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Determinación de cloruros en una muestra

de agua corriente y en agua mineral natural.

 

a) Toma de muestra (en agua corriente).

Dejar correr el agua corriente por el grifo durante 4 ó 5 minutos. Tomar después una cierta cantidad de agua y guardarla en un recipiente de vidrio.

b) Valoración

A continuación se describe el procedimiento seguido en la mayor parte de los casos, es decir, para aguas cuya concentración en cloruros es inferior a 15 mg/L.

Enjuagar la micro-bureta de 5,00 mL con el reactivo a emplear (disolución nº 4, de AgNO3 ~ 0,01 M), sujetar con una pinza al soporte y cargar con la disolución nº 4. Enrasar la micro-bureta asegurándose de que la punta inferior está llena de disolución.

Tomar 100,0 mL de la muestra y llevarlos a un Erlenmeyer de 250 mL.

Estimar el pH de la muestra con un trozo de papel de tornasol. Si el pH de la muestra se encuentra entre 6,5 y 10 ir directamente al paso siguiente de adición del indicador cromato de potasio. Si el pH no estuviera entre los valores indicados añadir a la muestra  1 mL de disolución de carbonato sódico 0,1 M y unas gotas de fenolftaleína. Después añadir gota a gota, hasta viraje del indicador, de una disolución de ácido sulfúrico 0,05 M.

Añadir ahora como indicador 1 mL disolución de cromato de potasio al 5 % p/v. La disolución tomará color amarillo.

Colocar el Erlenmeyer sobre un fondo blanco para observar mejor el viraje del indicador. Comenzar a añadir nitrato de plata gota a gota sobre la disolución, agitando ésta continuamente, hasta que el color rojo que se forma por la adición de cada gota comience a desaparecer más lentamente, indicación de que ha sido precipitado la mayor parte del cloruro.

Preparar el ensayo en blanco añadiendo a 100 mL de agua desionizada 1 mL de cromato de potasio al 5 %. Después, con la ayuda de una punta de espátula, añadir al ensayo en blanco suficiente carbonato cálcico libre de cloruro de manera que la turbiedad en ambos matraces parezca que es la misma.

Continuar con la valoración de la muestra problema hasta que tiene lugar un cambio débil, si bien marcado, motivado por la presencia de un vestigio de cromato de plata. Asegurarse de que el punto final es permanente. Al ensayo en blanco se añade suficiente nitrato de plata, de manera que el color de los dos líquidos resulte exactamente igual. El volumen consumido en el ensayo en blanco se debe restar del consumido en el líquido problema. Si el ensayo en blanco es demasiado alto, puede ser debido a la presencia de cloruro en el carbonato, circunstancia que se debe comprobar.

Repetir la valoración al menos dos veces y obtener la concentración de la muestra problema a partir de un valor medio.

Si la muestra tuviera una cantidad de cloruros superior a 15 mg/L sería necesario tomar menos cantidad de muestra a valorar y/o utilizar la bureta en lugar de la micro-bureta.

 

Cálculos y cifras significativas

Los cálculos a realizar y los resultados obtenidos tendrán una exactitud que viene indicada por el convenio de cifras significativas, es decir, si un número se expresa con sus cifras significativas, la última cifra es siempre la incierta. Este convenio ya se ha aplicado al establecer las molaridades de las disoluciones de cloruro sódico preparadas.

 

Cálculos en la estandarización

de la disolución de nitrato de plata

 

Si se tienen en cuenta las cantidades descritas en el procedimiento de estandarización del nitrato de plata (pág. 14), entonces podemos establecer que,

-  es el volumen de disolución de NaCl 0,0205 M tomado para su valoración. Este volumen es igual a 10,00 mL pues se toma con una pipeta cuya sensibilidad es ± 0,01 mL.

- es el volumen en mL de disolución de AgNO3 consumido (ya restado del blanco). Este volumen se mide con una bureta cuya sensibilidad es ± 0,1 mL, por tanto, su valor tendrá tres cifras significativas si se consumen más de 10 mL de la disolución.

-   es la molaridad de la disolución de NaCl, es decir, 0,0205 M.

-  es la molaridad de la disolución de nitrato de plata que queremos determinar.

 

Si la reacción que tiene lugar es

el valor de MAg se puede calcular a partir de la siguiente expresión:

 

 

donde VAg debe escribirse en mililitros. El resultado se podrá expresar con tres cifras significativas si se utiliza una bureta con una sensibilidad de ± 0,1 mL y se consumen, como es de esperar, más de 10 mL de disolución de nitrato de plata. Es esta cantidad, VAg, la que limita el número de cifras del resultado pues las otras cantidades tienen tres y cuatro cifras significativas.

 

 

Cálculos en la determinación de cloruros en una muestra

de agua corriente o agua mineral

 

Si se tienen en cuenta las cantidades establecidas en el procedimiento descrito en la pág. 15, y tenemos en cuenta que

 es el volumen de muestra tomado en mL.

 es el volumen en mL de disolución de AgNO3 consumido (ya restado del blanco). Este volumen se mide con micro-bureta de 5 mL de capacidad cuya sensibilidad es ± 0,05 mL.

 es la molaridad de la disolución de nitrato de plata, que coincide con la molaridad de los iones plata en disolución. Según se ha dicho en el apartado anterior el valor de esta molaridad se conoce con tres cifras significativas.

  es la molaridad de los iones cloruro en la disolución problema que queremos determinar.

Si la reacción de precipitación que tiene lugar es

 

 

el valor de MCl se puede determinar a partir de la siguiente expresión:

 

 

Ahora bien, es muy común expresar el resultado del contenido en cloruros de la muestra en partes por millón (ppm) que corresponde a los miligramos de cloruro contenidos en un litro de muestra. En este caso, teniendo en cuenta que la masa atómica del cloro es 35,453 g·mol-1, la expresión es

 

 

El número de cifras significativas del resultado será igual al menor número de cifras significativas de los componentes de la expresión anterior. El número 35453 vemos que tiene cinco cifras significativas y la molaridad de la disolución de nitrato de plata debe tener, según se ha dicho, tres cifras significativas. Por tanto, todo dependerá de la sensibilidad del instrumental utilizado para medir el volumen de muestra (Vm) y el volumen de valorante (VAg).

 

 

Determinación de cloruros en aguas corrientes

 

            Siguiendo los procedimientos aquí establecidos se procedió a determinar la cantidad de ión cloruro presente en diferentes muestras de agua corriente obtenidas de diferentes lugares, Villanueva del Arzobispo (Jaén), San Sebastián, Burgos, Roquetas de Mar (Almería) y Salou (Tarragona).

Como norma general, para cada muestra se realizaron dos valoraciones y un ensayo en blanco. En la tabla nº 2 se recogen los resultados de las valoraciones realizadas. En dicha tabla muestra la procedencia de la muestra y la fecha en que se tomó la misma.

 

 

Tal como se aprecia en la tabla nº 2, el pH de las diferentes muestras estuvo siempre próximo a la neutralidad, por lo que no fue necesaria una regulación del pH de las disoluciones a valorar. También se puede observar que el alto contenido en cloruro en la muestra de agua corriente de Roquetas de Mar hizo necesario tomar una cantidad de muestra menor y realizar la valoración con una bureta convencional. También se utilizó una bureta convencional para valorar la muestra de agua corriente de Salou, si bien se tomó una cantidad de muestra que permitió un consumo de disolución valorante superior a 10 mL.

Los análisis fueron realizados el 13 de agosto de 2010 para las tres primeras muestras y el 25 de agosto de 2010 para las dos últimas. La figura nº 6 muestra diferentes momentos del análisis de la muestra de agua corriente de San Sebastián.

 

(a)

 

Fig. 6. Determinación de cloruros en agua corriente de San Sebastián.

(a) A la derecha, disolución a valorar o problema a punto de virar. A la izquierda una disolución en blanco.

 

(b)  

 

(b) Adición de carbonato cálcico al blanco para igualar turbidez.

(c)  

 

(c) Punto final de la valoración del problema.

 

(d)  

 

 

(d) Punto final de la valoración del blanco.

 

 

En la tabla nº 3 se muestran los resultados obtenidos respecto del contenido en cloruros en las muestras de agua corriente analizadas.

 

 

Determinación de cloruros en aguas minerales naturales


           
            El método de Mohr para la determinación de cloruros también se aplicó, de acuerdo con el procedimiento descrito para tal fin en este trabajo, en aguas minerales naturales de las marcas Font Vella, Lanjarón, Sierra Cazorla y Carrefour. Todas las botellas fueron adquiridas en el comercio el 5 de agosto de 2010 mientras que el análisis de las mismas fue realizado el 19 de agosto del mismo año.
Al igual que en el caso de aguas corrientes y como norma general, para cada muestra se realizaron dos valoraciones y un ensayo en blanco. En la tabla nº 4 se recogen los resultados de las valoraciones realizadas. Se hace distinción del nombre de los manantiales en los casos de agua mineral natural Carrefour y Sierra Cazorla porque ambos nacimientos de agua se encuentran muy próximos, a unos pocos metros el uno del otro en la Sierra de las Villas (Jaén). Las figuras nº 3 (pág.3) y 7 muestran diferentes momentos en el análisis de las aguas minerales de las marcas Carrefour y Lanjarón.
 

 

 

 

 

Fig. 7. Determinación de cloruros en una muestra de agua mineral de la marca Lanjarón. Se muestran dos disoluciones que han alcanzado el punto final de la valoración, a la izquierda una disolución en blanco, a la derecha una muestra problema.

 

 

En la tabla nº 5 se muestran los resultados obtenidos respecto del contenido en cloruros en las muestras analizadas. En dicha tabla se pueden contrastar también dichos resultados con los referidos por otras fuentes para aguas de la misma marca.

 

 

(a)

Según indica la etiqueta de la botella. Análisis realizado por el Centro Nacional de Tecnología y Seguridad (CNTS 2010).

(b)

Según se indica en el artículo “Lanjarón, agua” de Wikipedia, si bien no se menciona la fecha del análisis ni el organismo que lo ha realizado.

[http://es.wikipedia.org/wiki/Lanjaron_(agua)], página consultada el 21 de noviembre de 2010.

(c)

Según indica la etiqueta de la botella. Análisis realizado por el Centro Nacional de Tecnología y Seguridad (CNTS 2005)

(d)

Según indica el artículo “Sierra Cazorla” de Wikipedia, donde se indica que el análisis fue realizado por la Universidad de Granada en junio de 2002.

[http://es.wikipedia.org/wiki/Sierra_Cazorla], página consultada el 21 de noviembre de 2010.

 

 

BIBLIOGRAFÍA

La bibliografía utilizada aparece aquí según el número de referencia que se le ha dado en el texto.

La consulta de las páginas web referidas en la bibliografía se realizó el 21/11/2010

 

(1)

Calidad del agua, Cárdenas León, J. A. Facultad de medio ambiente y recursos naturales, Universidad Distrital Francisco José de Caldas, Colombia.

[http://atenea.udistrital.edu.co/grupos/fluoreciencia/index.php]

 

(2)

Real Decreto 140/2003, de 7 de febrero, por el que se establecen los criterios de la calidad del agua de consumo humano. BOE nº 45 de 21/2/2003, páginas 7228 a 7245.

[http://www.boe.es]

 

(3)

Aguas minerales naturales envasadas. Revista Eroski Consumer, septiembre de 2000.

[http://revista.consumer.es/web/es/20000901/actualidad/analisis1/30192.php]

 

(4)

Análisis de las aguas embotelladas y de grifo españolas y de las implicaciones de su consumo en la litiasis urinaria, Millán Rodríguez, F. y otros. Actas Urológicas Españolas, 2009; 33(7), 778-793.

[http://www.actasurologicas.info/v33/n07/pdf/3307OR07.pdf]

 

(5)

Colección de etiquetas de marcas de agua en Aquamania.net.

[http://www.aquamania.net/other/cselecteau.php3]

 

(6)

Métodos Analíticos en Alimentaria. Aguas. Ed. Panreac Química S.A. (1986)

 

(7)

Métodos oficiales de análisis. Aguas potables de consumo público y aguas de bebida envasadas. Ed. Panreac Química S.A. (1999).

[http://www.insulab.es/folletos_comerciales/libro_panreac_aguas.zip]

 

(8)

Tratado de Química Analítica Cuantitativa. Kolthoff, I. M. y Sandell, E. B. Ed. Nigar S.R.L. Buenos Aires (1952).

 

(9)

Análisis Químico Cuantitativo.  Willard, H. H. y Furman, N. H. Ed. Manuel Marín. Barcelona (1935).

 

(10)

Análisis Químico Mineral.  E. Saz, S. J. Ed. Labor (1944).

 

(11)

Análisis Volumétrico. Jander, G. y Friedrich J., K. Ed. Unión Tipográfica Editorial Hispano Americana (1961).

 

(12)

Experimentación en Química Analítica. Sierra Alonso, I., Morante Zarcero, S. y Pérez Quintanilla, D. Ed. Dykinson S. L. (2007).

 

(13)

Lange’s Handbook of Chemistry. 16th ed. Editor: James G. Speight, Ph. D. McGraw-Hill. Nueva York (2005).

 

(14)

Equilibrios en disolución. Flerk, G. M. Ed. Alhambra. Madrid (1967)

 

 

AGRADECIMIENTOS

La variedad de análisis en aguas corrientes no habría sido posible sin la estimable colaboración, a costa de perder un tiempo de vacaciones para la recogida de muestras, de las familias de D. Esteban José Moreno Romero, D. José Divieso Claverías y D. Juan José del Río Bustos.