Norma Oficial Mexicana NOM-AA-72-1981, análisis de agua.- Determinación de dureza método de E.D.T.A., así como el Aviso de la Declaratoria de Vigencia.

Al margen un sello con el Escudo Nacional, que dice: Estados Unidos Mexicanos.- Secretaría de Patrimonio y Fomento Industrial.- Dirección General de Normas.- Depto. de Normalización Nacional.- Exp. No. 231.1.

AVISO AL PUBLICO

Con fundamento en lo dispuesto en los Artículos 33, Fracción XX y Quinto Transitorio de la Ley Orgánica de la Administración Pública Federal, en el Articulo 13, Fracción I del Reglamento Interior de la Secretaría de Patrimonio y Fomento Industrial y en los Artículos 1o., 2o., 4o., 23 inciso C, 26 de la Ley General de Normas y de Pesas y Medidas publicada en el Diario Oficial de la Federación con fecha 7 de abril de 1961 y sus adiciones contenidas en el Decreto de 29 de diciembre de 1961, publicado en el Diario Oficial del 30 del mismo mes, esta Secretaría ha aprobado la siguiente Norma Oficial Mexicana:

Clave                   Título de la Norma

NOM-AA-72-1981         "Análisis de Agua.-Determinación de

                        Dureza- Método del E.D.T.A "

PREFACIO

En la elaboración de esta norma participaron los siguientes organismos e instituciones:

- SECRETARIA DE SALUBRIDAD Y ASISTENCIA.-

Subsecretaría de Mejoramiento del Ambiente.

- SECRETARIA DE AGRICULTURA Y RECURSOS HIDRAULICOS.-

Centro de Investigación y Entrenamiento para Controlar la Calidad del Agua.

- UNIVERSIDAD AUTONOMA METROPOLITANA.

- CAMARA NACIONAL DE LA INDUSTRIA DE TRANSFORMACION.

- INSTITUTO MEXICANO DEL SEGURO SOCIAL.

DEPARTAMENTO DEL DISTRITO FEDERAL (DGCOH).

- CONTROL INDUSTRIAL, S. A.

- MERCK, MEXICO.

1. OBJETIVO.

Esta Norma Oficial establece el método volumétrico del E.D.T.A., para la determinación de dureza total en agua.

2. CAMPO DE APLICACION.

Bajo ciertas restricciones este método es aplicable para aguas naturales y residuales.

3. DEFINICIONES.

Dureza: Debido a que el objetivo final del estudio de aguas residuales es su reutilización y por lo tanto los iones poco usuales en aguas naturales requieren determinación específica, para efectos de esta norma se entiende por dureza a la concentración total de iones de calcio y magnesio expresada como su equivalente en CaCo3, cuando se encuentran presentes en cantidades apreciables los iones de berilio, estroncio, bario y radio, quedan incluidos en dureza.

4. PRINCIPIO O FUNDAMENTO.

En este método se emplea como indicador el negro de eriocromo T, el cual, al ser agregado a una solución que contenga iones de calcio y magnesio, reacciona formando complejos de un color rojo vino. Después se adiciona la solución de E.D.T.A., que remueve los iones de calcio y magnesio de los complejos coloridos formando complejos solubles. Cuando ha sido agregada suficiente solución de E.D.T.A., para liberar todos los iones de calcio y magnesio, el indicador regresa a su color azul original.

5. REFERENCIAS.

Esta Norma se Complementa con las Normas Oficiales Mexicanas en vigor siguientes:

5.1 NOM-AA-3 "Métodos de muestreo en aguas residuales".

5.2 NOM-A-14 "Métodos de muestreo en cuerpos receptores superficiales".

5.3 NOM-BB-14 "Clasificación y tamaños nominales para utensilios de vidrio usados en laboratorio".

5.4 NOM-Z-l "Unidades y magnitudes de base del sistema internacional, SI".

6. REACTIVOS.

Los reactivos que a continuación se mencionan deben ser grado analítico, y cuando se hable de agua debe entenderse agua destilada o desionizada a menos que se indique otra cosa.

6.1 Inhibidores.

En cualquier tipo de agua se presentan diferentes interferencias, para lo cual se elige el uso de cualquiera de los siguientes inhibidores de acuerdo a la tabla 1.

6.1.1 Inhibidor I

Cianuro de sodio (NaCN) en polvo.

6.1.2 Inhibidor II

Disolver 5.0 g. de sulfuro de sodio (Na³S . 9H³0) 3.7g de (Na³S . 5H³0) en 100 cm3 de agua, proteger del aire con un tapón hermético de caucho. El inhibidor se deteriora con la oxidación del aire.

6.1.3. Inhibidor III

Disolver 4.5 g de clorhidrato de hidroxilamina en 100 cm3 de alcohol etílico al 95% o alcohol isopropílico.

6.2 Solución Amortiguadora.

Puede prepararse por cualquiera de los dos procedimientos siguientes:

6.2.1 Disolver 16.9 g de cloruro de amonio (NH4Cl) en 143 cm3 de hidróxido de amonio concentrado (NH4OH), agregar 1.25 g de sal E.D.T.A.de magnesio y diluir a 250 cm3 con agua.

6.2.2 Disolver 1.179 g. de la sal disódica dihidratada del ácido etilen diamino tetra acético y 780 mg de sulfato de magnesio (MgSo4 . 7H³0) ó 644 mg de cloruro de magnesio (MgCL³ . 6H³0) en 50 cm3 de agua.

Disolver 16.9 g de NH4CI en 143 cm3 de hidróxido de amonio concentrado. Mezclar las dos soluciones y aforar a 250 cm3 con agua.

6.2.3 Guardar en un recipiente de plástico o de vidrio resistente, herméticamente cerrado para evitar pérdida de NH3 o entrada de CO³. Renovar mensualmente. Desechar la solución cuando al agregar a la muestra l ó 2 cm3 no se logre al final de la titulación un pH de 10.0 más menos 0.1.

6.3 Indicador negro de eriocromo T.

Puede prepararse por cualquiera de los procedimientos siguientes:

6.3.1 Mezclar 0.5 g del indicador negro de eriocromo T; (sal sódica del ácido sulfónico1 - (1-hidroxy -2 -naftilazo) -5 -nitro -2 -naftol 4), con 4.5 g de clorhidrato de hidroxilamina (NH³oh. chi)

Disolver esta mezcla en 100 m3 de alcohol etílico al 95% ó alcohol isopropílico.

6.3.2 Mezclar 0.5 g del indicador con 100 g de NaCl para preparar una mezcla seca en polvo.

6.3.3 Mezclar de 0.5 a 1.0 g del indicador en 100 g de un solvente apropiado tal como el 2, 2', 2" -nitrilio trietanol (llamado también trietanol amina) ó 2-metoxy etanol (llamado también éter monometílico de etilen glicol).

6.4 Solución estandar de E.D.T.A. 0.01 M.

Pesar 3.723 g de sal disódica dihidratada de etilen diamino tetra acetato, también llamada sal ácida de etilen dinitrilo tetra acético disódico, E.D.T.A., (Na³H³C³H³O³N2³), E.D.T.A., disolver en agua y aforar a 1000 cm3.

6.5  Solución estandar de Carbonato de Calcio.

6.5.1 Indicador de rojo de Metilo.

Dislover 0.1 g de sal de sodio de rojo de metilo y diluir a 100 cm3 con agua.

6.5.2 Solución de ácido clorhídrico. 1:1

Mezclar un volumen de ácido clorhídrico concentrado con un volumen de agua.

6.5.3 Solución de hidróxido de amonio 3 N.

Diluir a un litro con agua, 240 cm3 de hidróxido de amonio (NH4OH).

6.5.4 Solución estandar de carbonato de calcio. Pesar 1.000 g de carbonato de calcio CaCo3, anhídrido en polvo (grado estandar primario o reactivo especial, bajo en metales pesados, álcalis y Mg, previamente secado a 200° C durante toda la noche), en un matraz Erlenmeyer de 500 cm3. Colocar un embudo en el cuello del matraz y agregar poco a poco, solución de ácido clorhídrico 1:1 hasta que todo el carbonato de calcio se disuelva. Agregar 200 cm3 de agua y hervir por unos minutos para expeler el C0³. Enfriar y agregar unas pocas gotas del indicador rojo de metilo y ajustar a un color intermedio naranja por adición de hidróxido de amonio (NH40H) 3 N ó ácido clorhídrico 1:1. Transferir cuantitativamente a un matraz volumétrico de 1000 cm3 y aforar con agua.

6.6 Reactivos para el pretratamiento de la muestra.

6.6.1 Acido nítrico concentrado HNO3.

6.6.2 Peróxido de hidrógeno al 30% H³0³.

6.6.3 Acido clorhídrico concentrado HCl.

6.6.4 Hidróxido de Amonio, concentrado NH4OH.

7. MATERIAL Y EQUIPO.

7.1 Material común de laboratorio.

7.2 Medidor de pH.

8. MUESTREO Y CONSERVACION DE LA MUESTRA.

La muestra se debe colectar en frascos de polietileno o de vidrio. Mantener en refrigeración a 4°C hasta el momento del análisis, en un plazo no mayor de 7 días.

9. INTERFERENCIAS.

9.1 Materia orgánica o coloidal en la muestra que cause turbiedad o color que impidan o dificulten la apreciación del punto final de la titulación, se elimina mediante oxidación preliminar a la muestra (ver 10.2).

9.2 Los metales pesados y polifosfatos en las cantidades que normalmente se encuentran presentes en el agua no interfieren con el método, sin embargo, ciertos excesos pueden causar cambios indistintos en el punto final del vire. Para eliminar esta interferencia se recomienda hacer uso de inhibidores, probando con los tres tipos alternativamente (ver tabla 1).

TABLA 1

CONCENTRACION MAXIMA DE LA SUSTANCIA INTERFERENTE

               Inhibidor         Inhibidor       Inhibidor

Sustancia          I                II                III

Aluminio          20                20                20

Bario             +                 +                 +

Cadmio            +                 20                +

Cobalto       más de 20            0.3                0

Cobre         más de 30             20              0.3

Hierro        más de 30              5               20

Plomo             +                 20                +

Manganeso (Mn2+)  +                 1                 1

Níquel       más de 20              0.3              0*

Estroncio         +                 +                 +

Cinc              +                 200               +

Polifosfatos                         10

Cantidad a usar   250 mg             1 cm3            1 cm3

+ Se titula como dureza.

¨ El inhibidor no funciona en este caso.

10. PROCEDIMIENTO.

10.1 Valoración de la Solución de E.D.T A.

10.1.1 Tomar 10.0 cm3 de la solución estandar de carbonato de calcio y diluir a 50 cm3 con agua destilada en una matraz Erlenmeyer de 250 cm3.

10.1.2 Agregar de 1 a 2 cm3 de la solución amortiguadora (el necesario para llevar la solución a un pH de 10.0 más menos 0.1).

10.1.3 Agregar de 1 a 2 gotas o una cantidad adecuada del indicador en polvo de negro de eriocromo T.

10.1.4 Titular con la solución estandar de E.D.T.A., lentamente, con agitación continua, hasta el vire rojo-azul.

NOTA: Con el objeto de lograr un vire preciso en la titulación, se sugiere empezar a titular con aproximadamente 25 cm3 de la solución diluida de carbonato de calcio y una vez logrado el vire, agregar un exceso de titulante, añadir el resto de la solución y terminar la titulación.

10.1.5 Calcular el factor F con la fórmula siguiente:

mg. de CaC03en la solución titulada

F= -----------------------------------------

cm3 de solución de E.D.T.A., empleada en la titulación.

10.1.6 Efectuar un mínimo de 3 titulaciones y calcular un factor promedio.

10.2 Pretratamiento de la muestra para aguas contaminadas y aguas residuales.

10.2.1 Tomar un volumen adecuado de muestra en un matraz Erlenmeyer de 250 cm3.

10.2.2 Acidificar con ácido nítrico.

10.2.3 Llevar a sequedad en un baño María o parrilla de calentamiento.

10.2.4 Agregar 25 cm3 de ácido nítrico concentrado y calentar cerca del punto de ebullición hasta reducir el ácido a un volumen pequeño.

10.2.5 Continuar agregando y evaporando porciones de ácido nítrico-peróxido de hidrógeno (solución 5 a 1) hasta ausencia de humos cafés.

10.2.6 Disolver los residuos en la cantidad mínima de ácido clorhídrico concentrado y agua caliente.

10. 2.7Filtrar, ajustar el pH a 7 con hidróxido de amonio concentrado y aforar a un volumen conocido.

10.3 Determinación en la muestra.

10.3.1 Tomar 50 cm3 de la muestra o alícuota llevada a 50 cm3 con agua (se recomienda que el volumen de muestra a tomar no gaste más de 15 cm3 de solución de E.D.T.A.).

10.3.2 En caso de presentarse interferentes en la muestra, usar el inhibidor adecuado de acuerdo con la tabla 1.

10.3.3 Ajustar a un pH de 10 más menos 0.1 adicionando el volumen necesario de solución amortiguadora (generalmente 1 a 2 cm3).

10.3.4 Agregar 1 ó 2 gotas de indicador negro de eriocromo T o una cantidad adecuada de la mezcla seca.

10.3.5 Titular con la solución de E.D.T.A. hasta el vire rojo-azúl. Se recomienda que el tiempo de titulación no pase de 5 minutos desde el ajuste de pH (ver nota en inciso 10.1.4).

11. CALCULOS.

La concentración de dureza en mg como CaCo3 se calcula con la siguiente fórmula:

             V x 1000 x F

Dureza total = ------------------

                    M

Donde:

V = Vn3 de solución de E.D.T.A. gastados en la titulación.

F = Factor de la solución de E.D.T.A.determinado en 10.1.

M = cm3 de muestra tomada para la titulación.

12. BIBLIOGRAFIA.

12.1 Standard Methods for the Examination for Water and Wastewater 14 th. Edition APHA, AWWA, WPCF Washington D. C. 1976.

12.2 Analytical Methods Manual Inland Waters Directorate Water Quality Branch.

12.3 Methods for Chemical Analysis of Water and Wastes V. S. Environmental Protection Agency. Technology Transfer.

México, D. F., a 2 de septiembre de mil novecientos ochenta y uno.- El Director General de Normas Comerciales de la Secretaría de Comercio, Héctor Vicente Bayardo Moreno.- Rúbrica.-