PROTOCOLO PARA LA DETERMINACIÓN DE FOSFATO

COD. GL-PL-24

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Celina Obregón

Loida Zamora

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Apoyo a Procesos

Directora SILAB

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Documento inicial

Martha García

REV. No.

DESCRIPCION

ELABORÓ

Ing. Química

Carlos Doria Coordinador lab. de Calidad Ambiental REVISÓ

Leanis Pitre Dir.SILAB APROBÓ

29-02-2016 09-11-2015 17-06-2013 FECHA

APROBADO: _______________________

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PROTOCOLO PARA LA DETERMINACIÓN DE FOSFATO

CONTENIDO

1. OBJETO .............................................................................................................. 3 2. APLICACIÓN ....................................................................................................... 3 3. DEFINICIONES ................................................................................................... 3 4. FUNDAMENTO DEL MÈTODO ........................................................................... 3 5. INTERFERENCIAS Y LIMITACIONES ................................................................ 4 6. TOMA DE MUESTRA, ALMACENAMIENTO Y PRESERVACIÓN...................... 4 7. MATERIALES Y EQUIPOS ................................................................................. 4 8. REACTIVOS Y SOLUCIONES ............................................................................ 4 9. PROCEDIMIENTO .............................................................................................. 5 10. CÁLCULOS ....................................................................................................... 6 11. AUTORIDAD ..................................................................................................... 6 12. FORMATOS ...................................................................................................... 7 13. REFERENCIAS ................................................................................................. 7

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1. OBJETO Describir la metodología a seguir para determinar Fosfato (fósforo reactivo) en aguas. 2. APLICACIÓN El método del acido ascórbico (SM 4500 – P E) para determinar fósforo reactivo se aplica en aguas naturales, salinas, efluentes domésticos e industriales. 3. DEFINICIONES Ortofosfato o fósforo reactivo: las formas de fósforo, principalmente inorgánico, que se determina directamente por la prueba colorimétrica sin hidrólisis preliminar ni destrucción oxidativa de la materia orgánica . Se presenta en forma suspendida o disuelta. Fósforo orgánico: fracción de fosfato que es convertida a ortofosfato solo mediante destrucción oxidativa de la materia orgánica. Se presenta en forma suspendida o disuelta. Fósforo hidrolizable: fósforo medido después de hidrólisis con ácido sulfúrico, menos el ortofosfato previamente determinado; incluye polifosfatos (P2O74–, P3O105–, etc.) y algunos fosfatos orgánicos. Fósforo orgánico total: fósforo inorgánico más orgánico oxidable medidos previa digestión con persulfato, y menos el fósforo hidrolizable y ortofosfato. Hidrólisis: reacción química en la cual el agua actúa sobre otra sustancia para formar una u otras sustancias nuevas. 4. FUNDAMENTO DEL MÈTODO El fósforo se encuentra en las aguas naturales y residuales casi exclusivamente en forma de fosfatos, estos fosfatos se clasifican en ortofosfatos, fosfatos condensables y fosfatos ligados orgánicamente. Las principales fuentes de fosforo son aguas residuales domésticas, aguas de calderas, detergentes (lavanderías), fertilizantes utilizados en la agricultura, desechos orgánicos y desechos industriales. El fósforo es esencial para el crecimiento de los organismos y puede ser el nutriente limitante de la productividad primaria; sin embargo la descarga de aguas residuales puede aumentar considerablemente la concentración de fósforo y estimular el crecimiento de micro y macroorganismos fotosintéticos dando orígen a la eutroficación. Por estas razones su determinación es de gran importancia en los estudios de calidad del agua. El análisis de fósforo involucra 2 pasos generales: - Conversión de las formas de fósforo a ortofosfato y - Determinación colorimétrica del ortofosfato . Las formas de fósforo en una muestra pueden determinarse como: - Total: sin filtración

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- Disuelto : en el filtrado de una muestra pasada a través de un filtro de 0,45 m de diam de poro. El método está basado en reacciones específicas para el ión ortofosfato. El molibdato de amonio y el tartrato de antimonio y potasio reaccionan en medio ácido con el ortofosfato para formar un heteropoliácido de color amarillo -ácido fosfomolíbdico-, y que es reducido por ácido ascórbico a un complejo azul de molibdeno intensamente coloreado. 5. INTERFERENCIAS Y LIMITACIONES El Arsenato reacciona con el reactivo de molibdato hasta producir un color azul similar al formado por el fosfato. Concentraciones tan bajas como 0.1 mg As/L interfieren con la determinación de fosfato. Una alta concentración de hierro puede causar precipitación y la subsecuente pérdida de fósforo. La turbiedad de la muestra debe eliminarse por filtración. Cuando se trata de fósforo total se hace después de la digestión. Para muestras altamente coloreadas o turbias, preparar un blanco adicionando a la muestra todos los reactivos menos el Ácido Ascórbico y el Tartrato de Antimonio y Potasio. 6. TOMA DE MUESTRA, ALMACENAMIENTO Y PRESERVACIÓN Recolectar la muestra en recipientes de vidrio solamente (de 200 mL de capacidad aprox), previamente lavados con HCl 0,1 N( o diluido al 5%) y posteriormente con agua destilada hasta fin de acidez. No usar detergentes para el lavado de los frascos de muestreo y en general para el de ningún material que vaya a usarse en el proceso de muestreo o análisis de fósforo, debido a que la mayoría de ellos contiene fosfatos en su composición. Nunca debe utilizarse frascos plásticos debido a que el fósforo tiende a adherirse a las paredes de estos recipientes ocasionando errores negativos en las mediciones. Se recomienda procesar la muestra en el menor tiempo, si esto no es posible, si se requiere tiempos prolongados de transporte, conservar con ácido sulfúrico concentrado en relación de 1 mL por litro de muestra. 7. MATERIALES Y EQUIPOS -

Espectrofotómetro VIS con rango espectral de 400- 900 nm Celdas de vidrio de 1 ó 10 cm de paso óptico Dosificadoras o pipetas de 1 y 2 mL Probetas de 100 y 50 mL Vasos de precipitado de 250 y 50 mL Balones aforados de diferentes capacidades

8. REACTIVOS Y SOLUCIONES - Solución de ácido sulfúrico (H2SO4), 5N: Mezclar 70 mL de ácido sulfúrico concentrado (d=1.82 g/mL) con 450 mL de agua desionizada. Dejar enfriar y almacenar en recipiente de vidrio.

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- Solución de tartrato de potasio antímonilo (C4H4KO7Sb): Disolver 0.34 g de reactivo analítico en 250 mL de agua destilada. Si es necesario, calentar moderadamente en plancha. Almacenar bajo refrigeración en recipiente de vidrio hermético. La solución es estable durante meses. - Solución heptamolibdato de amonio [(NH4)6 Mo7 O24.4H2O]: Disolver 15 g de heptamolibdato de amonio grado analítico en agua destilada y completar a 500 mL, almacenar en botella de vidrio lejos de luz. La solución es estable por varias semanas. - Solución de ácido ascórbico (C6H8O6), 0,1 M: Disolver 10,8 gramos de ácido ascórbico en 200 ml de agua desionizada. Almacenar la solución en recipiente plástico protegido de la luz y congelar. Descongelar para uso y recongelar nuevamente. En estas condiciones la solución es estable durante semanas. - Reactivo mixto: Mezclar los reactivos en las siguientes proporciones para 100 mL del reactivo mixto: 20 mL de solución de molibdato, 50 mL de solución de ácido sulfúrico (H2SO4) , 20 mL de solución de ácido ascórbico y 10 mL de solución de tartrato de potasio antimonio, y. Mezcle después de la adición de cada reactivo. Permita que todos los reactivos alcancen la temperatura ambiente antes de que se mezclen y hacerlo en el orden indicado. Si se produce turbidez en el reactivo mixto, agitar y dejar reposar por unos minutos hasta que desaparezca. Esta solución se prepara diariamente, es estable por cuatro horas. - Solución stock de fosfato. Disolver 0,2195 g (219,5 mg) de dihidrógeno fosfato de potasio (KH2PO4) (previamente seco a 104ºC por dos horas), y diluir hasta 1000 mL con agua destilada. (Esta solución tiene una concentración de 50 ppm de fósforo) 1,00 mL = 50,0 µg PO4 3- -P. Almacenar en una botella oscura con 50 μl de cloroformo. Esta solución es estable por varios meses. - Solución estándar de fosfato: Diluir 50.0 mL de la solución stock de fosfato hasta 1000 mL con agua destilada; 1,00 mL = 2,50 µg P. 9. PROCEDIMIENTO 9.1 CALIBRACIÓN - Realizar una curva de calibración con concentraciones que contengan entre 0 y 250 µg/L de fosfato a partir de la solución estándar de fosfato, o seleccionar concentraciones que estén en el rango de trabajo de las muestras. - Aplicar el proceso de las tareas 2, 3 y 4. - Realizar una regresión lineal a los resultados y calcular la concentración de la siguiente forma:-Determine la pendiente (m) y el intercepto (b) de la curva de calibración Y= mx +b Abs = C * m + b Y= Abs = Valor de la absorbancia del estándar X = C = Concentración del estándar en µg at P/L b = Intercepto de la curva de calibraciòn

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9.2 ANÁLISIS - Depositar 25 mL de cada muestra de agua filtrada, en un beaker , erlenmeyer o vaso de reacción. - Adicionar 0.05 mL (1 gota) de indicador de fenolftaleína. - Si se desarrolla un color rojo, adicionar solución de H2SO4 5N gota a gota para ajustar el color. - Adicionar a cada muestra 8 mL de reactivo mixto y mezclar completamente para que se verifique la reacción y cubrir el vaso de precipitado con papel aluminio para evitar contaminación. - Dejar en reposo mínimo 10 minutos pero no más de 30 - Seleccionar la longitud de onda de 885 nm - Medir la absorbancia de cada muestra, el estándar de trabajo y el blanco de reactivos, y registrarla. Nota: Recordar que con cada conjunto de muestras se debe montar un blanco y una muestra estándar. - Blanco de Reactivos: Tomar 50 mL de agua destilada (en lugar de la muestra) y llevar a cabo las tareas 2 y 3 descritas anteriormente para obtener la absorbancia del blanco de reactivos. 10. CÁLCULOS De la curva de calibración se obtiene directamente la concentración de la muestra, así:

C  C= Abs= b= m=

Abs  b m

Concentración de la muestra en µg at P/L Absorbancia de la muestra corregida (menos la absorbancia del blanco) Intercepto Pendiente de la Curva de regresión.

11. AUTORIDAD Director técnico: Posee autoridad para decidir acerca del uso de equipos y la realización, suspensión, reanudación o reprogramación de una prueba. Responsable de calidad: Decide sobre la repetición de una prueba.

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Técnico Analista titular o suplente y/o Auxiliares: Autoridad para decidir el encendido de equipos, si se requiere, tomar las muestras, realizar las lecturas pertinentes y repetir las pruebas cuando sea necesario. 12. FORMATOS Datos de Análisis Espectrofotométricos GL –F 23 13. REFERENCIAS Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater. Ascorbic Acid Method 4500 – P E. American Public Health Association, American Water Works Association, Water Pollution Control Federation. 21st ed., New York, 2005.pp 4-153.

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