Determinacion de COT Volumètrico

DETERMINACION DE COT

CODIGO: PA MFQ-39EDICION No. 01FECHA EMISION: 2015-01-19TIPO DE COPIA: controlada

Página 1 de 7

ELABORADO POR REVISADO APROBADO



Página 2 de 7

COT CARBONO ORGÀNICO TOTAL MÈTODO WALKLEY AND BLACKCOMBUSTION HUMEDA TITULOMETRICO

1. ALCANCE

Este procedimiento analítico se utiliza para la determinación del Carbono Orgánico Total;el cual aplica para agua potable, aguas superficiales, efluentes domésticos e industriales,y aguas subterráneas.

2. DEFINICION

El carbono orgánico total (COT) es la cantidad de carbono unido a compuestos orgánicosno volátiles; algunos de tales compuestos del carbono pueden ser sometidos a unaoxidación posterior por procesos químicos o biológicos. Este mensurando se usafrecuentemente como un indicador no específico de la calidad del agua. Para determinarla cantidad de carbono orgánico, las moléculas orgánicas deben romperse en unidades decarbono simples y ser convertidas en una forma molecular sencilla que pueda medirse deforma cuantitativa.Los métodos de COT se cuantifican por la cantidad de CO2 que se genera al oxidar lamateria orgánica presente en la muestra, por mediode la utilizaciónde fuentes como calory oxígeno, irradiación ultravioleta, oxidantes químicos, o combinaciones de dichosoxidantes, en condiciones específicas de temperatura y tiempo paraconvertir el carbonoorgánico en dióxido de carbono. El CO2 puede medirse directamente en un analizadorinfrarrojo no dispersivo, puede ser reducido a metano y medido con un detector deionización de llama, o puede ser titulado químicamente.

3. PRINCIPIO DEL MÈTODO

La determinación del COT se basa en una oxidación incompleta del carbono orgánico poruna mezcla oxidante de dicromato de potasio y ácido sulfúrico concentrado, acentuadapor el alto calor de disolución en agua del H2SO4 (110- 130 ºC) dependiendo de latemperatura inicial de los reactivos, contenido de materia orgánica y tamaño del recipientede reacción. La cantidad de agente oxidante consumido en esta, se determina pormediovolumétrico. Titulando el exceso de los miliequivalentes de K2Cr2O7 se puedeobtener por diferencia, el dicromatoque oxidó el carbono orgánico; los cualescorresponden a los miliequivalentes de carbono oxidado, con una solución deconcentración conocida de FAS (sal de Mohr o sulfato ferroso amoniacal[Fe(NH4)2(SO4)2]·6H2O). Además se debe asegurar que la concentración del dicromato de



Página 3 de 7

potasio empleada en la mezcla, tenga una intensidad oxidativa constante, por lo que lamuestra no debería consumir más del 80 % del dicromato añadido.El agregado de H3PO4 85 % y NaF antes de la titulación, mejora notablemente ladefinición del punto final al eliminar los iones férricos presentes en el sistema.Por otra parte, Allan Walkley y Amstrong Black encontraron que por medio de esteprocedimiento tan sólo el 77 % del carbono orgánico es oxidado, por lo que el resultadodebe multiplicarse por un factor de 100/77=1,299 para compensar esta perdida.

4. INTERFERENCIAS

El carbono inorgánico presente en la muestra produce una interferencia positiva, la cualse elimina al acidificar y airear la muestra antes de la determinación.Las interferencias más comunes son los iones Cl- , Mn2+ y Fe2+ los cuales son capaces dereducir los iones Cr6+ a Cr3+ originado resultados aparentemente con mayores cantidadesde materia orgánica, y los NO3

- provocarían el efecto inverso dando valores bajosdecarbono. De todas estas interferencias la más marcada es la del ion cloruro, puesto queen pequeñas concentraciones es capaz de reducir el Cr6+. Esta interferencia de clorurosse puede eliminar agregando AgSO4 al H2SO4(1,25 g / 100 mL). No existe unprocedimiento conocido para compensar las otras interferencias, aunque en las muestraspreparadas; el aire ayuda a oxidar estos elementos y eliminan esta interferencia, yademás estas deben estar en muy altas concentraciones para introducir erroresponderables al método. En cuanto al nitrato sólo interfieren cuando la concentraciónexcede el 5 % del contenido de carbono orgánico.

5. MUESTREO Y PRESERVACION DE LA MUESTRA

Recolectar la muestra en envases de vidrio o plástico. Refrigerar a una temperatura ≤6ºC,mantener en la oscuridad. Si no se analiza inmediatamente luego de extraída la muestra,acidificar con HCl o H2SO4 hasta pH < 2 y refrigerar. Ver Procedimiento de toma demuestra Código PTE FQ-01.

6. EQUIPOS Y MATERIALES

Bureta de 25 o 50 mL Cabina de extracción de gases Placa de agitación magnética Agitadores magnéticos Matraces erlenmeyer 250 mL Matraces aforados de 100, 500, y 1000 mL Pipetas aforadas de 2, 10, 20, 50 mL Pipetas graduadas de 5 y 10 mL



Página 4 de 7

7. REACTIVOS

Todos los reactivos empleados deben ser de calidad analítica.

7.1 Solución de Dicromato de Potasio 1N

Pesar 49.03 g de dicromato de potasio (K2Cr2O7) previamente secado a 150º C por 2horas, y disolver en agua destilada o desionizada para componer 1 litro de solución.

7.2 Solución de FAS0,5 N

Disolver 196,07 g de FAS, sulfato ferroso amoniacal en 800 mL de agua destilada yadicionar 20 mL de H2SO4 concentrado, dejar enfriar y diluir a 1 litro. Este compuestoreduce notablemente su potencial reductor en presencia del oxígeno atmosférico, por loque es imprescindible valorar esta solución inmediatamente antes de su uso.

Estandarización: Tomar una alícuota de 10 mL de K2Cr2O71N agregándole 30 mL deH2SO4 concentrado y una microcucharada (aprox. 0,2 g) de NaF completar con aguadestilada hasta 100 mL y se titula con la solución de FAS, utilizando Difenilamina oFerroina como indicador.

7.3 Solución de FAS 0,25 N

Disolver 98,04 g de FAS, sulfato ferroso amoniacal en 800 mL de agua destilada yadicionar 20 mL de H2SO4 concentrado, dejar enfriar y diluir a 1 litro. Este compuestoreduce notablemente su potencial reductor en presencia del oxígeno atmosférico, por loque es imprescindible valorar esta solución inmediatamente antes de su uso.

Estandarización: Tomar una alícuota de 5 mL de K2Cr2O71N agregándole 30 mL deH2SO4 concentrado y una microcucharada (aprox. 0,2 g) de NaF completar con aguadestilada hasta 100 mL y se titula con la solución de FAS, utilizando Difenilamina oFerroina como indicador.

2 2 7 2 2 7..K Cr O K Cr O

FAS

Vol NN

Vol gastadode FAS

7.4 Solución Indicadora de Difenilamina

Pesar 0,5 g de Difenilamina y disolverlos en una mezcla de 100 mL de H2SO4 concentradoy 20 mL de agua destilada o desionizada.



Página 5 de 7

7.5 Solución Indicadora de Ferroina

Se disuelven 1,485 g de 1,10-fenantrolina (O-fenantrolina) monohidratada y 0,695 g deFeSO4·7H2O en agua destilada para componer 100 mL. Esta solución puede ser adquiridacomercialmente como Ferroina™.

7.6 Solución Estándar de 200 mg C/L

Pesar 0,4255 g de FHK, ftalato acido de potasio y disolver en agua destila o desionizada yunas gotas de H2SO4 concentrado y llevar con agua hasta 1 litro de solución. Estasolución debe almacenarse bajo refrigeración.

7.7 Solución Estándar 1.00 mL = 1.00 mg C

Pesar 2,1254 g de FHK, ftalato acido de potasio y disolver en agua destila o desionizada yunas gotas de H2SO4 concentrado y llevar con agua hasta 1 litro de solución. Estasolución debe almacenarse bajo refrigeración.

NOTA: Usar agua destilada, desionizadao libre de materia orgánica para la preparación yestandarización de todas las soluciones.

8. PROCEDIMIENTO

a) Tomar 50 mL de muestra o un volumen adecuado, dependiendo de la cargaorgánica presente en la muestra a un matraz erlenmeyer de 250 mL.

b) Agregar 5 mL de una solución K2Cr2O7 1N y con precaución verter 10 mL deH2SO4 concentrado y agitar constantemente (este paso realizarlo en campanaextractora, por los gases tóxicos que se generan).

c) Esperar por un tiempo de 30 minutos para que sucedala reacción, posteriormentellevar hasta un volumen de 100 mL con agua destilada.

d) Adicionar 5 mL de H3PO4concentradoy una microcucharada (0,2 g) de NaF.e) Agregar de 3 a 5 gotas de la solución indicadora Ferroina o una solución de

Difenilamina.f) Titular la muestra con una solución de FAS, [Fe(NH4)2(SO4)2]·6H2O de

concentración conocida, 0,5 N para muestras con concentraciones bajas y titularcon 0,25 N para concentraciones altas, hasta el punto final.

g) Realizar simultáneamente un blanco preparado con agua destilada como muestray todos los reactivos que se utilizan en el procedimiento.

h) Tomar 50 mL del estándar de control de 200 mg/L y titularlo con FAS 0,25 N



Página 6 de 7

8.1 Procedimiento con indicador Difenilamina

Titule con una solución de FAS0,5N o 0,25N hasta que se observe un cambio de color delazul violeta a verde, el cual indica el punto final de la reacción.

8.2 Procedimiento con indicador Ferroina

Titule con solución de FAS0,5N o 0,25N. El color de la solución al inicio es amarillonaranja a verde oscuro, dependiendo de la cantidad del dicromato remanente que se

torna aun gris turbio antes del punto final y entonces cambia bruscamente a rojo vino queindica el punto final.

NOTA: Es importante tapar los erlenmeyer con papel aluminio mientras se realiza laoxidación, ya que las partículas de polvo del ambiente pueden ser oxidadas por eldicromato causando errores por exceso. Esta oxidación debe ser realizada bajo campanade extracción, por los gases que se generan.

9. CALCULOS Y EXPRESION DE RESULTADOS

Para calcular el valor de COT se utiliza la siguiente ecuación:

( / ) 3896. ( )A A B BN V N V

COT mgC LVol demuestra mL

Expresada como mg C/L. Dónde:

NA Normalidad del dicromatoVA Volumen (mL) de dicromatoNB Normalidad del FASVB Volumen (mL) de FAS consumido en la titulación.NAVA Cantidad total de miliequivalentes de dicromato usados.NBVB Cantidad de miliequivalentes de dicromato en exceso.NAVA - NBVB Los miliequivalentes de dicromato que oxidó el carbono orgánico.

10. CONTROL DE CALIDAD

10.1 Cada vez que se realice este ensayo, leer un estándar de control de 200 mg C/L.Se aceptaran valores que tengan un error de ± 10%

10.2 Leer por cada lote de muestras un adicionado, y un duplicado del adicionado.Se aceptaran valores que presenten un porcentaje de recuperación entre el 80% y120%y un %RSD ≤ 10% respectivamente.



Página 7 de 7

11. BIBLIOGRAFÍA

Manual de Métodos Analíticos, SIAN

APHA-AWWA-WPCF, Standard Methods for the Examination of Water and

Wastewater, 22th edition.

Manual de Aseguramiento de la Calidad MAC 01

12. REGISTROS.

-Planilla de realización de realización de ensayos COT código FTE 138-Carta de Control código FTE 29-Control de Calidad Analítico de Duplicados FTE 116-Control de Calidad Analítico de Adicionados FTE 117

CONTROL DE CAMBIOSEDICION FECHA DESCRIPCION DE LA MODIFICACIÓN

01 2015-01-19 EDICION ORIGINAL

Documents

Determinacion de COT Volumètrico