NTC 3629-2002. Determinación de DQO

NORMA TÉCNICA NTC COLOMBIANA 3629

2002-05-29 CALIDAD DEL AGUA. DEMANDA QUÍMICA DE OXÍGENO (DQO) E: WATER QUALITY. DETERMINATION OF CHEMICAL

OXYGEN DEMAND, COD.

CORRESPONDENCIA: DESCRIPTORES: calidad del agua; demanda química de

oxígeno I.C.S.: 13.060.50 Editada por el Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación (ICONTEC) Apartado 14237 Bogotá, D.C. - Tel. 6078888 - Fax 2221435

Prohibida su reproducción Primera actualización

Editada 2002-06-12

PRÓLOGO El Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación, ICONTEC, es el organismo nacional de normalización, según el Decreto 2269 de 1993. ICONTEC es una entidad de carácter privado, sin ánimo de lucro, cuya Misión es fundamental para brindar soporte y desarrollo al productor y protección al consumidor. Colabora con el sector gubernamental y apoya al sector privado del país, para lograr ventajas competitivas en los mercados interno y externo. La representación de todos los sectores involucrados en el proceso de Normalización Técnica está garantizada por los Comités Técnicos y el período de Consulta Pública, este último caracterizado por la participación del público en general. La NTC 3629 (Primera actualización) fue ratificada por el Consejo Directivo el 2002-05-29. Esta norma está sujeta a ser actualizada permanentemente con el objeto de que responda en todo momento a las necesidades y exigencias actuales. A continuación se relacionan las empresas que colaboraron en el estudio de esta norma a través de su participación en el Comité Técnico 000016 Gestión Ambiental. Agua AMBIENCOL INGENIEROS LTDA BAVARIA S.A. CERVECERÍA LEONA CONCESIONARIA TIBITOC EMPRESA DE ACUEDUCTO Y ALCANTARILLADO DE BOGOTÁ INSTITUTO DE ESTUDIOS AMBIENTALES, IDEAM

IVONNE BERNIER LABORATORIO, LTDA, IBLAB LAQMA LTDA MINISTERIO DE DESARROLLO MINISTERIO DEL MEDIO AMBIENTE POSTOBÓN S.A UNIVERSIDAD INNCA DE COLOMBIA

Además de las anteriores, en Consulta Pública el proyecto se puso a consideración de las siguientes empresas: ACEITES Y GRASAS VEGETALES S.A. ACIPET ACODAL ALPINA PRODUCTOS ALIMENTICIOS S.A. ANTEK S.A. ASOCIACIÓN COLOMBIANA DE INGENIEROS DE PETRÓLEOS ASOCIACIÓN COL. DE INDUSTRIAS PLÁSTICAS ASOCIACIÓN NACIONAL DE INDUSTRIALES, ANDI BAYER S.A. CARVAJAL S.A. CENTRAGAS CEMENTOS BOYACÁ S.A. CERVECERÍA UNIÓN S.A.

COMPAÑÍA COLOMBIANA AUTOMOTRIZ COMPAÑÍA NCIONAL DE VIDRIOS S.A. CORNARE DAMA EMPRESA COLOMBIANA DE PETRÓLEOS, ECOPETROL EMAC LTDA EMPRESA DE ENERGÍA DE BOGOTÁ EMPRESAS PÚBLICAS DE MEDELLÍN ESCOBAR Y MARTÍNEZ FROGORÍFICO GUADALUPE GASEOSAS LUX S.A. GOBERNACIÓN DE CUNDINMARCA GRIFFITH COLOMBIA S.A. GRUPO AMBIENTAL INPTECO INCOLBESTOS S.A.

INGEOMINAS INSTITUTO COL. AGROPECUARIO, ICA INSTITUTO NACIONAL DE SALUD INTEGRAL S.A. LARKIN LTDA MINIPAK LTDA MINISTERIO DE MINAS Y ENERGÍA MINISTERIO DE TRANSPORTE NESTLE DE COLOMBIA S.A. PANAMCO COLOMBIA PELDAR LTDA PROMIGAS S.A. SIEMENS SOCIEDAD ANONIMA SIKA ANDINA S.A.

SOCIEDAD COLOMBIANA DE TOXICOLOGÍA SOCIEDAD DE ACUEDUCTO, ALCANTARILLADO Y ASEO DE BARRANQUILLA SUPERINTENDENCIA DE INDUSTRIA Y COMERCIO TEFCO LTDA UNIVERSIDAD CATÓLICA DE MANIZALES UNIVERSIDAD DE ANTIOQUIA UNIVERSIDAD DE LA SALLE UNIVERSIDAD JAVERIANA UNIVERSIDAD JORGE TADEO LOZANO UNIVERSIDAD LIBRE UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA

ICONTEC cuenta con un Centro de Información que pone a disposición de los interesados normas internacionales, regionales y nacionales.

DIRECCIÓN DE NORMALIZACIÓN

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA NTC 3629 (Primera actualización)

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CALIDAD DEL AGUA. DEMANDA QUÍMICA DE OXÍGENO (DQO) A. INTRODUCCIÓN La medición de la demanda química de oxígeno (DQO) se define como la cantidad especificada de un oxidante que reacciona con la muestra bajo condiciones controladas. La cantidad de oxidante consumida se expresa en términos de su equivalente de oxígeno. Debido a sus propiedades químicas únicas, el ion dicromato (Cr2O7

-2) es el oxidante especificado en los métodos B, C, y D; éste se reduce al ion crómico (Cr3+) en estos ensayos. Ambos componentes orgánico e inorgánico de una muestra están sujetos a la oxidación, pero en la mayoría de los casos el componente orgánico predomina y es el de mayor interés. Si se desea medir la DQO orgánica o inorgánica, los pasos adicionales no están citados en esta norma pero deben tenerse en cuenta para distinguir uno de otro. El DQO es un ensayo definido; la extensión de la oxidación de las muestras se puede afectar por el tiempo de digestión, la fuerza del reactivo, y la concentración de DQO en la muestra. El DQO se usa con frecuencia para medir contaminantes en aguas residuales y en aguas naturales. Otros valores analíticos relacionados son la demanda bioquímica de oxígeno, DBO, el carbono orgánico total, COT, y la demanda de oxígeno total, DOT. En algunos casos es posible correlacionar dos o más de éstos valores para una muestra dada. El DBO es una medición del oxígeno consumido por microorganismos bajo condiciones específicas; el COT es una medición de carbono orgánico en una muestra; el DOT es una medida de la cantidad de oxígeno consumido mediante todos los elementos en una muestra cuando se alcanza la oxidación completa (total). En un análisis de DQO, se generan residuos peligrosos de mercurio, cromo hexavalente, ácido sulfúrico, plata, y ácidos. Los métodos C y D reducen los problemas de residuos pero pueden ser menos precisos y menos representativos. 1. SELECCIÓN DEL MÉTODO El método de reflujo abierto (B) es adecuado para una amplia variedad de residuos en los que se prefiere un número de muestra grande. Los métodos de reflujo cerrado (C y D) resultan más económicos en el uso de sales metálicas como reactivos y generan cantidades más pequeñas de residuos peligrosos, pero para obtener resultados reproducibles se requiere la homogeneización de las muestras que contienen sólidos suspendidos. Las ampollas y tubos de cultivos con reactivos ya medidos se encuentran disponibles comercialmente. Se deben seguir las instrucciones suministradas por el fabricante. Son críticas las mediciones de volúmenes de muestra así como las de volúmenes de reactivos y concentraciones. Por tanto, obtener


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especificaciones con respecto a límites de error para los reactivos premezclados desde el fabricante antes del uso. Los valores de DQO > de 50 mg O2/L se determinan utilizando los procedimientos B4a, C4, ó D4. Se utiliza el procedimiento B4b para determinar, con menor precisión, los valores de DQO de 5 mg/L a 50 mg O2/L. 2. INTERFERENCIAS Y LIMITACIONES La oxidación de la mayoría de los compuestos orgánicos es de 95 % a 100 % del valor teórico. La piridina y los compuestos relacionados resisten la oxidación y los compuestos orgánicos volátiles reaccionaran en proporción a su contacto con el oxidante. Los componentes alifáticos de cadena recta volátiles se oxidan más efectivamente en presencia de un catalizador de sulfato de plata (Ag2SO4). El interferente más común es el ión cloruro. El cloruro reacciona con plata para precipitar cloruro de plata y así se inhibe la actividad catalítica de la plata. También pueden interferir de igual manera el bromuro, el yoduro, y cualquier otro reactivo que inactive el ión plata. Tales interferencias son negativas en cuanto ellas tienden a restringir la acción de oxidación del mismo ión dicromato. Sin embargo, bajo procedimientos de digestión rigurosa para el análisis de DQO, el cloruro, bromuro o yoduro pueden reaccionar con dicromato para producir la forma elemental del halógeno y el ión crómico. Los resultados entonces están en error sobre el lado alto. Las dificultades ocasionadas por la presencia de cloruro pueden superar en gran medida, aunque no completamente, formando complejos con sulfato mercúrico (HgSO4) antes del procedimiento de reflujo. Aunque se especifica 1 g de HgSO4 para una muestra de 50 ml, se puede usar una cantidad menor cuando se sabe que la concentración de cloruro en la muestra es de menos de 2 000 mg/L, mientras que se mantiene una relación en peso de 10:1 de HgSO4: Cl-. Este ensayo no se utiliza para muestras que contienen más de 2 000 mg Cl-/L. Se encuentran a disposición técnicas diseñadas para medir la DQO en aguas salinas1,2. Las interferencias de los haluros se pueden eliminar mediante la precipitación con el ión plata y la filtración antes de la digestión. Esta aproximación puede introducir errores sustanciales debidos a la oclusión y transporte de material de DQO desde muestras heterogéneas. El amoníaco y sus derivados, en las aguas residuales o generadas por materia orgánica que contenga nitrógeno, no se oxidan. Sin embargo, el cloro elemental reacciona con estos compuestos, Entonces, se dificultan las correcciones para las interferencias por cloruro. El nitrito (NO2

-) ejerce una DQO de 1,1 mg 02/mg NO2- -N. Debido a que la concentración de NO2

- en las aguas rara vez excede de 1 mg ó 2 mg de NO2

- -N/L, la interferencia se considera insignificante y a menudo se ignora. Para eliminar una interferencia significativa causada por el NO2, se adicionan 10 mg de ácido sulfámico por cada mg de N02 -N presente en el volumen de la muestra usada; se adiciona la misma cantidad de ácido sulfámico al recipiente de reflujo que contiene el blanco de agua destilada. Las especies inorgánicas reducidas, tales como hierro II, sulfuro, manganeso II, etc, se oxidan cuantitativamente bajo las condiciones del ensayo. Para las muestras que contienen niveles significativos de estas especies, la oxidación estequiométrica se puede suponer a partir de una concentración inicial conocida de las especies que interfieren, y se pueden hacer las correcciones al valor de DQO obtenido.

1 BURNS, E.R. & MARSHALL. 1965. Correction for chloride interference in the chemical oxygen demand test.

J. Water Pollut. Control Fed. 37:1716. 2 BAUMAN, F.I. 1974. Dichromate reflux chemical oxygen demand: A proposed method for chloride correction

in highly saline waters. Anal. Chem. 46:1336.


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La plata, el cromo hexavalente, y las sales de mercurio usadas en las determinaciones de DQO crean residuos peligrosos. El problema más grande está en el uso de mercurio. Si la contribución de cloruro para DQO, es despreciable, se puede omitir el HgSO4. Tamaños de muestra más pequeños (véanse los numerales C y D) se reducirá el residuo. Puede ser factible la recuperación de la materia residual si está permitido mediante las autoridades reglamentarias3. 3. MUESTREO Y ALMACENAMIENTO De preferencia, las muestras se recogen en botellas de vidrio. Las muestras inestables se deben ensayar sin demora. Si no se puede evitar el aplazamiento del análisis, la muestra se preserva mediante acidificación a un pH = 2, usando H2SO4 concentrado (para orientaciones adicionales sobre la preservación de las muestras, véase la NTC ISO 5667-3). Con un homogeneizador se mezclan las muestras con contenido de sólidos suspendidos antes del análisis. Si la medición de DQO se va a relacionar con el DBO, COT, etc., se debe asegurar que todos los ensayos reciben tratamiento idéntico. Se hacen diluciones preliminares para residuos con un alto contenido de DQO, para reducir el error inherente al medir volúmenes de muestras pequeñas. B. MÉTODO DE REFLUJO ABIERTO 1. DISCUSIÓN GENERAL

a) Principio. La mayoría de tipos de materia orgánica se oxidan mediante una mezcla en ebullición de ácido crómico y sulfúrico. Se somete a reflujo una mezcla en una solución ácida fuerte, con un exceso conocido de dicromato de potasio (K2Cr2O7). Después de la digestión, el K2Cr2O7 restante no reducido se titula con sulfato ferroso amónico para determinar la cantidad de K2Cr2O7 consumida; la materia orgánica oxidable se calcula en términos del equivalente de oxígeno. Cuando se usan volúmenes de muestras diferentes de 50 ml, se mantienen constantes las relaciones de peso de los reactivos, los volúmenes y las concentraciones. El tiempo de reflujo estándar de 2 h se puede reducir si se ha demostrado que un período menor conduce a los mismos resultados. Algunas muestras con el DQO muy bajo o con el contenido de sólidos altamente heterogéneos pueden necesitar analizarse por duplicado para producir la mayoría de datos confiables. Los resultados además son mejorados mediante la reacción con una cantidad máxima de dicromato, tal que permanece algo de dicromato residual.

2. EQUIPO Aparato de reflujo, que consta de un Erlenmeyer de 500 ml o 250 ml, de cuello esmerilado 24/40 y un condensador Liebing o West, con una chaqueta de 300 mm o equivalente, con una unión esmerilada 24/40; y una plancha caliente que esté en capacidad de producir como mínimo 1,4 W/cm2 de superficie de calentamiento o su equivalente.

3 HOLM, T.R. 1996. Treatment of Spent Chemical Oxygen Demand Solutions for Safe Disposal. Illinois State

Water Survey, Champaign.


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3. REACTIVOS

a) Solución patrón de dicromato de potasio, 0,25 N. Se disuelven 12,259 g de K2Cr2O7, grado patrón primario, previamente secado a 150 °C durante 2 h, en agua destilada y se diluye hasta completar 1 000 ml.

b) Reactivo de ácido sulfúrico. Se agrega el reactivo Ag2SO4, grado técnico, cristales

o polvo, al H2SO4 concentrado, en una proporción de 5,5 g de Ag2SO4/kg de H2SO4. Se deja reposar de 1 d a 2 d para disolver el Ag2SO4.

c) Ferroína, solución indicadora. Se disuelven 1,485 g de 1,10-fenantrolina

monohidratada y 695 mg de FeSO4 7H2O en agua destilada y se diluye hasta completar 100 ml. Esta solución indicadora se puede adquirir ya preparada.

d) Titulante, sulfato ferroso amoniacal (SFA) estándar, aproximadamente 0,1 N. Se

disuelven 39,2 g de Fe (NH4)2 (SO4)2 6H2O en agua destilada. Se adicionan 20 ml de H2SO4 concentrado y frío, y se diluye hasta completar 1 000 ml. Esta solución se estandariza diariamente con relación a la solución patrón K2Cr2O7, de la siguiente manera:

Se diluyen 10,0 ml de K2Cr2O7 patrón, hasta completar alrededor de 100 ml. Se agregan 30 ml de H2SO4 y se enfría. Se titula con SFA, utilizando de 0,10 ml a 0,15 ml (2 a 3 gotas) de ferroína como indicador.

25000250722 ,

ml,titulaciónenutilizadoSFAVolumenmLen,N,OCrK

tituladadedesoluciónVolumen

SFAsoluciónladeNormalidad x=

e) Sulfato mercúrico, HgSO4, cristales o polvo.

Nota. Se recomienda usar el sulfato de mercurio en aquellas muestras que tengan una concentración de cloruros mayor de 500 mg/L.

f) Ácido sulfámico. Se requiere solamente si se van a eliminar las interferencias de

los nitritos (véase la Parte A). g) Solución estándar de biftalato de potasio (KHP) (Ftalato ácido de potasio). Se

tritura ligeramente el biftalato de potasio (HOOCC6H4COOK) hasta alcanzar peso constante a 110 °C. Se disuelven 425 mg en agua destilada y se diluye hasta completar 1 000 ml. El KHP tiene una DQO teórica de 1,176 mg O2/mg y esta solución tiene una DQO teórica de 500 µg O2/ml. Esta solución es estable en refrigeración hasta por 3 meses, en ausencia de crecimiento biológico visible.


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4. PROCEDIMIENTO

a) Tratamiento de muestras con DQO > 50 mg O2/L. Se mezcla la muestra, si es necesario, se toman con una pipeta 20,0 ml de muestra en un matraz de reflujo de 500 ml. Para muestras con DQO > 900 mg O2/L, se utiliza una porción más pequeña de muestra, diluida hasta 50,0 ml. Se adiciona 30 ml de HgSO4, varias perlas de ebullición, se añaden muy lentamente 5,0 ml de ácido sulfúrico reactivo y se mezcla para disolver el HgSO4. Se deja enfriar mientras se mezcla, para evitar posibles pérdidas de materiales volátiles. Se agregan 10,0 ml de una solución de K2Cr2O7 0,04167 M y se mezcla. Se acopla el matraz al condensador y se vierte agua fría. Se agrega el reactivo ácido sulfúrico restante (70 ml) a través del extremo abierto del condensador, y mientras se agrega, se continúa revolviendo y mezclando.

PRECAUCIÓN. Es necesario proteger la cara y las manos del calor producido cuando se mezcla el contenido de los recipientes. Este contenido se mezcla completamente antes de calentar, con el fin de evitar calentamiento localizado en la base del recipiente y una posible reacción explosiva.

Se cubre el extremo abierto del condensador con un vaso de precipitado pequeño para evitar que entre material extraño en la mezcla de reflujo entrante y se somete a reflujo durante 2 h. Se enfría y se lava el condensador con agua destilada. Se desconecta el reflujo del condensador y se diluye la mezcla alrededor del doble de su volumen con agua destilada. Se enfría a temperatura ambiente y se titula el exceso de K2Cr2O7 con SFA, utilizando de 0,10 ml a 0,15 ml (2 a 3 gotas) de indicador ferroína. Aunque la cantidad de indicador ferroína no es crítica, se utiliza el mismo volumen para todas las titulaciones. Se considera que el punto final de la titulación es el primer cambio notorio de azul-verdoso a café-rojizo, aunque el azul-verdoso puede reaparecer. De esta misma manera, un blanco se somete a reflujo y se titula con los mismos reactivos y un volumen de agua destilada igual a la muestra.

b) Procedimiento alterno para muestras con DQO baja. Se sigue el procedimiento del

numeral 4 a), con dos excepciones: (i) se utiliza K2Cr2O7 0,004167 M estándar, y (ii) se titula con SFA 0,1N. Es necesario tener mucho cuidado con este procedimiento, ya que cualquier vestigio de materia orgánica en el recipiente o proveniente de la atmósfera, puede ocasionar errores considerables. Si se requiere aumentar la sensibilidad, se concentra un volumen mayor de muestra antes de la digestión con reflujo, de la siguiente manera:

Se agregan todos los reactivos a una muestra mayor de 50 ml y se reduce el volumen total a 150 ml, mediante ebullición en el matraz de reflujo abierto a la atmósfera, sin el condensador. La cantidad de HgSO4 que se va a agregar (antes de la concentración) se calcula sobre la base de una relación de peso de 10:1, HgSO4:Cl-, usando la cantidad de Cl- presente en el volumen original de la muestra. Se realiza el mismo procedimiento con un reactivo en blanco. Esta técnica tiene la ventaja de que concentra la muestra sin pérdida significativa de materiales volátiles de fácil digestión. Se pierden los materiales volátiles de difícil digestión, como los ácidos volátiles, pero se obtiene una mejora con relación a los métodos ordinarios de concentración por evaporación.

c) Determinación de la solución estándar: La técnica y la calidad de los reactivos se

evalúan mediante el ensayo en una solución de biftalato de potasio.


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5. CÁLCULOS

( )mlMuestra

NBAL/OmgcomoDQO

00082

xx−=

Donde:

A = ml SFA utilizado para ensayos en blanco B = ml SFA utilizado para muestra, y N = normalidad del SFA 8 000 = peso de miliequivalentes de oxígeno x 1 000 ml/L

6. PRECISIÓN Y DESVIACIÓN En 74 laboratorios se ensayó un grupo de muestras sintéticas que contenían biftalato de potasio y NaCl. A una DQO de 200 mg O2/L en ausencia de cloruro, la desviación estándar fue de ± 13 mg/L (coeficiente de variación, 6,5 %). A una DQO de 160 mg O2/L y 100 mg Cl-/L, la desviación estándar fue de ± 14 mg/L (coeficiente de variación, 10,8 %). C. REFLUJO CERRADO, MÉTODO DE TITULACIÓN 1. PRESENTACIÓN GENERAL

a) Principio. Véase el numeral B1a. b) Interferencias y limitaciones: véase el numeral A2. Los compuestos orgánicos

volátiles se oxidan de forma más completa en el sistema cerrado, debido a que hay un contacto más prolongado con el oxidante. Antes de cada uso, se inspeccionan las tapas del tubo de cultivo con revestimiento de TFE (Tetrafluoetileno) para buscar roturas. Se selecciona el tamaño del tubo de cultivo para el grado de sensibilidad deseado. Para muestras con un bajo contenido de DQO, se utiliza un tubo de 25 mm x 150 mm, debido a que se puede tratar en éste una muestra de mayor volumen.

2. EQUIPO

a) Recipientes de digestión: se utilizan preferiblemente tubos de cultivo de borosilicato, de 16 mm x 100 mm, 20 mm x 150 mm, ó 25 mm x 10 mm, con tapas roscadas recubiertas de TFE. Alternativamente, se pueden utilizar ampollas de borosilicato de 10 ml de capacidad y de 19 mm a 20 mm de diámetro.

b) Plancha de calentamiento en aluminio fundido, de 45 mm a 50 mm de profundidad,

con agujeros calibrados para un ajuste estrecho de tubos de cultivo o ampollas.


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c) Plancha de calentamiento u horno, que opere a 150 °C ± 2 °C.

Nota. El daño severo de la mayoría de cierres de los tubos de cultivo a partir de la digestión en el horno, presenta una fuente potencial de contaminación y aumenta la probabilidad de fuga. El horno solamente se utiliza para la digestión del tubo de cultivo cuando se ha determinado que la exposición de 2 h a 150 °C no dañará las tapas.

d) Sellante de ampolla: Solamente se utiliza un sellante mecánico, para asegurar un sellado fuerte y constante.

3. REACTIVOS

a) Solución estándar de dicromato potásico, 0,0167 M: Para la digestión de la muestra, se agregan alrededor de 500 ml de agua destilada, 4,913 g de K2Cr2O7, grado estándar primario, seco previamente a 103 °C durante 2 h, 167 ml de H2SO4 concentrado, y 33,3 g de HgSO4. Se disuelve, se enfría a temperatura ambiente y se diluye hasta completar 1 000 ml.

b) Ácido sulfúrico: véase el numeral B3b. c) Ferroína, solución indicadora: véase el numeral B.3c. d) Titulante estándar de sulfato ferroso amoniacal, aproximadamente 0,1 N: Se

disuelven 39,2 g de Fe(NH4)2(SO4)2⋅ 6H2O en agua destilada. Se agregan 20 ml de H2SO4 concentrado, se enfría y se diluye hasta completar 1 000 ml. Se estandariza la solución con relación a la solución patrón de digestión K2Cr2O7, de la siguiente manera:

Se agregan los reactivos, de acuerdo con la Tabla 1, a un tubo de cultivo que contiene el volumen correcto de agua destilada que reemplaza la muestra. Se enfría el tubo a temperatura ambiente y se agregan de 0,05 ml a 0,10 ml (1 a 2 gotas de ferroína indicador, y se titula con SFA).

Molaridad de la solución SFA

100x

01670722

,ml,titulaciónenutilizadoFASVolumen

mltituladaSoluciónM,OCrKVolumen

e) Ácido sulfámico: véase el numeral B3f. f) Biftalato de potasio: véase el numeral B3g.

4. PROCEDIMIENTO Los tubos de cultivo y sus tapas se lavan con H2SO4 al 20 % antes de su primera utilización, para evitar la contaminación. Es necesario consultar la Tabla 1 con relación a las muestras y los reactivos apropiados. Se coloca la muestra en el tubo de cultivo o ampolla y se adiciona la


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solución de digestión. Se vierte con cuidado el reactivo ácido sulfúrico en el recipiente, de manera que se forme una capa de ácido debajo de la capa de solución para digestión de la muestra. Se cierran bien las tapas de los tubos o ampollas y se invierten varias veces para lograr una mezcla completa. PRECAUCIÓN: Es necesario proteger la cara y las manos del calor producido cuando se mezcla el contenido de los recipientes. Este contenido se mezcla completamente antes de calentar, con el fin de evitar calentamiento localizado en la base del recipiente y una posible reacción explosiva. Se colocan los tubos o ampollas en la plancha para digestión o en el horno precalentado a 150 °C y se someten a reflujo durante 2 h. Se enfrían a temperatura ambiente y se colocan en la gradilla. Se retiran las tapas de los tubos de cultivo y se introduce un agitador magnético recubierto con TFE. Si se usan ampollas, el contenido se transfiere a un recipiente más grande, para llevar a cabo la titulación. Se agregan de 0,05 ml a 0,10 ml (1 a 2 gotas) de indicador ferroína y se revuelve rápidamente con el agitador magnético, mientras se titula con SFA 0,10 M. El punto final es un cambio notorio de color azul-verdoso a café-rojizo, aunque el azul-verdoso puede reaparecer al cabo de algunos minutos. De la misma manera, se somete a reflujo y se titula un blanco que contiene los reactivos y un volumen de agua destilada igual al de la muestra.

Tabla 1. Cantidades de muestra y reactivos para varios recipientes para digestión

Recipiente de digestión Muestra, ml

Solución de digestión, ml

Reactivo ácido sulfúrico, ml

Volumen final total, ml

Tubos de cultivo 16 mm x 100 mm 20 mm x 150 mm 25 mm x 150 mm Ampollas estándar de 10 ml.

2,5 5,0

10,0 2,5

1,5 3,0 6,0 1,5

3,5 7,0 14,0 3,5

7,5

15,0 30,0 7,5

5 CÁLCULOS

( )ml,Muestra

MBAL/OmgcomoDQO

0008xx2

−=

Donde:

A = ml SFA usados para el blanco B = ml SFA usados para la muestra, y M = molaridad del SFA.

6. PRECISIÓN Y DESVIACIÓN En seis laboratorios se ensayaron sesenta muestras sintéticas que contenían biftalato de potasio y NaCl. A una DQO promedio de 195 mg O2/L en ausencia de cloruro, la desviación estándar fue de ± 11 mg de O2/L (coeficiente de variación, 5,6 %). A una DQO promedio de 208 mg O2/L y 100 mg Cl-/L, la desviación estándar fue de ± 10 mg O2 (coeficiente de variación, 4,8 %).


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D. REFLUJO CERRADO, MÉTODO COLORIMÉTRICO 1. PRESENTACIÓN GENERAL

a) Principio. Véase el numeral B.1.a. Los recipientes para reacción colorimétrica son ampollas de vidrio selladas o tubos de cultivo con tapa. El oxígeno consumido se mide con relación a los estándares, a 600 nm, con un espectrofotómetro.

b) Interferencias y limitaciones. Véase el numeral C.1b.

2. EQUIPO

a) Véase el numeral C2

b) Espectrofotómetro, para uso a 600 nm con adaptador para abertura de acceso para ampollas o tubos de 16 mm, 20 mm ó 25 mm.

3. REACTIVOS

a) Solución para digestión. Se agregan aproximadamente 500 ml de agua destilada a 10,216 g de K2Cr2O7, grado patrón primario, secado previamente a 103 °C durante 2 h, 167 ml de H2SO4, y 33,3 g de HgSO4. Se disuelve, se enfría a temperatura ambiente y se diluye a 1 000 ml.

b) Ácido sulfúrico. Véase el numeral B3b.

c) Ácido sulfámico. Véase el numeral B3f.

d) Biftalato de potasio. Véase el numeral B3g.

4. PROCEDIMIENTO

a) Tratamiento de muestras: Se mide un volumen apropiado de muestra y reactivos en un tubo o ampolla, como se indica en la Tabla 1. Se preparan, se someten a digestión y se enfrían las muestras, el blanco y uno o más estándares, como se prescribe en el numeral C4.

b) Medición de la reducción del dicromato: Se invierten varias veces las muestras

enfriadas, el blanco y los estándares, y se dejan asentar los sólidos antes de medir la absorbancia. Mediante unos golpecitos suaves, se retiran los sólidos que se adhieren a las paredes del recipiente. Se inserta el tubo o ampolla cerrados por la abertura de acceso del espectrofotómetro, en la trayectoria de luz, a 600 nm. Se lee la absorbancia y se compara con la curva de calibración. Para obtener una mayor sensibilidad se utilizan tubos o ampollas de cultivo ajustados ópticamente; se descartan los elementos de vidrio que estén rayados o defectuosos.


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c) Preparación de la curva de calibración: Se preparan mínimo cinco estándares de la solución de biftalato de potasio, con equivalentes DQO de 20 mg O2/L a 900 mg O2/L. Se completa hasta volumen con agua destilada; se utilizan los mismos volúmenes de reactivos, el tamaño del tubo, de la ampolla y el procedimiento de digestión que para las muestras. La curva de calibración se prepara para cada nuevo lote de tubos o ampollas, o cuando los estándares preparados en el numeral 4a difieren ≥ 5 % de la curva de calibración.

5. CÁLCULOS

ml,MuestrafinalvolumenenOmg

L/OmgcomoDQO1000x2

2 =

6. PRECISIÓN Y DESVIACIÓN En cinco laboratorios se ensayaron cuarenta y ocho muestras sintéticas que contenían biftalato de potasio y NaCl. A una DQO promedio de 193 mg O2/L en ausencia de cloruro, la desviación estándar fue de ± 17 mg O2/L (coeficiente de variación 8,7 %). A una DQO promedio de 212 mg O2/L y 100 mg Cl-/L, la desviación estándar fue de ± 20 mg O2/L (coeficiente de variación, 9,6 %). DOCUMENTO DE REFERENCIA AMERICAN PUBLIC HEALTH ASSOCIATION; AMERICAN WATER WORKS ASSOCIATION; WATER ENVIRONMENT FEDERATION. Standard Methods For The Examination of Water and Wastewater, 20 TH Edition. 1998. Washington. Chemical Oxygen Demand, (COD). 6 p. (SM 5220).

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