivo es la puesta a punto de un método de análisis de cloruros en aguas cuando su concentración varíe desde unos pocos miligramos por litro hasta varios centenares. Esta puesta a punto requiere del establecimiento de un procedimiento estándar, de una justificación teórica del método y de una verificación de su viabilidad con muestras reales de agua corriente y de agua mineral natural embotellada.

 

 

 

PARTE TEÓRICA

 

El método de Mohr. Descripción general y fuentes de error.

El método de determinación de cloruros que hoy denominamos método de Mohr fue establecido por Karl Friedrich Mohr en 1856 [Fr. Mohr, Ann. d. Chem. 97, 335 (1856)](8). De la lectura del procedimiento general en las fuentes bibliográficas más antiguas que he podido consultar(8,9,10), se puede inferir que en origen se trata de un método que permite determinar la cantidad de cloruros solubles en muestras sólidas. Los textos más modernos(6,11,12) ya sí establecen versiones del método adaptadas al análisis de aguas. No obstante y sobre este aspecto, decir que no se ha realizado un verdadero estudio bibliográfico que, por otra parte, se aleja de las pretensiones de este trabajo. Por este motivo la conclusión anteriormente inferida no se puede considerar como perfectamente asentada. 

El método de Mohr es un procedimiento clásico en volumetría que se engloba en las llamadas argentometrías. Son procedimientos de titulación que se basan en la formación de una sal de plata relativamente insoluble. Para ello se procede a la valoración de la muestra con una disolución contrastada de nitrato de plata que conlleva (en nuestro caso) a la formación de cloruro de plata, un precipitado blanco insoluble. El punto final de la valoración de cloruros con nitrato de plata puede ser establecido de diferentes maneras cada una de las cuales da lugar a un método distinto. Entre los métodos oficiales de análisis(6,7) tenemos el procedimiento potenciométrico y el método de Mohr. El procedimiento potenciométrico permite establecer el punto final midiendo el potencial que se desarrolla en la disolución mediante una combinación apropiada de electrodos. El método de Mohr, que más adelante será establecido con mayor detalle, se basa en añadir a la disolución a valorar una pequeña cantidad de cromato de potasio, estableciéndose el punto final de la valoración cuando aparezca en la disolución un precipitado rojo de cromato de plata, sustancia que empieza a precipitar cuando prácticamente todo el cloruro ya ha precipitado como cloruro de plata.

Todo lo que aumente la solubilidad de la sustancia indicadora del punto final, el cromato de plata, disminuye la sensibilidad del método. Uno de los factores a controlar es el pH. Si la disolución a valorar es ácida, aunque sea ligeramente, la concentración de hidrogeniones puede hacer que el equilibrio correspondiente a la segunda ionización del ácido crómico,

se desplace hacia la izquierda con la consiguiente disminución de la concentración de cromato en disolución y, en consecuencia, la disolución del precipitado de cromato de plata por desplazamiento a la derecha del equilibrio

En efecto, el valor(13) de pK2 para el ácido crómico es 6,488, por lo que un pH ligeramente ácido influye. Por otra parte, si la disolución a valorar es muy alcalina se favorece la precipitación de hidróxido de plata antes que la precipitación del cromato de plata. En definitiva, el pH de la disolución a valorar debe estar controlado y mantenerse en unos valores(8) que van desde 7 a 10.

También es evidente que el método de Mohr no se puede utilizar como tal si en la disolución a valorar hay otro anión, además del cloruro, que precipite con plata. Interfieren por tanto, entre otros, los aniones bromuro, ioduro, cianuro, sulfuro y fosfato. En cuanto a los metales, el hierro interfiere si su concentración es superior a 10 mg/L pues enmascara el punto final. Dado que estos aniones, además del hierro, son sustancias que no deben estar presentes en niveles apreciables en aguas dedicadas al consumo humano, en este trabajo se da por hecho que las muestras analizadas no contenían estas especies (por ejemplo, el hierro no debe estar en cantidades superiores(7) a 0,2 mg/L en aguas aptas para el consumo).

Otra fuente de error se debe al hecho de que el precipitado de cromato de plata se forma el primero, cuando la gota de nitrato de plata toca la disolución. La reacción de la plata con los cloruros es más lenta y es necesario recurrir durante la valoración al desplazamiento

es decir, a la redisolución del precipitado de cromato de plata para que precipite el cloruro. Esto se consigue con una agitación continuada durante la valoración y después de haber establecido el punto final, para asegurarse así que el color rojizo del cromato de plata es permanente.

Además, de la solubilidad del cromato de plata se deduce, como se verá en el fundamento teórico del método, que se necesita un exceso apreciable de nitrato de plata (una vez precipitado todo el cloruro de plata) para dar una concentración de ion plata suficiente para precipitar el cromato de plata, y todavía algún exceso más de nitrato de plata para que el precipitado rojo sea visible. No es solución viable adelantar la precipitación del cromato de plata aumentando la concentración del indicador pues el color amarillo de la disolución a valorar se puede hacer muy intenso y la transición a rojo no se observa bien. La solución es realizar un ensayo en blanco, es decir, una valoración de una disolución lo más idéntica posible a la que se está titulando pero sin la presencia del ion cloruro.

 

 

 

 

 
 

Opciones de descarga

a) Si desea una copia (en

formato pdf) de este artículo

solicítelo sin compromiso a

fresenius1@gmail.com.

Indique claramente el título

del artículo.

 

b) También puede descargarlo

directamente (se abrirá una

ventana nueva al pinchar

sobre el enlace)

 

Creative Commons License
 
 

 

 

 

Felipe Moreno Romero

Lcdo. en Ciencias (Químicas)

Prof. Educación Secundaria (Andalucía)