CAPITULO IV Se determinan las substancias sólidas en disolución

CAPITULO IV
Análisis de aguas para el riego [59].
Se determinan las substancias sólidas en disolución, aniones, cloruro, sulfato, bicarbonato y carbonato y cationes calcio y magnesio.
El sodio se calcula por diferencia entre aniones y cationes.
Para hacer la combinación hipotética, se relacionan el calcio y
magnesio con los aniones en el siguiente orden: bicarbónico, sulfúrico
y clorhídrico. Después se expresan los aniones remanentes, incluyendo el carbónico en las correspondientes sales de sodio.
SUBSTANCIAS SÓLIDAS EN DISOLUCIÓN.
Se deja la muestra del agua en reposo hasta que se han depositado todas las materias en suspensión y, si es necesario, se filtra hasta
obtener un líquido completamente claro.
Evaporar a sequedad 100-250 C. c. en una cápsula de platino
tarada.
Desecar a 105° C. hasta peso constante.
Si se trata de aguas fuertemente minerales, es conveniente pesar
nuevamente después de desecar a 18o° C.
CLORUROS.
Reactivos.— a) Ácido sulfúrico, 0,05 N.
b) Carbonato sódico, 0,05 N.
c) Cromato potásico (indicador). — Se disuelven 5 gr. de cro-
426
MÉTODOS PARA EL ESTUDIO DE LOS SUELOS
mato potásico en agua, agregando de una disolución de nitrato de
plata hasta que se produzca un ligero precipitado rojo permanente.
Se filtra y diluye hasta loo c. c.
d) Disolución valorada de nitrato de plata.— Se disuelven 4,791
gramos dé nitrato de plata en agua, diluyendo hasta formar un litro.
Un centímetro cúbico equivale a un miligramo de cloro.
Comprobar esta disolución con una de cloruro sódico valorada.
Determinación.— Agregar a ice c. c. del agua algunas gotas de
fenolftaleína. Si se produce un color rosado, valorar los carbonatos
con ácido sulfúrico 0,05 N, como se indica más adelante.
Si el agua es ácida al anaranjado de metilo, agregar carbonato
sódico 0,05 N hasta neutralizar la acidez.
Se agrega a continuación i c. c. de cromato potásico y se valora
con la disolución de nitrato de plata.
Efectuar la corrección por la cantidad de nitrato de plata necesaria para dar en lo° c. c. de agua destilada, a la que se ha agregado
c. c. de cromato, el mismo matiz que el obtenido en la muestra.
Si la cantidad de cloruros es muy pequeña, se concentran de 500
a L000 c. c. en cápsula de porcelana hasta formar Iota c. c., lavar cuidadosamente las paredes de la cápsula, agregar i c. c. de cromato y
titular con el nitrato de plata.
Si en los loo c. c. de agua se invierten más de 25 C. c. de nitrato de plata, se determinan precipitándolos en solución nítrica y
pesando el precipitado de cloruro de plata, como se indica a contir
nuación.
Se agrega una disolución de nitrato de plata al io por lo° en
ligero exceso al agua previamente acidificada con ácido nítrico diluido
11 4)Se calienta hasta ebullición, protegiendo de la luz, y se deja en
reposo hasta que el precipitado se hace granular.
Filtrar en un crisol de Gooch tarado, previamente desecado a
140-150° C., y se lava con agua caliente, hasta eliminación de nitrato
de plata. Desecar el cloruro de plata a 140-150° C., enfriar y pesar.
ANÁLISIS DE AGUAS PARA EL RIEGO
427
El peso de cloruro de plata, multiplicado por 0,2474, da el Cl-- contenido en el volumen de agua empleado.
CARBONATO Y BICARBONATO.
Se toman 100 c. c. de agua y se agregan unas gotas de fenolftaleína; si se produce una coloración rosada se valora con sulfato ácido
de potasio o ácido sulfúrico 0,05 N, agregando una gota cada dos-tres
segundos hasta desaparición del color rosado. Multiplicando la lectura de la bureta por el factor 3 se obtienen los miligramos de COI=
en I oo c. c.
A esta solución decolorada, o a la solución original si no daba
color con la fenolftaleína, se agregan una o dos gotas de anaranjado
de metilo, continuando la titulación con la lectura anterior de la
bureta y anotando la lectura total. Si no hay ácido carbónico, multiplicando la lectura total de la bureta por el factor 3,05 se obtiene el
valor del CO31-1 — en miligramos por lo° c. c. Si hay CO3 = , se multiplica la lectura con la fenolitaleína por 2 y se sustrae de la lectura total
de la . bureta. Multiplicando esta diferencia por 3,05 se obtiene el
CO31-I en miligramos por ioo c. c.
Los resultados se expresan en miligramos por litro.
SULFATO.-
Se hace un ensayo preliminar, usando 100-250 c. c. del agua para
determinar la cantidad aproximada de sulfato. Las sales alcalinas pueden deducirse, aproximadamente, calculando la cantidad de sodio
(Na+ ) necesaria para combinarse con el exceso de los aniones clorhídrico (C1—), sulfúrico (SO4---- ) y bicarbónico (CO3H —), sobre los cationes calcio (Ca ±± ) y magnesio (Mg++).
Tómese un volumen del agua (1 a 5 litros), suficiente para que
no se obtenga ni más de 1 gramo de sulfato bárico ni exista más de
0,5 gr. de cloruros. Acidificar con ácido clorhídrico diluido (1 + 1);
evaporar a sequedad en una cápsula de 'platino e insolubilizar la sí-
428
MÉTODOS PARA EL ESTUDIO DE LOS SUELOS
lice por dos evaporaciones a sequedad con ácido clorhídrico diluido,
prosiguiendo la desecación durante una hora. Se trata el residuo con
2 c. c. de ácido clorhídrico diluido, agregando agua destilada, calentando, filtrando y lavando con agua destilada. Se reduce por evaporación el filtrado hasta formar 150-200 C. c. Se calienta hasta ebullición
y se precipita con un ligero exceso de una disolución de cloruro bárico al ro por loo, agregada muy lentamente y con agitación constante, Se cubre el vaso y se pone al baño maría durante doce horas
aproximadamente. Filtrar, lavar el precipitado de sulfato bárico con
agua caliente, desecar, calcinar sobre un mechero Bunsen y pesar.
Si el contenido de sulfato de la muestra es extraordinariamente
grande, se opera para insolubilizar la sílice como en el caso anterior,
y se continúa en la siguiente forma: Se agregan 50 c. c. de ácido clorhídrico concentrado, calentando hasta ebullición y precipitando con
el cloruro bárico, como se dice anteriormente.
Evaporar a sequedad, lavar el precipitado repetidamente por decantación y filtrar. Una vez terminado el lavado del precipitado, se
calcina y pesa.
El peso del precipitado en gramos, multiplicado por 0,4115, da
el peso en gramos de SO4 = contenido en el volumen de agua utilizado.
CALCIO Y MAGNESIO.
Efectúese un ensayo preliminar empleando loo-25o c. c. de la
muestra para determinar la cantidad aproximada de calcio y magnesio, con el fin de poder fijar la cantidad de agua que debe evaporarse
para el análisis definitivo.
Evapórese la cantidad suficiente para que contenga de 0,1 a o,6
gramos de óxido de calcio ó 0,1-1 gramo de pirofosfato magnésico;
usualmente es suficiente de 1 a 5 litros. Acidifíquese el agua con ácido clorhídrico concentrado y evapórese a sequedad en una cápsula
del platino al baño maría, continuando la desecación durante una
hora. Humedézcase bien el residuo con 5-15 c. c. de ácido clorhídrico
diluido (1 ± D. Déjese en reposo diez-quince minutos y agréguese
ANÁLISIS DE AGUAS CARA EL RIEGO
429
suficiente agua para disolver las sales solubles. Caliéntese en baño de
vapor hasta disolución de las sales. Fíltrese para separar la mayor
parte de la sílice y lávese cuidadosamente con agua caliente. Evapórese el filtrado a sequedad y trátese el residuo con 5-lo c. c. de ácido
clorhídrico diluido y suficiente agua para redisolver las sales solubles como anteriormente. Calentar, filtrar y lavar cuidadosamente
con agua caliente. A este filtrado lo designaremos por A.
Concéntrese A, hasta zoo c. c., y estando aún caliente agréguese
lentamente hidróxido de amonio, agitando constantemente hasta alcalinidad al naranja de metilo. Hervir, filtrar y lavar dos o tres veces con agua caliente, recogiendo el filtrado. Disuélvase el precipitado en ácido clorhídrico, en caliente. Diluir hasta 25 c. c. aproximadamente, hervir y precipitar de nuevo con hidróxido de amonio.
Filtrar y lavar bien con agua caliente. Se agrega este filtrado al
anteriormente obtenido. Al filtrado lo designaremos por B.
Calcio. —Concéntrese B hasta formar 150-200 C. c., y a esta disolución, que no debe contener más de o,6 gr. del calcio calculado
como óxido, o un gr. de magnesio calculado como pirofosfato; agréguense 1-2 gr. de ácido oxálico y suficiente ácido clorhídrico diluido
(1 ± I) para clarificar la disolución. Caliéntese hasta ebullición y
neutralícese con hidróxido de amonio, agitando constantemente. Agréguese hidróxido de amonio en ligero exceso, dejando depositar tres
horas en un sitio caliente. Fíltrese el líquido que sobrenada y lávese
el precipitado una o dos veces por decantación con una disolución de
oxalato amónico al 1 por ioo. Disuélvase el precipitado en ácido
clorhídrico diluido (1 dilúyase a 100-200 C. c., agréguese un
poco más de ácido °sálico y precipítese como antes. Déjese depositar
tres horas, fíltrese, lávese con una disolución de oxalato amónico al
1 por loo, deséquese, se quema y calcina con el soplete, pesándose
como óxido de calcio.
El peso del precipitado, multiplicado por 0,7143, da el Ca ++ contenido en el volumen de agua empleado.
El filtrado se designa por D.
NOTA. - En lugar de calcinar el precipitado de oxalato cálcico,
430
MÉTODOS PARA EL ESTUDIO DE LOS SUELOS
puede lavarse con agua hasta desaparición de la reacción de los iones
oxálico y amonio, disolver el precipitado en ácido sulfúrico al 1/5
(20 c. c.), calentando a 6o-700 C. y valorando con permanganato potásico n/i o.
Cada centímetro cúbico de permanganato corresponde a 0,0020
gramos de Ca++.
Magnesio.— Concéntrese D hasta 200 c. c. aproximadamente, y
se agregan 2-3 gr. de fosfato diamónico y ácido clorhídrico diluido (i 1) en suficiente cantidad para clarificar la disolución cuando
se ha disuelto completamente el fosfato amónico.
Puede usarse, en vez del fosfato ácido diamónico, el fosfato ácido disódico o el fosfato ácido sódico amónico.
Cuando la disolución esté fría, se alcaliniza ligeramente con hidróxido de amonio concentrado, agitando constantemente. Agréguese
un exceso de 1-2 c. c. de hidróxido de amonio y déjese depositar doce
horas aproximadamente. Filtrar el líquido sobrenadante y lavar tres
o cuatro veces, por decantación, con una solución de hidróxido amónico diluido (i + lo). Se disuelve el precipitado con ácido clorhídrico diluido (1 1), diluyendo hasta 150 c. c.; se agrega un poco de
fosfato ácido diamónico y se precipita con hidróxido amónico, como
antes.
Déjese en reposo seis-doce horas, fíltrese, lávese hasta que no dé
reacción de cloruros, se quema, calcina con el soplete y pesa como
pirofosfato magnésico. Este peso, multiplicado por 0,2184, dará el
Mg contenido en el volumen de agua empleado.
CARBONATO SÓDICO.
Reactivos.— a) Carbonato sódico 0,02 N: Un centímetro cúbico
de esta disolución equivale a o,00lo6 gr. de carbonato sódico.
b) Agua exenta de anhídrido carbónico: hervir vigorosamente
agua destilada hasta que se evapore, aproximadamente, la tercera parte del volumen original; enfríese y tápese el frasco.
ANÁLISIS DE AGUAS PARA EL RIEGO
431
c) Ácido sulfúrico 0,02 N.
d) Indicador de eritrosina: disuélvase 0,1 gr. de la sal sódica en
un litro de agua.
e) Cloroformo neutro a la eritrosina.
Determinación. —Se toman zoo c. c. de agua en una cápsula de
platino o plata, se agregan 50-loo c. c. de la disolución 0,2N de carbonato sódico, según la cantidad de sales solubles, cálcicas y magnésicas, evaporando a sequedad.
Arrástrese el residuo a un matraz de vidrio Jena, de loo C. c., utilizando agua exenta de anhídrido carbónico (no debe utilizarse para
transferir el residuo un frasco lavador ordinario, pues el anhídrido
carbónico expelido por el operador alterará los resultados). Se diluye hasta la marca, agita enérgicamente y se deja en reposo, hasta
clarificación, doce-quince horas.
Tómense 50 C. c. de líquido claro sobrenadante, equivalente a la
mitad de la cantidad original de agua y carbonato sódico agregado,
y póngase en un frasco de vidrio con tapón esmerilado, de color claro
y ningún matiz rasado; se agregan 5 c. c. de cloroformo y i c. c. de
eritrosina, valorando, hasta desaparición del color, con la disolución
0,2N de ácido. Agítese la disolución vigorosamente después de cada
adición del ácido. La apariencia lechosa producida por el cloroformo
facilita la visión del punto final.
1. Si se necesita menos ácido sulfúrico de la mitad del carbonato sódico agregado, debido a que reaccione algo del carbonato sódico con las sales solubles de calcio y magnesio, la solución original
no contenía carbonato sódico, sino más bien un exceso de la llamada
dureza permanente. Se acostumbra a expresar la dureza como carbonato cálcico o sulfato cálcico. En las aguas de riego se prefiere la
última forma. Por consiguiente, la diferencia entre el número de centímetros cúbicos del ácido sulfúrico requerido y la mitad del número
de centímetros cúbicos del carbonato sódico agregado, multiplicada
por el factor 0,00136, dará el equivalente de sulfato cálcico en 100
centímetros cúbicos de agua.
2. Si se necesita más ácido sulfúrico que el equivalente a la mi-
432
MÉTODOS PARA EL
4STUDIO DE LOS SUELOS
tad del carbonato sódico agregado, existía originalmente en la solución carbonato sódico, y la diferencia entre centímetros cúbicos, multiplicada por el factor o,00lo6, da el carbonato sódico contenido en
loo c. c. del agua.
SODIO.
Se calcula por diferencia entre las sumas de los aniones y la de
los cationes calcio y magnesio.
Para aclarar el cálculo, se aplica a un ejemplo.
Como resultado del análisis se obtiene:
C1—
1,06 grs. por litro.
0,32 ,›
CO,H — SO"
CO3 = Ca++ 2,08
0,00
0,39 >
0,33 •
Residuo fijo a 1100 C., 5,10 gr. por litro.
Se comienza por expresar los pesos en miliequivalentes (M. E.),
tomando para valores de los equivalentes respectivos los siguientes:
Cl = 35,5
CO,H = 61
SO, =48
CO, =30
Ca =20
Mg =12
Na =23
Efectuando el correspondiente cálculo, se obtiene:
= 29,86 M. E.
CO,H — = 5,24
SO, — = 43,33
CO, = 0,00 •
78,43
Ca++ _= 19,50
Mg++ = 27,50
47,00
Sodio: 78,43 — 47;00 = 31,43;
gramos.
M.
E. = 31,43 X 0,023 .= 0,72
ANÁLISIS DE AGUAS PARA EL RIEGO
433
CÁLCULO DE LAS SALES QUE PROBABLEMENTE EXISTEN EN EL AGUA.
Las sales que pueden contener generalmente las aguas de riego
son las siguientes:
Bicarbonato de calcio y de magnesio.
Sulfatos de calcio, de magnesio y de sodio.
Cloruros de magnesio y de sodio.
Carbonato sódico.
Se comienza sumando separadamente los M. E. de Ca ++ y Mg++
y los de CO31-1— y SO'. La menor de estas sumas se toma para bicarbonatos y sulfatos de calcio y magnesio, conjuntamente.
Si la diferencia entre la primera y la segunda suma es positiva,
su valor nos dará los M. E. de cloruro magnésico. Si ocurre lo contrario, nos representará el contenido de sulfato sódico.
Caso de haber carbonatos, el número de M. E. se atribuirá al carbonato sódico.
Por último, la diferencia entre los M. E. de Cl — y de MgCl, se
considera como cloruro sódico.
Para expresar estos resultados en gramos por litro, se opera en
la siguiente forma:
I.° Se suman los valores, en gramos, de todos los aniones y cationes.
2.° Se resta esta última suma del residuo en 105° C., obteniéndose un valor que denomino "no determinado".
3.0 Se multiplican los M. E. de las diferentes sales por sus valores, en gramos, que son los siguientes:
1 M. E. de MgC1 2..
>NaCO0 •
Na,SO,
>•
Naa . 0,0475
grs.
0,0530
0,0710
>
0,0585
,
»
434
MÉTODOS PARA EL ESTUDIO DE LOS SUELOS
Estos productos nos representan el peso, en gramos, de cada uno
de ellos que existe probablemente en el agua.
4.0 Se suman los valores obtenidos últimamente y se resta esta
suma de la encontrada para los cationes y aniones, en gramos. La diferencia nos representa el contenido, en gramos, de bicarbonatos y sulfatos de calcio y magnesio.
Como aclaración de todo lo expuesto, se aplicará a un ejemplo:
Supongamos que, efectuado el análisis de un agua, da la siguiente composición, en gramos, por litro:
Cl —
CO,H—
SO'
CO3=
Ca++
Ca++
Na+
1,06
0,32
2,08
0,00
0,39
0,33
0,72
Expresados estos valores en M E., como se indicó para el sodio,
resulta lo siguiente:
Cl —
CO3 11 — S0,—
CO3— Ca++ Mg++ Na+
29,86
5,24
43,33
0,00
19,50
27,50
31,43
La distribución probable de las sales será la siguiente:
+ SO,— = 5,24 + 43,33 = 48,57
Ca++ + Mg++ -= 19,50 + 27,50 = 47,00;
es decir, que 47,00 M. E. será la cifra de bicarbonatos
calcio y magnesio:
y sulfatos de
(Ca++ + Mg++) — (CO,H— + SO4=) = — 1,57,
y, por consiguiente, 1,57 M. E. será el valor del sulfato sódico.
No existe carbonato sódico:
Cl — — MgCI, -= 29,86 — O = 29,86 M. E. de NaCI.
ANÁLISIS DE AGUAS PARA EL RIEGO
435
La transformación de los M. E. en gramos por litro se efectuará
en la siguiente forma:
I.° Suma de los aniones y cationes en gramos = 4,900 gr.
2.° No determinado = residuo a 105° C. —4,90 = 5,100 —
— 4,900 = 0,200 gr.
3.0 Sulfato sódico = 1,57 X 0,0710 = 0,111 gr.
Cloruro sódico = 29,86 X 0,0585 = 1,747 gr.
4.0 Bicarbonatos y sulfatos de calcio y magnesio = 4,900 —
— (1,747 0,111) = 3,042 gr.
Los resultados del análisis pueden darse en la siguiente forma •
436
MÉTODOS PARA EL ESTUDIO DE LOS SUELOS
Estación de Química Agrícola
CASTELLÓ, 27.- MADRID
Boletín de Análisis de agua para el riego.
Muestra procedente de un pozo do Dalias (almarla)
Remitida por 3. Antonio Perez Peral/Idee.
Gramo. por Roo
Cloruros (C-I) 1,060
Bicarbónico (EÓ,H) O ,320
Sulfúrico (so,) a„oeo
Carbónico (CO,)
0,000
Sodio (Na) ++
Calcio (Co) ++
Magnesio (Mg) 0,720
0 ,390
0,319
Bicarbonatos y sulfatos cálcicos y magnésicos
3,042
Cloruro magnésico 0,000
Carbonato sódico - 0,000
O .111
Sulfato sódico. Cloruro sódico -
1,747
No determinado 0,200
Substancias sólidas en disolución (residuo a 105°C)
5,100
Madrid, 7 de -- Marzo
Non
!nomen° Dinncron,
de 1944
RO