F: Factor de dilución.

PROTOCOLO PARA LA DETERMINACION DE HIERRO
MÉTODO: FENANTROLINA
1. DEFINICIÓN
1.1 OBJETIVO
Determinar la concentración de Hierro en una muestra de agua.
1.2 ALCANCE
Este método solo aplica a aguas claras.
2. NOTAS DE CAMBIO
Se normaliza la elaboración de los documentos del laboratorio. Ver norma fundamental
3. RESPONSABILIDAD
Es responsabilidad de los analistas y del coordinador del laboratorio cumplir y hacer cumplir
los requisitos de éste protocolo.
4. GLOSARIO Y SIGLAS
No aplica
5. CONTENIDO
5.1 GENERALIDADES
El hierro es el segundo elemento en cantidad en la tierra después del Aluminio aunque
raramente alcanza concentraciones de 1 mg/l Las aguas subterráneas y los drenajes ácidos
de las minas, se caracterizan por tener grandes cantidades de hierro ferroso, básicamente el
hierro en los cuerpos de aguas se presenta como:
FeCO3 + CO2 + H2O  Fe2+ + 2HCO3Por oxidación del hierro pasa:
Fe2+  Fe3+  F e(OH)3
El Fe3+ es sólo soluble a pH menor a 5.0
El –Fe3+ debe ser reducido a Fe2+ en el agua por procesos anaerobios con presencia de CO 2
(microbiológicamente)
PROTOCOLO PARA LA DETERMINACION DE HIERRO
La presencia del hierro es objetable debido a que contribuye a crear problemas de sabor,
coloración, turbidez y depósitos. A niveles superiores de 1 mg/l algunas personas pueden
detectar un sabor agridulce; en procesos industriales, es perjudicial debido a que tiñen en
forma indeseable los productos manufacturados pero no se conocen efectos adversos para
la salud.
Para muchos usos el agua debe carecer casi por completo de hierro, por ejemplo, para la
alimentación de calderas de alta presión, para procesos de teñido de telas, en procesos de
lavandería, para la elaboración de papel y de alimentos, ya que produce manchas.
El hierro se puede encontrar en las aguas, bien sea en verdadera solución, en estado
coloidal, posiblemente peptizado con materia orgánica, en la forma de complejos si se han
usado para el tratamiento agentes que formen complejos, como los polifosfatos; en forma de
partículas suspendidas; también se puede encontrar en los estados ferroso o férrico, o en
ambos a la vez.
En exposición al aire o adición de oxidantes el hierro ferroso es oxidado al estado férrico y se
puede hidrolizar para formar óxido férrico insoluble, ésta es la forma en la que se encuentra
el hierro en la mayor parte de las muestras.
El estado del hierro también se puede alterar como resultado de la proliferación de bacterias
ferruginosas en la muestra durante su transporte o almacenamiento. En desechos sólidos
ácidos a un pH inferior a 3.5 también puede encontrarse solubilizado en el estado férrico.
El hierro ferroso y férrico disuelto o suspendido pueden perjudicar las resinas de intercambio
iónico que se usan para el suavizamiento del agua.
5.2 DESCRIPCIÓN
5.2.1 Principio del método
PROTOCOLO PARA LA DETERMINACION DE HIERRO
El hierro ferroso (Fe2+) forma fácilmente complejos coloreados al reaccionar con ciertos
compuestos quelantes o ligando.
Para el análisis del hierro se utilizan ligandos con 2 átomos de Nitrógeno adyacentes que
forman enlaces de coordinación con el hiero F2+, cada Nitrógeno aparta un par de electrones
libres que pueden ser rápidamente compartidos con el catión metálico (Fe2+)
La reacción se da en una proporción 1:3, o sea un mol de Fe2+ por 3 moles de ligando, la
formación de éste complejo permite determinar cuantitativamente el hierro porque la
intensidad del color producido es proporcional a la concentración del hierro Fe2+
El complejo rojo-naranja absorbe a 510 nm, generalmente las muestras de agua contiene
Fe3+ precipitado como hidróxido férrico, así que debe disolverse por medio de una digestión
con HCl; la reacción es:
Fe(OH)3 + 3H+  Fe3+(soluble) +3H2O
El Fe3+ es sólo soluble a pH menor de 5.0, por eso la adición con HCl
Como la 1-10 fenantrolina reacciona únicamente con el Fe 2+ (ferroso), es necesario reducir
todo el ion férrico presente, con hidroxilamina, según la reacción:
4Fe3+ + 2NH2OH  4Fe2+ + N2O + H2O + 4H+
Antes de la reacción con la 1-10 fenatrolina, debe amortiguarse con acetato de amonio para
mantener el pH ácido.
5.2.2 Rango de trabajo
Aplica para muestras que tengan una concentración superior a 0.0187
5.2.3 Condiciones generales
PROTOCOLO PARA LA DETERMINACION DE HIERRO
El cobre (Cu) y cobalto (Co) por encima de 5 mg/l; el cinc (Zn) cuando la concentración es
diez veces mayor y el cromo (Cr) producen interferencias; el níquel (Ni), cuando hay más de
2 mg/l; el bismuto (Bi), la plata, (Ag), el cadmio (Cd), el mercurio (Hg) y el molibdato (Mo) que
precipitan con la fenantrolina y el cianuro deben estar ausentes; entre los iones se
encuentran los fosfatos (más los polifosfatos que los ortofosfatos), los nitritos. La ebullición
inicial con ácido convierte los polifosfatos a ortofosfatos y elimina nitritos y cianuro.
La
adición de un exceso de hidroxilamina elimina los errores que pudieron derivarse de
concentraciones excesivas de sustancias intensamente oxidables.
5.2.4 Equipos, reactivos, materiales y elementos de protección
Plancha de calentamiento
Espectrofotómetro, para usarse a 510 nm con trayecto de luz de 1 cm
Erlenmeyer de 125 ml
Probetas de 50 ml
Balones volumétricos de 50 ml
Pipetas volumétricas
Toda la vidriería debe ser lavada con HCl al 10% y luego enjuagada con agua destilada para
remover los depósitos de óxido de hierro.
Todos los reactivos deben tener un bajo contenido de hierro.

Ácido clorhídrico (HCl). Concentrado que contenga menos de 0.00005% de hierro,
guardar bien tapado a temperatura ambiente.

Solución de hidroxilamina.
Disolver 10 g de hidroxilamina hidroclorhidrica
(NH2OH.HCl) en 100 ml de agua destilada. Guardar bien tapada a temperatura ambiente.
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
Solución buffer de acetato de amonio.
Disolver 250 g de acetato de amonio
(NH4C2H3O2) en 150 ml de agua destilada. Agregar 700 ml de ácido acético glacial. Preparar
una nueva curva cada que se prepare esta solución. Guardar bien tapada a temperatura
ambiente

Solución de fenantrolina.
Disolver 0.1 g de 1-10 fenantrolina monohidratado
(C12H8N2.H2O) en 100 ml de agua destilada con agitación y calentamiento a 80 ºC, pero sin
llegar a ebullición. Descartar la solución si se oscurece. No es necesario el calentamiento si
se añaden dos gotas de HCl concentrado al agua. (1.0 ml de este reactivo es suficiente para
100 g de Fe). Guardar bien tapada al ambiente

Solución madre de hierro.
Se utiliza la solución de 1000 ppm que se utiliza en
Absorción atómica.
5.2.5 Puntos de control
Tener cuidado de realizar siempre un blanco ya que el agua destilada del laboratorio
presenta Fe+2 .
El lavado de la vidriería debe hacerse con mucho cuidado por lo tanto para mejores
resultados es mejor separarla.
EL complejo coloreado que se forma es estable hasta por seis meses.
Para aguas potables este método es muy confiable.
5.2.6 Desarrollo del método
Preparar un blanco de reactivos para calibrar el equipo.
Preparar dos estándares (Ver concentración en la carta de control) y realizar el mismo
procedimiento de las muestras
Medir 50 ml o una dilución y llevarlo a un erlenmeyer
Añadir 2 ml de HCl concentrado
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Añadir un 1 ml de hidroxilamina y llevar a calentamiento hasta reducir su volumen de 15 a 20
ml
Dejar enfriar, añadir 10 ml de solución buffer de acetato de amonio y 4 ml de fenantrolina,
diluir a 50.0 ml con agua destilada y leer después de 8 minutos a 510 nm.
5.2.7 Cálculo y reporte de resultados
Curva de calibración. Preparar una serie de estándares de 0.1, 0.5, 1.0, 1.5, 2.0, 2.5 y 3.0
mg/l de Fe, a partir de la solución patrón de hierro de 50.0 ppm.
Y seguir con el
procedimiento que se hace a las muestras.
Interpolar en la gráfica la absorbancia leída de la muestra, para determinar la concentración
de hierro.
mg Fe/l = A*F
A: mg/l calculados a partir de la curva de calibración.
F: Factor de dilución.
6. DOCUMENTOS DE REFERENCIA
Métodos Estándar para el examen de aguas y aguas de desecho 21 th ed. APHA, AWWA,
WPCF. 2005
Química para Ingeniería Ambiental, Clair N Sawyer McCarty, Parkin, 4 ed, Mc Graw Hill
2000
EATON, Andrew D; CLESCERI, Lenore S. y GREENBERG Arnold E. Standard methods for
the examination of water and waste water. 20th Ed. APHA; AWWA; WEF, 1998.
SILVERMAN, L. & K. TREGO. 1953. Colorimetric microdetermination of boron by the
curcumin-acetone solution meted. Anal. Chem. 25:1264.
LISHKA, RJ. 1961. Comparison of analytical procedures for boron. J. Amer. Water Works
Assoc. 53:1517.
PROTOCOLO PARA LA DETERMINACION DE HIERRO
BUNTON, N.G. & B.H. TAIT. Determination of boron in waters and efluents using curcumin J.
American Water Works Association, 1969.
7. LISTA DE REGISTROS
Carta de control de boro
Formato de preparación de soluciones
8. ANEXOS
Formato de preparación de soluciones