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UNIVERSIDAD BIBLIOTECA DE ALEJANDRIA

METODO DE ENSAYO ESTANDAR PARA DETERMINAR Año 53 A. C

DETERMINAR ACIDEZ O ALCALINIDAD DEL AGUA

(ASTM D 1067)) ACT: 1

Elaboró Hefestión Revisó: Balacro Aprobó: Alejandro Magno

Fecha 53 A.C. Fecha 53 A.C. Fecha 53 A.C.

METODO DE ENSAYO ESTANDAR PARA

DETERMINAR ACIDEZ O ALCALINIDAD DEL

AGUA 1

(ASTM D 1067)

ESTA NORMA ES IDÉNTICA A LA ASTM D 1067-02

1 Este método de ensayo está bajo la jurisdicción del Comité ASTM D-19 sobre agua y es directa responsabilidad del subcomité D19.05 sobre constituyentes inorgánicos del agua. La presente edición fue aprobada en Enero 10 de 2002, publicada en Abril de 2002. Originalmente publicada como D 1067-49. La edición anterior fue la D 1067-92 (96).




(ASTM D 1067)) ACT: 1



1. OBJETO

1.1 Estos métodos de ensayo2 cubren la determinación dela acidez o alcalinidad de todos los

tipos de agua. Se dan tres métodos de prueba como sigue:

Secciones

Método de ensayo A (Titulación Electrométrica) 7 hasta 15

Método de ensayo B (Titulación Electrométrica o de cambio de color) 16 hasta 24

Método de ensayo C (Titulación por cambio de color después de la

oxidación y ebullición con peróxido de hidrógeno)

25 hasta 33

1.2 En todos estos métodos de prueba los iones de hidrógeno o hidroxilos presentes en agua

por virtud de la disolución o hidrólisis de sus solutos, o ambos, se neutralizan por titulación

con álcali estándar (acidez) o ácido (alcalinidad). De los tres procedimientos, el método de

prueba A es el más preciso y exacto. Se usa para desarrollar una curva de titulación

electrométrica (algunas veces llamada la curva de un pH), la cual define la acidez o

alcalinidad de la muestra e indica los puntos de inflexión y la capacidad buffer, si existe

alguna: Además, la acidez o la alcalinidad se puede determinar con respecto a cualquier PH

de interés particular. Los otros dos métodos se utilizan para determinar la acidez o

alcalinidad relativa a un punto final pre-designado tomando como base el cambio de color

de un indicador interno o el punto final equivalente medido por medio de un medidor de pH.

Son adecuados para propósitos de control de rutina.

1.3 Cuando se titule hasta un punto final especificado, la escogencia del punto final requerirá un

análisis cuidadoso de la curva de titulación, los efectos de cualquier cambio anticipado en la

composición de la curva de titulación, conocimiento de los usos pretendidos o la disposición

del agua y conocimiento de las características de los controles de los procesos

involucrados. A pesar que los puntos de inflexión (cambios rápidos en pH) se prefieren

usualmente para análisis precisos de composiciones de muestra y la obtención de una

precisión mejor, el uso de un punto de inflexión para control de procesos puede causar

errores significativos en el tratamiento químico o control de proceso en algunas

aplicaciones. Cuando se titula hasta un punto final seleccionado establecido por

consideraciones prácticas (1) solamente se puede medir una parte de la capacidad real de

2 Los procedimientos básicos utilizados en estos métodos de prueba han aparecido ampliamente en la literatura técnica por muchos años. Solo la adaptación particular de la titulación electrométrica que aparece como el método de referencia se toma como el trabajo del Comité ASTM D-19.




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neutralización del agua, o (2) se puede exceder realmente esta capacidad cuando se llega a

condiciones óptimas de acidez o alcalinidad.

1.4 Se proporciona una sección de alcance en cada método de prueba como una guía. Es

responsabilidad del analista determinar la aceptabilidad de estos métodos de prueba para

cada matriz.

1.5 Los métodos de prueba C anteriores (Titulación por comparación de color) y D (Titulación

por cambio de color después de la ebullición fueron discontinuados. Refiérase al apéndice

X4 para la información histórica.

1.6 Esta norma no relaciona los problemas de seguridad, si existe alguno, asociados con su

uso. Es responsabilidad del usuario de esta norma establecer las prácticas apropiadas de

seguridad y salud y determinar la aplicabilidad de las limitaciones regulatorias antes de su

uso.

2. DOCUMENTOS DE REFERENCIA

2.1 Normas ASTM:

D 596

D 1129

D 1192

D 1193

D 1293

D 2777

D 3370

E 200

Práctica para reportar los resultados de los análisis del agua3

Terminología relacionada con el agua3

Especificación para equipo de muestreo de agua y vapor3

Especificación para agua reactiva3

Métodos de prueba para pH de agua3

Práctica para la determinación de la precisión y el error de los métodos

aplicables del Comité D-19 sobre agua3

Práctica para el muestreo del agua en conductos cerrados3

Practica para la Escritura de las Especificaciones de Control de Calidad para

los métodos de ensayo estándar de análisis de aguas.4

Práctica para la preparación, estandarización y almacenamiento de

soluciones estándar y reactivas para análisis químicos5

3 Libro Anual de Estándares ASTM, Vol. 11.01 4 Libro Anual de Estándares ASTM, Vol. 11.02 5 Libro Anual de Estándares ASTM, Vol. 15.05




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3. TERMINOLOGIA

3.1 Definiciones: Los términos en estos métodos de prueba están definidos de acuerdo con la

terminología establecida en D 1129.

3.1.1 Ciertos usos de la terminología se presentan en la industria del tratamiento del agua que

pueden diferir de estas definiciones. En el apéndice X1 se presenta una discusión de los

términos.

4. SIGNIFICADO Y USO

4.1 Se usa la medición de la acidez y la alcalinidad para asistir en el establecimiento de los

niveles de tratamiento químico para controlar la escarcha, corrosión y otros equilibrios

químicos adversos:

4.2 Los niveles de acidez o alcalinidad son criterios para establecer las solubilidades de

algunos metales, la toxicidad de algunos metales, y la capacidad de buffer de algunas

aguas.

5. PUREZA DE LOS REACTIVOS

5.1 Se deben utilizar reactivos grado químico en todas las pruebas. Al menos que se indique lo

contrario, se entiende que todos los reactivos deben cumplir con las especificaciones del

Comité sobre reactivos analíticos de la Sociedad Química Americana, donde se cuente con

tales especificaciones.6 Se pueden utilizar otros grados, suponiendo que primero se tiene la

certeza que el reactivo es de suficiente alta pureza para permitir su uso sin afectar la precisión

de la determinación.

5.2 Al menos que se indique lo contrario, se deben entender que las referencias al agua

significan agua reactiva que cumple la especificación D 1193, tipo I. Además, el agua

reactiva para esta prueba debe estar libre de dióxido de carbono (CO2) y debe tener un pH

6 Reactivos Químicos de la Sociedad Química Americana, Am. Chemical Soc. Washington DC. Para sugerencias sobre la prueba de reactivos no listados por la Sociedad Química Americana, vea "Analar Standards for Laboratory Chemicals" BDH Ltd., Poole, Dorset, U.K., y la "Farmacopea de los Estados Unidos".




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entre 6.2 y 7.2 a 25 °C. Otro tipo de agua reactiv o puede ser usado provista por una

incertidumbre del agua lo suficientemente alta que permite el uso sin efectos adversos en la

precisión y el error del método. El agua tipo III fue especificada para las pruebas de Round

Robing de los métodos de ensayo. Un procedimiento para la preparación de dióxido de

carbono en Agua esta dado en la Práctica E 200.

6. MUESTREO

6.1 Tome la muestra de acuerdo con las especificaciones D 1192 y las prácticas D 3370 como

sea aplicable.

6.2 El intervalo de tiempo entre el muestreo y el análisis debe ser tan corto como prácticamente

sea posible en todos los casos. Es obligatorio que los análisis por medio del método de

prueba A se realicen el mismo día que se toman las muestras; se desea el análisis

inmediato para aquellas aguas de desecho que contengan sales hidrolizables con cationes

en varias etapas de oxidación.

METODO DE PRUEBA A – TITULACION ELECTROMETRICA

7. ALCANCE

7.1 Este método de ensayo es aplicable a la determinación de la acidez o alcalinidad de aguas

que se encuentren libres de constituyentes que interfieran con las mediciones

electrométricas del pH. Se usa para el desarrollo de una curva de titulación que defina los

puntos de inflexión e indique la capacidad de buffer, si existe alguno. La acidez o

alcalinidad del agua o aquella relativa a un pH particular se determina a partir de la curva.

8. RESUMEN DEL METODO DE PRUEBA

8.1 Para elaborar una curva de titulación que identifique en forma apropiada los puntos de

inflexión, se adiciona ácido o álcali estándar a la muestra en pequeños incrementos y se

toma una lectura de pH después de cada adición. Se grafica los volúmenes acumulados de

la solución adicionada contra los valores de pH observados. Todas las mediciones de pH se

realizan electrométricamente.




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9. INTERFERENCIAS

9.1 Aunque materias aceitosas, jabones, sólidos suspendidos y otros materiales de desecho

pueden causar interferencias con la medición del pH, se pueden retirar estos materiales

para incrementar la precisión, puesto que algunos son un componente importante de la

propiedad de consumo de ácido o álcali de la muestra. En forma similar, el desarrollo de un

precipitado durante la titulación puede empañar el electrodo del vidrio y causar resultados

altos.

10. INTERFERENCIAS

10.1 Aparatos de medición del pH electrométrico, que cumplan los requerimientos dados en los

métodos de prueba D 1293

11. REACTIVOS6

11.1 Acido clohídrico, estándar (0.02 N) (Vea la Nota 1) . Prepare y estandarice como indica

en la práctica E 200, excepto que la titulación se debe realizar en forma electrométrica. El

punto de inflexión que corresponde a la titulación completa de las sales de ácido carbónico

se encontrarán muy cerca de un pH de 3.9.

Nota 1: SE PUEDE UTILIZAR ÁCIDO SULFÚRICO DE NORMALIDAD SIMILAR EN LUGAR DE ÁCIDO CLORHÍDRICO. SEPARE Y

ESTANDARICE DE LA MISMA FORMA.

11.2 Hidróxido de sodio, estándar (0.02 N). Prepare y estandarice como se muestra en la

práctica E 200, excepto que la titulación se debe realizar en forma electromecánica. El

punto de inflexión que corresponde a la titulación completa de la sal de ácido ftálico se

encontrará muy cerca de un pH de 8.6.




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12. PROCEDIMIENTO

12.1 Monte los electrodos de vidrio y referencia en dos de los orificios de un tapón de corcho con

tres orificios escogido para acomodar un beacker Berzelius en forma de tallo de 300 mL sin

un dispensador, o aparato equivalente. Coloque los electrodos en el buffer y estandarice el

medidor de pH, utilizando un buffer de referencia que tenga un que se aproxime al pH

esperado para la muestra (vea los métodos de ensayo D 1293). Enjuague los electrodos,

primero con agua reactiva, luego con una porción de la muestra. Después del enjuague

final; drene el beacker y los electrodos en forma completa.

12.2 Con una pipeta lleve 100 mL de la muestra, ajustada, si es necesario, a temperatura

ambiente, dentro del beacker a través del tercer orificio en el corcho. Sostenga la punta de

la pipeta cerca de la parte inferior del beacker mientras descarga la muestra.

12.3 Mida el pH de la muestra de acuerdo con los métodos de prueba D 1293.

12.4 Adicione bien sea 0.02 N de solución ácida o álcali, como se indique en incrementos de 0.5

mL o menos (vea la nota 2). Después de cada adición, mezcle completamente la solución.

Determine el pH cuando la mezcla haya alcanzado el equilibrio como se indica por medio de

una lectura constante (vea la Nota 3). Se requiere preferiblemente la agitación mecánica

tipo magnética, para esta operación; no se permite el mezclado por medio de una corriente

de gas. Continúe la titulación hasta que se hayan obtenido los datos necesarios para la

curva de titulación.

Nota 2: SI LA MUESTRA REQUIERE APRECIABLEMENTE MÁS DE 25 ML DE SOLUCIÓN ESTÁNDAR PARA SU TITULACIÓN,

UTILICE SOLUCIÓN 0.1 N PREPARADA Y ESTANDARIZADA DE LA MISMA FORMA (VEA LA PRÁCTICA E 200).

Nota 3: UNA CURVA DE TITULACIÓN ELECTROMÉTRICA ES UNIFORME, CON UN CAMBIO PERIÓDICO DE PH EN UNA SOLA

DIRECCIÓN, SI SE LOGRA EL EQUILIBRIO DESPUÉS DE CADA ADICIÓN INCREMENTAL DE TITULANTE, Y PUEDE

CONTENER UNO O MÁS PUNTOS DE INFLEXIÓN. LAS CURVAS IRREGULARES PUEDEN INDICAR QUE NO SE LOGRÓ EL

EQUILIBRIO ANTES DELA ADICIÓN DE INCREMENTOS SUCESIVOS. EL TIEMPO REQUERIDO VARIARÁ CON AGUAS

DIFERENTES PUESTO QUE LAS CONSTANTES DE LA RATA DE REACCIÓN DE EQUILIBRIOS QUÍMICOS DIFERENTES

PUEDEN VARIAR. EN ALGUNOS CASOS EL TIEMPO DE REACCIÓN PUEDE SER UN INTERVALO DE UNOS POCOS

SEGUNDOS MIENTRAS QUE EN OTROS PUEDE SER MÁS PEQUEÑO, LAS REACCIONES MÁS COMPLEJAS PUEDEN

REQUERIR INTERVALO DE TIEMPO MÁS LARGOS. ES IMPORTANTE, POR CONSIGUIENTE, QUE EL PERÍODO DE TIEMPO

SEA SUFICIENTE PARA PERMITIR CUALQUIER CAMBIO SIGNIFICATIVO DEL PH, LOGRADO CON BUENAS PRÁCTICAS DE

LABORATORIO.




(ASTM D 1067)) ACT: 1



12.5 Para desarrollar una curva de titulación, grafique los mililitros acumulados de solución

estándar adicionada a la alícuota de la muestra contra los valores de pH observados. La

acidez o la alcalinidad relativa a un pH particular se pueden determinar a partir de la curva.

TABLA 1 DETERMINACION DE LA PRECISION Y EL ERROR PA RA ACIDEZ Y ALCALINIDAD POR MEDIO DE LA TITULACION ELECTROMÉTRICA (METODO D E PRUEBA A)

Cantidad adicionada,

meq/L

Cantidad encontrada,

meq/L St So Bias %

Acidificada

48.30 48.76 1.25 0.44 +0.94

23.00 22.61 0.68 0.27 -1.67

17.10 16.51 0.71 0.28 -3.47

Alcalinidad

4.90 5.00 0.39 0.12 +2.12

2.46 2.45 0.14 0.06 -0.00

0.51 0.56 0.15 0.05 +10.59

13. CALCULOS

13.1 Calcule la acidez o la alcalinidad, en miliequivalentes por litro, utilizando la ecuación 1:

Acidez (o alcalinidad) meq/L (epm) = AN x 10 (1)

Donde:

A = Acido o alkali estándar requerido para la titulación, mL, y

N = Normalidad de la solución estándar

14. REPORTE

14.1 Reporte los resultados de la titulación para los puntos finales especificados como son la




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acidez (o alcalinidad) para el pH -a - °C = - meq/ L (epm)”

14.2 Los factores apropiados para la conservación de miliequivalentes por litro (epm) a las

unidades están dados en la práctica D 596.

15. PRECISION Y ERROR7

15.1 Los datos de precisión y error mostrados en la Tabla 1 para este método de ensayo

cumplen los requerimientos de la práctica D 2777.

15.2 Las pruebas cooperativas de este método fueron mejoradas con el agua reactivo por los

seis laboratorios usando un operador y tres niveles de concentración para la acidez y la

alcalinidad

15.2 La precisión y el error para este método de ensayo están conformados en la Práctica D

27777-77, la cual fue en todos los métodos de prueba. Mientras lo permita haga el paso 1.4

de la D2777-98, estos datos de precisión y error conocidos existen como requerimientos

para el comité de estudio de interlaboratorio D 19 de métodos de ensayo

METODO DE ENSAYO B - TITULACION ELECTROMETRICA O DE CAMBIO DE COLOR

16. ALCANCE

16.1 Este método de prueba cubre la medición de control de rutina, rápida de la acidez o

alcalinidad a puntos finales prediseñados de aguas que contienen materiales que no permiten

el Buffer al punto final u otros materiales que interfieran con la titulación por razones que

pueden incluir color o precipitación.

17. RESUMEN DEL METODO

7 Los datos de soporte se encuentran en ASTM. Requisición RR: D19-1149




(ASTM D 1067)) ACT: 1



17.1 Se titula la muestra con ácido o álcali estándar hasta un pH diseñado, determinando el punto

final en forma electrométrica o por medio de cambio de color de un indicador interno.

18. INTERFERENCIAS

18.1 El color natural o la formación de un precipitado mientras se titula la muestra puede esconder

el cambio de color de un indicador interno. Los sólidos suspendidos pueden causar

interferencia en titulaciones electrométricas empañando el electrodo de vidrio. Los materiales

de desecho presentes en algunas aguas pueden causar interferencia química con titulaciones

de color destruyendo el indicador. Se pueden obtener resultados variables con aguas que

contengan sustancias oxidantes o reductoras, dependiendo de las condiciones de equilibrio y

la forma en la cual se maneja la muestra.

19. APARATOS

19.1 Aparatos de medición del pH en forma electrométrica - Vea 10.1

20. REACTIVOS

20.1 La solución indicadora verde de Bromocresol (1 g/L). Disuelve 0.1 g de verde de

Bromocresol en 2.9 mL de solución de hidróxido de sodio 0.02 N (NaOH). Disuelva hasta 100

mL con agua.

20.2 Acido clorhídrico estándar (0.02 N) (Nota 1). Vea 11.1, excepto que se puede estandarizar

el ácido por titulación colorimétrica como se muestra en la práctica E 200 cuando se utiliza un

indicador para la titulación de la muestra.

20.3 Solución indicadora metil naranja (0.5 g/L). Disuelva 0.05 g de metil naranja en agua y

diluya hasta 100 mL.

20.4 Solución indicadora metil púrpura (1 g/L). Disuelva 0.45 g de ácido dimetil-

aminoazobenceno O-carboxilico, sal de sodio, en aproximadamente 300 mL de agua. A esta

solución adicione 0.55 g de una tintura azul soluble en agua, indicador de color No. 714,8 y

8 Se refiere a compuestos, que soportan tal número, como se hace la descripción en el "Indicador de color" Sociedad de Tinturistas y Coloristas, Yorloshire, England (1924). El color American Canada Company "Calcocid Blue AX Double" ha sido encontrado satisfactorio para este propósito.




(ASTM D 1067)) ACT: 1



disuelva. Diluya hasta 1 L con agua. Este indicador se puede adquirir comercialmente en

forma preparada.

20.5 Solución indicadora rojo de metilo (1 g/L). Disuelva 0.1 g de rojo metil soluble en agua y

diluya hasta 100 mL.

20.6 Solución indicadora de fenolftaleina (5 g/L). Disuelva 0.5 g de fenolftaleina en 50 mL de

alcohol etílico (95%) y diluya hasta 100 mL con agua.

Nota 4: EL ALCOHOL ETILICO ESPECIALMENTE DENATURALIZADO QUE CUMPLA CON LA FORMULA NO. 3A O 3D DE LA

REVISIÓN INTERNA DEL BUREAU DE U.S PUEDE SER SUBSTITUIDO POR ALCOHOL ETILICO (95%).

20.7 Solución estándar de hidróxido de sodio (0.02 N). Vea 11.2, excepto que el álcali puede

ser estandarizado por titulación colorimétrica como se muestra en la práctica E 200 cuando se

utiliza un indicador para la titulación de la muestra.

21. PROCEDIMIENTO

21.1 Dependiendo del método de titulación a utilizar, lleve 100 mL de la muestra, ajustada, si es

necesario, a temperatura ambiente, dentro de un beaker de forma alta, de 300 mL o un

Erlenmeyer de boca angosta de 250 mL. Mantenga el extremo de la pipeta cerca del fondo del

contenedor mientras descarga la muestra.

21.2 Titule la alicuota electrométricamente al pH correspondiente al punto final deseado (vea la

Nota 5). Cuando se utilice un indicador, adicione 0.2 mL (vea la Nota 6) y titule con ácido 0.02

N (para alcalinidad) o solución de hidróxido de sodio 0.02 N (para acidez) hasta que se note

un cambio persistente de color (vea la Nota 7). Adicione la solución estándar en incrementos

pequeños, agitando vigorosamente el frasco después de cada adición. Cuando se logre el

punto final, se notará un cambio momentáneo de color en esa porción de la muestra con la

cual se mezcla primero el reactivo. A partir de este punto, realice adiciones en forma de gotas.

Nota 5: LA ESCOGENCIA DE PUNTO FINAL DEBERÁ SER HECHA PARA PROPORCIONAR DATOS ÓPTIMOS PARA EL USO O

DESECHO PRETENDIDO DEL AGUA. CUANDO SE USA UN INDICADOR DE COLOR, LOS LISTADOS EN 20.1 Y 20.3 HASTA

20.6 SON LOS USADOS MÁS FRECUENTEMENTE: SE PUEDEN UTILIZAR OTROS INDICADORES SI EL USUARIO TOMA

VENTAJA DE ESTO. LOS DATOS DE CAMBIO DE COLOR Y PUNTO FINAL LISTADOS AQUÍ SE PRESENTAN EN EL APÉNDICE

X2 Y TABLA X2.1




(ASTM D 1067)) ACT: 1



Nota 6: DESPUÉS DE ALGUNA PRÁCTICA, SE PUEDE PREFERIR MÁS O MENOS INDICADOR. EL ANALISTA DEBE UTILIZAR LA

MISMA CANTIDAD DE FENOLFTALEINA EN TODO MOMENTO, SIN EMBARGO, PUESTO QUE HA UN PH DADO, LA

INTENSIDAD DE LOS INDICADORES DE UN COLOR DEPENDE DE LA CALIDAD.

Nota 7: SI LA MUESTRA REQUIERE APRECIABLEMENTE MÁS DE 25 ML DE SOLUCIÓN 0.02 N PARA SU TITULACIÓN, UTILICE

UNA ALICUOTA MÁS PEQUEÑA, O UN REACTIVO 0.1 N PREPARADO Y ESTANDARIZADO DE LA MISMA FORMA (VEA LA

PRÁCTICA E 200).

22. CÁLCULO

22.1 Calcule la acidez o alcalinidad en miliequivalentes por litro, utilizando la ecuación 2:

Acidez (o alcalinidad) meq/L (epm) = (AN/B) x 1000 (2)

Donde: A = Acido o álcali estándar requerido para la titulación, mL N = Normalidad de la solución estándar B = Muestra titulada, mL

23. REPORTE

23.1 Reporte los resultados de la titulación como sigue: "La acidez (o alcalinidad) a - a - °C = -

meq/L (epm)", indicando el pH y la temperatura a la cual se hizo la determinación, o el nombre

del indicador utilizado, por ejemplo, "La acidez para metil naranja a - °C meq/L (epm)".

24. PRECISIÓN Y ERROR7

24.1 Los datos de precisión y error presentados en la Tabla 2 para este método de prueba cumplen

los requerimientos de la práctica D 2777.

24.2 La prueba cooperativa de este método se desarrollo sobre aguas reactivas en seis

laboratorios utilizando un operador cada uno, con tres niveles de concentración para acidez y

alcalinidad.








(ASTM D 1067)) ACT: 1



TABLA 2 DETERMINACIÓN DE LA PRECISIÓN Y EL BIAS PAR A ACIDEZ Y ALCALINIDAD POR

TITULACIÓN ELECTROMETRICA O DE CAMBIO DE COLOR (MÉT ODO DE PRUEBA B)


meq/L


meq/L St So Bias %

Acidificada

48.30 49.06 0.602 0.589 +1.67

23.00 22.83 0.610 0.455 -0.74

17.10 16.84 0.334 0.146 -1.52

Alcalinidad

4.90 4.88 0.156 0.034 -0.41

2.46 1.80 0.080 0.014 -6.25

0.51 0.60 0.044 0.024 -1.96

METODO DE PRUEBA C - TITULACION POR CAMBIO DE COLOR DESPUES DE LA OXIDACION Y EBULLICION CON PEROXIDO DE HIDROGENO

25. ALCANCE

25.1 Este método de prueba está diseñado específicamente para drenaje de minas, corriente de

superficie que reciban drenajes de minas, agua de desecho industrial que contengan ácido de

desecho y sus sales, y aguas similares que contengan cantidades sustanciales de hierro

ferroso u otros cationes polivalentes en un estado reducido.

25.2 Puesto que la oxidación y la hidrólisis de hierro ferroso genera acidez, una medida confiable

de la acidez o alcalinidad se obtiene solamente cuando se logra la oxidación y la pirolisis

completa de las sales férricas (vea el apéndice X3). En muchos casos, la concentración de

hierro ferroso es tal que no es suficiente un período de ebullición de 2 minutos para garantizar

la oxidación completa. En este método de prueba, se adiciona peróxido de hidrógeno antes de

la ebullición para acelerar las reacciones químicas necesarias para el equilibrio.

25.3 Este método de prueba puede ser utilizado para determinar los requerimientos de álcali

aproximados para la neutralización y garantizar la comparabilidad de los resultados cuando se

encuentre en consideración los flujos de alcalinos y ácidos en tratamiento de drenajes de

minas.

26. RESUMEN DEL MÉTODO DE PRUEBA




(ASTM D 1067)) ACT: 1



26.1 Se determina el pH de la muestra. Se adiciona ácido estándar como sea necesario para

disminuir el pH hasta 4.0 o menos. Se adiciona peróxido de hidrógeno (H2O2), se hace hervir

la solución y finalmente se titula mientras se encuentra caliente para el punto final de la

fenolftaleina, o se enfría y titula electrométricamente con álcali estándar hasta pH = 8.2, el

punto final deseado.

27. INTERFERENCIAS

27.1 El color natural o la formación de un precipitado con color durante la ebullición puede

esconder el cambio del punto final de la fenolftaleina requiriendo un medidor de pH para la

titulación. Los sólidos suspendidos pueden causar empañamiento en las titulaciones

electrométricas; sin embargo, se realiza la compensación por medio de una pausa de 15

segundos entre las adiciones de álcali o por la adición de gotas de titulante cuando se logre el

pH diseñado.

27.2 El ácido estándar adicionado antes de la ebullición neutraliza los componentes volátiles, por

ejemplo, bicarbonatos que contribuyen a la alcalinidad y, de aquí, se disminuye esta fuente de

error.

28. APARATOS

28.1 Aparatos de medición electrométrico de pH . Vea 10.1.

29. REACTIVOS

29.1 Peróxido de hidrógeno (solución al 30% de H2O2).

29.2 Solución indicadora de fenolftaleina (5 g/L ). Vea 20.6.

29.3 Hidróxido de sodio, estándar (0.02 N). Prepare y estandarice como se indica en la práctica

E 200.

29.4 Acido sulfúrico estándar (0.02 N ). Prepare y estandarice como se indica en la práctica E

200.

Nota 8: SE PUEDE UTILIZAR ÁCIDO CLORHÍDRICO DE NORMALIDAD SIMILAR EN LUGAR DE ÁCIDO SULFÚRICO. PREPARE Y

ESTANDARICE DE LA MISMA FORMA.




(ASTM D 1067)) ACT: 1



30. PROCEDIMIENTO

30.1 Con una pipeta lleve 50 mL de la muestra dentro de un beaker de 250 mL.

30.2 Mida el pH de la muestra (vea los métodos de prueba D 1293). Si el pH se encuentra por

encima de 4.0, adicione incrementos de 5 mL de H2SO4 estándar para disminuir el pH hasta

4.0 o menos (vea la Nota 8).

30.3 Adicione solamente 5 gotas de H2O2.

30.4 Caliente la muestra hasta la ebullición y continúela por 2 hasta 4 minutos.

30.5 Si la muestra pierde color, enfríe a la temperatura ambiente y titule electrométricamente con

solución de hidróxido de sodio estándar hasta un pH de 8.2, correspondiente al punto final

deseado. Si la muestra es incolora, titule hasta el cambio de color de la fenolftaleina mientras

se encuentra caliente.

31. CÁLCULO

31.1 Calcule la acidez en miliequivalentes por litro utilizando la ecuación 3 o 4:

31.1.1 Acidez (hervido y oxidado), meq/L (epm) = (BNb/S) x 1000 (3)

31.1.2 Donde se adicione ácido sulfúrico:

Acidez (hervido y oxidado), meq/L (epm)

= [(BNb - ANa)/S] x 1000 (vea la nota 11) (4)

Donde:

A = H2SO4 adicionado a la muestra, mL B = Solución de NaOH requerida para titular la muestra, mL Na = Normalidad del H2SO4 Nb = Normalidad de la solución NaOH S = Muestra utilizada, mL




(ASTM D 1067)) ACT: 1



Nota 9: UNA ACIDEZ NEGATIVA REPRESENTA UN EXCESO DE ALCALINIDAD CONTRIBUIDA POR CONSTITUYENTES TALES

COMO BICARBONATOS.

32. REPORTE

32.1 Reporte los resultados de la titulación como sigue: "La acidez (hervido y oxidado) hasta un pH

de - (o fenolftaleina) = - meq/L (epm)".

33. PRECISIÓN Y ERROR7

33.1 Los datos de la precisión y el error presentados en la Tabla 3 para este método de prueba

cumplen los requerimientos de la práctica D 2777.

33.2 La prueba cooperativa de este método de prueba se llevó a cabo en aguas reactivas por seis

laboratorios utilizando un operador cada uno, con tres niveles de concentración para acidez y

alcalinidad.





34. CONTROL DE CALIDAD

34.1 La certeza de los valores analíticos obtenidos usados en estos métodos son validos y

precisos dentro los límites de confidencialidad del método, los siguientes procedimientos de

QC deben ser seguidos cuando se analiza la acidez y la alcalinidad

34.1.1 Calibración y verificación de la Calibración

34.1.1.1 Calibre de acuerdo al método de ensayo D 1293

34.1.1.2 Verifique la calibración del Instrumento después de la estandarización por el análisis del

pH de la Solución.

34.1.1.3 Si la calibración no es verificada, recalibre el instrumento.




(ASTM D 1067)) ACT: 1



34.1.2 Demostración Inicial de la Capacidad del Laboratorio:

34.1.2.1 Si un laboratorio no tiene que mejorar de acuerdo al anterior procedimiento, o si el

cambio ha sido mayor en el sistema de medición, por ejemplo, un nuevo analista, un

nuevo instrumento, etc., el estudio de la precisión y el error se deben mejorar para

demostrar la capacidad del laboratorio.

34.1.2.2 Analice siete réplicas de una solución estándar preparada de un Material de Referencia

Independiente que contiene la mitad del rango de concentración de alcalinidad o acidez.

La matriz y el químico de la solución deben ser equivalentes a la solución usada en el

estudio. Cada réplica debe tomarse a través de un completo método de ensayo

incluyendo alguna muestra en los pasos del pre-tratamiento. Las replicas pueden ser

interceptada con las muestras.

34.1.2.3 Calcule la media y al desviación Estándar de los siete valores y compare los rangos de

aceptabilidad del error en las secciones 15, 24 o 33. Si la concentración es otra que la

que se recomienda , refiérase al método de ensayo D 5847 para la información sobre la

aplicación del método F y el método t en la evaluación de la aceptabilidad de la medi y la

desviación estándar

34.1.3 Muestras de Control del Laboratorio (LCS)

34.1.3.1 Asegure que los métodos de ensayo están en control, analice una LCS que contenga

una concentración en el rango de la acidez o alcalinidad con cada set de 10 muestras. Si

un gran número de muestras es analizado, la muestra de LCS de debe analizar cada 10

muestras. La LCS deberá ser analizada con todos los pasos del método de análisis

incluyendo todo el pretratamiento de la muestra. Los resultados obtenidos para la LCS

deberán caer dentro de ± el 15 % de las concentraciones conocidas.

34.1.3.2 Si los resultados no están dentro de los límites de precisión, detenga el análisis de las

muestras hasta que se haga la corrección y todas las muestras deben ser reanalizadas o

los resultados deberán ser cualificados con una indicación de que ellos no están dentro

del criterio del método de ensayo.

34.1.4 Duplicado:




(ASTM D 1067)) ACT: 1



34.1.4.1 Chequee la precisión de las muestras de análisis, analice una muestra por duplicada en

cada set de muestras.

34.1.4.2 Calcule la desviación estándar de un duplicado de valores y compare la precisión en el

estudio usando el método F. Refiérase ala sección 6.4.4 del método de ensayo D 5847

para la información de aplicación del método F.

34.1.4.3 Si los resultados exceden los límites de precisión, el bache de muestras deberá ser

reanalizado o los resultados deberán ser cualificados con una indicación que indique los

que no caen dentro de los criterios del método de ensayo.

34.1.5 Material de Referencia Independiente (IRM):

34.1.5.1 La verificación de los valores cuantitativos producidos por el método de ensayo se

analizan con un material de referencia Independiente (IRM) sometido como una muestra

regular (si el la práctica) del laboratorio de por lo menos una de cuatro. La concentración

de la IRM deberá ser del rango medio de concentración para le alcance del método. Los

valores obtenidos deberán estar dentro de los límites de control establecidos por el

laboratorio.

35. PALABRAS CLAVES

34.1 Acidez; alcalinidad; titulaciones; agua.

TABLA 3 DETERMINACIÓN DE LA PRECISIÓN Y EL ERROR PARA ACIDE Z POR TITULACIÓN DE CAMBIO DE COLOR DESPUÉS DE LA OXIDACIÓN Y EBULLICIÓ N CON PERÓXIDO DE

HIDRÓGENO (MÉTODO DE PRUEBA C)


meq/L


meq/L St So Error %

Acidificada

48.30 49.06 1.28 0.48 +1.57

23.00 23.00 0.46 0.37 0.00

0.07 0.15 0.12 0.69 +106.0

APENDICES




(ASTM D 1067)) ACT: 1



(Información obligatoria)

X1. DISCUSION DE LOS TERMINOS

X1.1 Los términos, acidez y alcalinidad, según se usan en el análisis del agua no pueden estar de

acuerdo con la terminología generalmente aceptada con un punto neutral a pH 7. En el análisis del

agua, un pH de aproximadamente 4.5 es frecuentemente el punto final por titulación de alcalinidad y

un pH de aproximadamente 8.2 para la acidez.

X1.2 Además del hidróxido libre, la alcalinidad se puede producir por aniones que tienden a

hidrolizar; estos incluyen carbonato, bicarbonato, silicato, fosfato, arsenato, aluminato, posiblemente

fluoruros y ciertos aniones orgánicos en aguas de desecho. Todos los efectos debido a estos aniones

se agrupan en el análisis de alcalinidad.

X1.3 Los factores que causan la acidez en el agua son también complejos. Los materiales acídicos

encontrados en el análisis del agua incluyen, además de orgánicos libres y ácidos minerales, gases

disueltos no combinados y ácidos formados sobre la hidrólisis de sales de bases débiles y ácidos

fuertes. Las sales hidrolizables de aluminio y hierro férrico y ferroso en el drenaje de las minas y

ciertas aguas de desecho industrial, son causas comunes de la acidez. Las determinaciones del

acidez en aguas que contengan hierro ferroso son más complicadas por la oxidación del aire de los

ferrosos al estado férrico y la subsecuente hidrólisis para producir acidez adicional.

X1.4 Puesto que algunas muestras de aguas cambian durante el almacenamiento, los análisis se

deben hacer sin retardo o pueden ser de poco valor. La interpretación de la acidez y la alcalinidad

debe ser hecha en forma cuidadosa. Para un mayor entendimiento de la materia, se recomienda que

el analista revise la literatura9,10,11. Luego, el analista puede tener la capacidad de desarrollar una

interpretación de estos datos en forma mejor para sus necesidades particulares.

X2. INDICADORES INTERNOS ACIDO-BASE

X2.1 La Tabla X2.1 se proporciona como una guía en la selección de un indicador de titulación para

las determinaciones de acidez y alcalinidad.

9 Hem. J.D., "Estudio e interpretación de las características químicas de agua natural", documento de investigación geologica de suministro de agua 1473, 1959, paginas 92-100. 10 Agua lluvia, F.II y Thatcher, LL, "Método para la colección y análisis de muestra de agua", documento de la investigación geologica de suministro de agua 1454, 1950, páginas 87-95. 11 Sawyer, C. N., Química para ingenieros sanitarios". McGraw-Hill Book Co., Inc., New York, NY, 1960 páginas 211-227.




(ASTM D 1067)) ACT: 1



TABLA X2.1 PH DE LOS PUNTOS FINALES EQUIVALENTES PA RA EL CAMBIO DE COLOR DE LOS INDICADORES

Indicador Rango Punto final

pH Color PH Color Fenolftaleina 8.0 hasta 10 Rojo incoloro 8.2 Rosado Metil naranja 3.2 hasta 4.4 Rosado-amarillo 4.2 Rosado-Naranja Metil púrpuraA 4.8 hasta 5.5 Púrpura-verde 4.9 Gris-púrpura Metil rojo 4.2 hasta 6.2 Rosado-amarillo 5.5 Naranja Verde bromcresol 4.0 hasta 5.4 Amarillo-azul 4.5 Verde Azul bromfenol 3.0 hasta 4.6 Amarillo-azul 3.7 Verde A Disponible como reactivo preparado de la mayoría de las casas de suministro de químicos.

X3. USOS DEL METODO DE PRUEBA CON PEROXIDO DE HIDRO GENO

X3.1 El método de prueba con peróxido de hidrógeno es particularmente adecuado para evaluar la

acidez de aguas de drenajes de minas que se descarguen dentro de corrientes públicas. Bajo tales

condiciones, el hierro ferroso es rápidamente oxidado al estado férrico, resultando en la precipitación

de Fe(OH)3:

2 Fe+2 + ½ O2 + 4 OH-1 + H2O → 2 Fe (OH)3 (X3.1)

X3.2 La presencia de hierro ferroso en aguas crea un problema de doble aspecto. Primero, la

solubilidad del ión ferroso a un pH de 8.2 (punto final de la fenolftaleina) es apreciable y el potencial

ácido completo del agua no se puede evaluar por titulación directa hasta este punto final. Segundo, a

un pH de 8.2, el hierro ferroso soluble se oxida rápidamente debido al oxígeno atmosférico. La

hidrólisis subsecuente del ión férrico resultante disminuye inmediatamente el pH, resultando en un

punto final erróneo.

X3.3 Ambos problemas se puede evitar oxidando el ión ferroso con peróxido de hidrógeno antes de

la titulación:

2 Fe+2 + H2O2 + 2H+1 → 2 Fe+3 + 2H2O (X3.2)

Durante la titulación subsecuente, se precipita el ión férrico como hidróxido férrico:

Fe+3 + 3 OH-1 → Fe(OH)3 (X3.3)




(ASTM D 1067)) ACT: 1



Observe que en las ecuaciones X3.2 y X3.3, el efecto neto es que se consumen dos iones

hidroxílicos por cada ión ferroso originalmente presente, aunque el producto final en cada caso es

hidróxido férrico.

X4. RAZONAMIENTO PARA DISCONTINUAR DE LOS METODOS D E PRUEBA

X4.1 Titulación por comparación de color:

X4.1.1 Este método de prueba fue discontinuado en 1988. El método de prueba se puede encontrar

completamente en el anuario de las normas ASTM 1988, Vol 11.01.

X4.1.2 Este método de prueba es aplicable para el control rutinario utilizado en la determinación de la

acidez o alcalinidad hasta un punto final particular de aguas que contengan materiales que no

soporten el buffer al punto final o interfieran con la titulación debido a color o precipitación, o debido a

cualquier otra razón.

X4.1.3 Se titula la muestra con ácido o álcali estándar hasta un pH pre-establecido, el punto final se

determina por comparación del color desarrollado por un indicador adicionado con el color de una

solución buffer estándar que contenga el mismo indicador adicionado.

X4.1.4 Este método de prueba fue discontinuado porque no existían suficientes laboratorios

interesados en participar en otro estudio cooperativo para obtener la precisión y el error necesario

requerido por la práctica D 2777.

X4.2 Titulación por cambio de color después de la ebullición:

X4.2.1 Este método de prueba fue discontinuado en 1988. El método de prueba se puede encontrar

completamente en el anuario de las normas ASTM 1988, Vol 11.01.

X4.2.2 Este método de prueba es aplicable para el control rutinario de la medición de acidez o

alcalinidad de aguas que contengan concentraciones de materiales lentamente hidrolizables

suficientes para retardar en forma significativa el logro de las condiciones de equilibrio en un punto

final de la titulación. Es particularmente aplicable a drenajes de minas, aguas de desecho industrial

que lleven ácidos de desecho, y aguas similares. Los componentes volátiles que contribuyan a la

acidez o alcalinidad del agua se pueden perder durante el pre-tratamiento de la muestra.




(ASTM D 1067)) ACT: 1



X4.2.3 Se hierve la alícuota de la muestra (acidificada si es alcalina) para acelerar las reacciones

químicas con el fin de lograr las condiciones de equilibrio, se enfría y titula con ácido o álcali estándar

hasta un punto final pre-establecido. La titulación se lleva a cabo por medio de un indicador interno

utilizando el procedimiento de cambio de color descrito en el método de prueba B (titulación

electrométrica o de cambio de color).

X4.2.4 Este método de prueba fue discontinuado porque no existían suficientes laboratorios

interesados en participar en otro estudio cooperativo para lograr la precisión y el error necesario

requerido por la práctica D 2777.

RESUMEN DE LOS CAMBIOS

Esta sección identifica la ubicación de los cambios seleccionados para estos métodos de prueba que

han sido incorporados desde la última edición. Por conveniencia del usuario, el Comité D-19 ha

resaltado aquellos cambios que pueden tener impacto en el uso de estos métodos de prueba. Esta

sección también puede incluir las descripciones de los cambios o razones para los cambios, o

ambos.

(1) Se adicionaron las secciones 15, 24 y 33 y las tablas 1, 2 y 3.




(ASTM D 1067)) ACT: 1



RELACIÓN DE NOVEDADES Y CAMBIOS

Fecha Novedad Página/Capitulo Motivo

2005-07-11 Actualización

N° 2

Todo el

Documento

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149059541-Metodo-Ensayo-Alcalinidad-Agua-Astm-d1067.pdf