hierro en agua potable

CDU: 644.61
Norma Técnica
Ecuatoriana
AL 01.06-310
AGUA POTABLE. DETERMINACIÓN DE HIERRO
INEN 979
Instituto Ecuatoriano de Normalización, INEN – Casilla 17-01-3999 – Baquerizo Moreno E8-29 y Almagro – Quito-Ecuador – Prohibida la reproducción
0. INTRODUCCION
Dependiendo de las condiciones del medio, el hierro puede encontrarse en el agua, en estado coloidal,
peptizado por materia orgánica, formando complejos orgánicos, inorgánicos o en suspensión. En
muestras naturales o tratadas, el método de la ortofenantrolina ha alcanzado gran aceptación por su
simplicidad, confiabilidad, precisión y exactitud. Desviación estandar relativa 25,5% y error relativo
13,3% determinados en una muestra desconocida que contenía 300 µg/I de Fe y otros cationes.
1. OBJETO
1.1 Establecer el método de la fenantrolina para determinar el contenido de hierro en agua potable.
2. FUNDAMENTO
2.1 El hierro se disuelve y se reduce a estado ferroso por ebullición, con ácido e hidroxilamina y,
posteriormente, se hace reaccionar con 1-10 fenantrolina a pH 3,2-3,3, para dar un complejo de
color rojo-anaranjado. La solución coloreada, obedece a la ley de Beer y la concentración es
determinada espectrofotométricamente o por comparación visual.
3. ALCANCE
3.1 Se puede determinar directamente concentraciones de hierro ferroso, total o disuelto, entre
0,02 y 4 mg/I.
3.2 Las concentraciones más elevadas a las indicadas en 3.1 pueden determinarse usando alícuotas.
3.3 La concentración mínima determinable es de 5 µ g con un espectrofotómetro (510 nm) que use
celda de 1 cm, o bien con tubos de Nessler.
4. EQUIPOS
4.1 Cristalería lavada con ácido. Toda la cristalería se debe lavar con HCI conc. y enjuagar con
agua destilada antes del uso, para eliminar la fina película de hierro absorbida que, con frecuencia, se
tiene presente como resultado del uso de la cristalería para otros propósitos.
4.2 Equipo colorimétrico. Se requiere uno de los siguientes;
4.2.1 Espectrofotómetro. Para usarse a 510 nm con un trayecto de luz de 1 cm o mayor.
(Continúa)
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4.2.2 Fotómetro de filtro. Con un trayecto de luz de 1 cm o mayor, equipado con un filtro verde
que tenga su transmitancia máxima cerca de 510 nm .
3
4.2.3 Tubos de Nessler. Pareados de 100 cm forma alta.
5. REACTIVOS
5.1 Agua destilada libre de hierro.
5.2 Acido clorhídrico concentrado.
5.3 Reactivo de hidroxilamina. Se disuelve 10 g de NH2OH.HCI en 100cm³ de agua destilada,
5.4 Solución tampón de acetato de amonio. Se disuelven 250 g de acetato de amonio en 150
3
3
cm de agua destilada. Se agregan 700 cm de ácido acético glacial. Se deben preparar nuevos
patrones de referencia con cada nueva solución tampón.
3
5.5 Solución de fenantrolina. Se disuelve 0,1 g de 1-10 fenantrolina mono hidratada en 100 cm
de agua destilada por agitación y calentamientos a 80°C, pero sin hervir. Se debe desechar la solución ,
cuando obscurezca no es necesario el calentamiento si se agregan 2 gotas de HCI conc. al agua destilada.
3
(Se debe tener en cuenta que 1 cm de este reactivo es suficiente para no más de 0,1 mg de Fe).
5.6 Solución madre de hierro. Se pueden preparar de una de las siguientes formas:
5.6.1 Se pesan 0,200 0 g de alambre de hierro electrolítico limpio de cualquier película de óxido y se
3
pone en un matraz aforado de 1 litro. Se disuelve en 20 cm de ácido sulfúrico 6N y se diluye
3
hasta el aforo con agua destilada exenta de hierro. 1. cm de esta solución contiene 0,20 mg de
hierro.
3
5.6.2 Se disuelven 1,404 g de sulfato de amonio y hierro hexahidratado en una solución de 20 cm
3
de H2SO 4 conc. en 50 cm de agua destilada. Se agrega gota a gota KMnO4O.1 N hasta que se presente
3
un débil color rosa. Se diluye hasta 1 000 cm con agua destilada exenta de hierro y se mezcla.
3
Esta solución contiene 0,20 mg de hierro por cm .
5.7 Soluciones patrón de hierro. Estas soluciones deben prepararse el día en que van a utilizarse.
3
5.7.1 Se pipetean 50 cm de una de las soluciones madre de hierro a un matraz aforado de 1 litro,
3
diluyéndose hasta el aforo con agua destilada exenta de hierro. 1 cm de esta solución equivale a
10µg de hierro o 0,010 m g F e.
3
5.7.2 Se pipetean 5 cm de una de las soluciones madre de hierro a un matraz aforado de 1 litro y se
3
diluye hasta el aforo con agua destilada exenta de hierro. 1 cm de esta solución equivale a 1 µg de
hierro o 0,001 mg Fe.
(Continua)
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6. CONDICIONES GENERALES
6.1 Muestreo y almacenaje. El valor de la determinación depende en gran parte del cuidado que se
tenga al obtener la muestra representativa.
6.1.1 Los recipientes para recoger la muestra deben ser lavados con ácido y enjuagados con agua
destilada.
6.1.2 Antes de tomar una muestra debe tenerse en cuenta que el contenido de hierro puede variar en
concentración, dependiendo del tiempo de purga. Por lo tanto, se recomiendan 5 min de purga.
6.1.3 Cuando se preserve una muestra debe tenerse especial cuidado, ya que el hierro coloidal se
adhiere al frasco de la muestra, especialmente en frascos de plástico.
6.1.4 Para una correcta determinación de hierro total, debe usarse un recipiente separado para tomar
la muestra. Esta muestra debe tratarse con ácido HN0 3 , llevando a pH < 2 al momento de la
recolección para prevenir el depósito en las paredes del recipiente, o antes de tomar la
alícuota para el análisis del hierro total, para disolver el depósito coloidal de las paredes del
recipiente. La muestra preservada durará hasta seis meses.
6.2 Interferencias
6.2.1 Entre las sustancias que interfieren en la determinación del hierro están: los oxidantes fuertes,
cianuros, nitritos y fosfatos; esta interferencia es eliminada en la ebullición inicial con ácido. (Los
polifosfatos son transformados a ortofosfatos).
6.2.2 Los metales. Cromo y zinc en concentraciones diez veces superiores a la del hierro; el cobalto y
cobre en concentraciones mayores a 5 mg/I y el níquel en exceso a 2 mg/I. Los errores
causados por excesivas concentraciones de agentes oxidantes fuertes son eliminadas por la adición
de más hidroxilamina.
6.2.3 El bismuto, cadmio, mercurio, molibdato y plata precipitan la fenantrolina. Se requiere un
exceso de fenantrolina para reemplazar la que es complexada por esas interferencias.
6.2.4 Si se tiene presente mucho color o materia orgánica, puede ser necesario evaporar la muestra,
calcinar suavemente el residuo y redisolver en ácido. La calcinación debe llevarse a cabo en
crisoles de sílice, porcelana que previamente han sido hervidos, por varias horas en HCI 1 + 1 .
7. PROCEDIMIENTO
3
7.1 Hierro total. Mezclar la muestra perfectamente y pipetear 50 cm en un frasco erlenmeyer de
3
125 cm . (Si la muestra tiene más de 2 mg/I de hierro, diluir una alícuota medida exactamente,
3
que no contenga más de 0,10 mg en 50cm ).
3
3
7.1.1 Añadir 2 cm de HCI conc. y 1 cm de solución de hidroxilamina.
(Continua)
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7.1.2 Para asegurarse de que todo el hierro se disuelve, continuar la ebullición hasta que el volumen
3
se reduzca a 15-20 cm . (Si la muestra se calcina como se describe en 6.2.4, disolver el residuo en 2
3
3
cm HCI conc. y 5 cm de agua destilada).
3
7.1.3 Enfriar a temperatura ambiente y transferir a un matraz volumétrico de 50 ó 100 cm ó a
un tubo Nessler.
3
7.1.4 Añadir 10 cm de solución tampón de acetato de amonio y 2 cm
fenantrolina y diluir hasta la marca con agua destilada.
3
de solución de
7.1.5 Mezclar perfectamente con agitación y dejar en reposo por 10-15 min para que el color
máximo se desarrolle.
7.2 Hierro filtrable. Filtrar la muestra inmediatamente después de la recolección a través de una
membrana filtrable de 0,45 µ o papel filtro equivalente, en un frasco al vacío que contenga 1
3
3
cm de HCI conc. por 100 cm de muestra.
7.2.1 Determinar el hierro filtrable en el filtrado como se señala en 7.1.
7.3 Hierro ferroso. Para determinar hierro ferroso se debe tomar una muestra por separado,
acidificándola con ácido mineral al momento de la recolección para prevenir la oxidación del hierro
ferroso.
3
3
7.3.1 Colocar 2 cm de HCI conc. en una botella de muestreo de 100 cm . Llenar la botella
directamente de la fuente que se analizará y taparla hasta el momento del ensayo.
3
3
7.3.2 Tomar 50 cm de la muestra acidificada y añadir 20 cm de solución de fenantrolina y 10
3
cm de solución de acetato de amonio y agitar enérgicamente.
3
7.3.3 Diluir a 100 cm y medir la intensidad del color después de 5-10 minutos de la adición de los
reactivos. No se debe exponer a la luz del sol durante el desarrollo de color.
7.4 Medición del color. Preparar la serie de estándares tomando exactamente volúmenes de las
soluciones patrón de hierro (utilice la solución 5.7.2 para medir en el rango de 0,001 a 0,010 mg) en
3
3
frascos Erlenmeyer de 125 cm , diluir a 50 cm y continuar con los pasos señalados en 7.1.
7.4.1 Para comparación visual, preparar un conjunto por lo menos de 10 patrones, comprendidos
3
entre 0,001 y 0,10 mg de hierro en el volumen final de 100 cm . Utilizar para la lectura los
tubos 4.2.3.
7.4.2 Para mediciones fotométricas (longitud de onda 510 nm) puede usarse el cuadro 1, como una
guía aproximada para seleccionar el trayecto de luz
(Continua)
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CUADRO 1. Selección de los trayectos de luz para las distintas concentraciones de hierro.
VOLUMEN FINAL
VOLUMEN FINAL
DE 30 cm³
DE 100 cm³
TRAYECTO DE LUZ
cm
Fe en mg
0,05 – 0,2
0,1 – 0,4
1
0,025 – 0,1
0,5 – 0,2
2
0,01 – 0,04
0,02 – 0,08
5
0,005 – 0,02
0,01 – 0,04
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7.4.3 Leer los patrones ajustando a 100% de transmitancia con agua destilada. Trazar una curva
3
de calibración incluyendo un blanco (incluye todos los reactivos y, en lugar de muestra, 50 cm de
agua destilada).
7.4.4 Si las muestras son turbias o coloreadas, hacer un segundo juego con alícuotas de muestra
iguales, siguiendo todos los pasos del procedimiento, sin añadir la solución de fenantrolina. Estos
patrones se utilizan en vez de agua destilada, para ajustar el instrumento a 100% de transmitancia, y
cada muestra desaliñan desarrollada con fenantrolina leer contra el correspondiente testigo sin
fenantrolina.
7.4.5 Las lecturas registradas se convierten a valores de hierro por medio de la curva de calibración.
8. CÁLCULOS
8.1 El contenido de hierro en agua se determina mediante la ecuación siguiente
mg Fe/l= 1 000
m
cm de muestra
3
Siendo:
m
= cantidad de hierro determinada mediante la curva de calibración, en mg .
9. ERROR ACEPTABLE
9.1 La diferencia entre los resultados de una determinación efectuada por duplicado no debe exceder
del 2% del promedio de ambos valores; en caso contrario, debe repetirse la determinación.
10. INFORME DE RESULTADOS
10.1 Como resultado final, debe reportarse la media aritmética de los resultados de la determinación,
en mg de Fe/I.
10.2 Deben indicarse el método usado y el resultado obtenido; debe mencionarse además cualquier
condición no especificada en esta norma, o considerada como opcional, así como cualquier
circunstancia que pueda haber influido en el resultado.
10.3 Deben incluirse todos los datos necesarios para la completa identificación de la muestra.
(Continua)
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APENDICE Z
Z.1 NORMAS A CONSULTAR
Esta norma no requiere de otras para su aplicación.
Z.2 BASES DE ESTUDIO
Norma Colombiana INCONTEC 1209. Agua potable. Determinación de hierro. Instituto
Colombiano de Normas Técnicas. Bogotá, 1978.
Standard methods for the examination of water and wastewater 310 IRON Phenantroline Method.
14 th Edition, 1975.
Norma Sudafricana SABS Method 207. Iron content of water. South African Bureau of Standards.
Petrolrim, 1971.
Norma Sanitaria Panamericana OFSANPAN - IALUTZ A 010. Norma Técnica de métodos físicos y
químicos para análisis de aguas potables. Oficina Sanitaria Panamericana. Washington, 1968
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INFORMACIÓN COMPLEMENTARIA
Documento:
NTE INEN 979
TITULO: AGUA POTABLE. DETERMINACION DE HIERRO.
ORIGINAL:
Fecha de iniciación del estudio:
Código:
AL 01.06-310
REVISIÓN:
Fecha de aprobación anterior por Consejo Directivo
Oficialización por Acuerdo No.
de publicado en el Registro
Oficial No. de
Fecha de iniciación del estudio:
Fechas de consulta pública: de 1980-12-23
Subcomité Técnico: AL 01.06 AGUA POTABLE
Fecha de iniciación:
Integrantes del Subcomité Técnico:
a
1981-03-01
Fecha de aprobación: 1981-07-09
NOMBRES:
INSTITUCIÓN REPRESENTADA:
Dr. Gonzalo Sandoval
Dr. Hernán Riofrío
Dr. Marco Morán
EMAP-QUITO
INERHI
INSTITUTO DE INVESTIGACIONES
TECNOLOGICAS Y MEDICAS
INSTITUTO DE HIGIENE IZQUIETA PEREZ
INSTITUTO DE HIGIENE IZQUIETA PEREZ
IEOS
INDEGA
CREA
CENDES
EMAG
ETAPA
INECEL
TESALIA S.A.
UNIVERSIDAD CENTRAL
EMAP-GUAYAQUIL
EMAP-GUAYAQUIL
IEOS
UNIVERSIDAD CATOLICA
INEN
Dra. Rosa de León
Dra. Mercedes Reyes
Dra. Celia Moreno
Sr. Freddy Balseca
Sr. Fulvio Añazco R.
Ing. Dario Velasteguí
Ing. Vladimir Roura
Ing. Fabián Ordónez
Dr. Miguel Salazar
Dr. Marcelo Noroña
Dra. Yolanda Naranjo
Dr. José Marcos
Dr. Nicolás Campaña
Biol. Cecilia de Pazmiño
Dra. Carlota Naranjo
Dr. Ramiro Gallegos
Otros trámites: ♦4 Esta norma sin ningún cambio en su contenido fue DESREGULARIZADA, pasando de
OBLIGATORIA a VOLUNTARIA, según Resolución de Consejo Directivo de 1998-01-08 y oficializada
mediante Acuerdo Ministerial No. 235 de 1998-05-04 publicado en el Registro Oficial No. 321 del 1998-05-20
El Consejo Directivo del INEN aprobó este proyecto de norma en sesión de 1983-06-14
Oficializada como: OBLIGATORIA
Registro Oficial No. 648 del 1984-02-15
Por Acuerdo Ministerial No. 48 del
1984-01-31
Instituto Ecuatoriano de Normalización, INEN - Baquerizo Moreno E8E8-29 y Av. 6 de Diciembre
Casilla 1717-0101-3999 - Telfs: (593 2)2 501885 al 2 501891 - Fax: (593 2) 2 567815
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Área Técnica de Normalización: EE-Mail: [email protected]
Área Técnica de Certificación:
Certificación: EE-Mail: [email protected]
Área Técnica de Verificación: EE-Mail: [email protected]
Área Técnica de Servicios Tecnológicos: EE-Mail: [email protected]
Regional Guayas: EE-Mail: [email protected]
Regional Azuay: EE-Mail: [email protected]
Regional Chimborazo: EE-Mail: [email protected]
URL:www.inen.gov.ec