Métodos Analíticos

La determinación del nitrato (NO3- ) es compleja, debido a:
  • La alta probilidad de que se hallen sustancias interferentes. 
  • Los rangos limitados de concentración de las diferentes técnicas. 
  • Los procedimientos relativamente complejos que se precisan. 
Existen básicamente 3 métodos para analizar nitratos:
  1. Método espectrométrico ultravioleta selectivo.
  2. Método del electrodo de nitrato.
  3. Método cromatográfico de iones.

1. Método espectométrico ultravioleta selectivo.

    Esta técnica solamente se utiliza para seleccionar muestras con bajo contenido en materia orgánica (aguas naturales incontaminadas y suministros de agua potable).

     Las medidas de absorbancia -UV a 220 nm permiten la determinación de nitratos que son absorbentes a esta longitud de onda. Debido a que las materias orgánicas también pueden absorber a esta longitud de onda debemos hacer una segunda lectura a 275 nm para obtener la medida relativa sólo a nitratos.

Instrumental:

  • Espectofotómetro para uso a 220 nm y 275 nm .
  • Cubetas de sílice iguales, de 1cm de recorrido de luz o más .


Reactivos:

  • Agua destinala o desionizada de máxima pureza para soluciones y disoluciones.
  • Solución madre de nitrato, para la cual se deberá secar nitrato potasico KNO3 en un horno a 105ºC/24 horas, disolver 0,7218 gramos en agua con balanza analítica y diluir a 1.000 mL (1mL = 100 mg NO3- -N).
  • Solución intermedia de nitratos. Diluir 100 mL de solución madre de nitrato a 1.000 mL con agua (1,00 mL=10,0mg NO3- -N).
  • Solución de ácido clorhídrico  HCl 1N.


Procedimiento:

Tratamiento de la muestra:

    Sobre 50 mL de muestra transparente, filtrada si fuera preciso, añadir 1mL de solución de HCl y homogeneizar.

Preparación de la curva de patrones:

    Se han de preparar estándares de calibrado de nitrato en el rango de 0 a 7 mL NO3- -N/l por dilución a 50 mL de los siguiente volúmen de solución intermedia de nitrato. Se han de tratar los patrones de NO3- del mismo modo que las muestras.

Medida espectofotométrica:

    Leer la absorbancia o transmitancia frente al agua destilada, con la que previamente se ha ajustado a absorbancia 0. Para esta determinación  se utilizará la longitud de onda de 220 nm para obtener la lectura de NO3- y 275nm para determinar la interferencia.

Expresión de resultados:

    Para muestras y patrones debemos restar 2 veces la absorbancia leída a 275nm  de la lectura a 220nm para obtener la absorbancia debida a los NO3- y construir la curva de calibrado de la cual se obtiene la concentración de la muestra. Detergentes, nitritos y Cr6+ pueden provocar distorsiones en las medidas.
 
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2. Método del electrodo de nitrato.

    El electrodo del ion  NO3-   es un sensor selectivo que desarrolla un potencial a través de una membrana delgada, porosa e  inerte que se mantiene en posición en un intercambiador ionico en un líquio inmiscible con agua. 

    El electrodo  responde a la actividad del ión nitrato entre aproximadamente 10-5   y  10-1  M. El límite inferior de detección esta determinado por la solubilidad escasa pero finita del cambiador ionico líquido. 

Interferencias:

    Los iones cloruro y carbonato interfieren cuando su proporción en peso frente a NO3-   - N es >a  10 o > a 5 respectivamente. Los iones potencialmete interferentes, pero que no se enuentran en niveles significativos en las aguas potables son: el  NO2- , CN-, S2- , Br-   I- , ClO3- ,  ClO4-. Anque los electrodos funcionan satisfactoriamente con tampones pH3. Se han observado respuestas erraticas cuando el pH no se mantiene constante. Ese problema se reduce al mínimo utilizndo una solución tampon que contenga sulfato de plata para elimina cloruros, bromuros, yoduros, sulfuros y cianuros, ácido sulfámico para eliminar nitritos, un tampon a pH3 para eliminar HCO3-  y mantenganse el pH y la fuerza ionica constante y Al2(SO4)3   para complejar ácidos orgánicos.

Instrumental:
 

  • pHmetro con escala de mV.
  • Electrodo selectivo de nitratos.
  • Electrodo estándar de referencia de doble unión.
  • Agitador magnético e imanes recubiertos de teflón.
  • Cronómetro.


Reactivos:
 

  • Agua exenta de nitrato. Preparar como se describe en el método anterior.
  • Solución madre de nitrato  Preparar como se describe en el método anterior.
  • Solución patrón de nitrato: dilúyase 1,0, 10 y 50 mL de solución madre de nitrato a 100 mL con agua, para obtener las soluciones patrón de 1,0, 10 y 50 mg de NO3-   - N / L, respectivamente
  • Solución tampón. Disuélvanse 17,32 g de Al3  (SO4)3  ·18H2O, 3,43 g de Ag2 SO4 1,28 G de H3BO3 y 2,52 g de ácido sulfámico (H2 NSO3 H) en unos 800 mL de agua. Ajústese a pH 3,0 por aición lenta de NaOH 0,10N. Diluir a 1.000 ml y conservar en frascos de vidrio oscuro.
  • Hidróxido de sódio NaOH 0,1N 
  • Solución de llenado del electrodo de referencia: disuélvase 0,53 g de (NH4)2 SO4 en agua y dilúyase a 1.000 ml.


Procedimiento:

Preparación de la curva de calibrado:

    Transferir 10 mL o 1 mg de patrón de nitrato -N/L a un vaso de 50 mL añadir 10 mL de tampón y agitar con el agitador magnético, sumergir los extremos de los electrodos para registrar la lectura en mV cuando se estabilice (en 1 minuto aproximadamente) sacar los electodos, lavarlos y secarlos. Repetir esta operación con los patrones de 10 mg y 50 mg. Se comparan las medidas de potencial con las concentraciones de nitrato -N sobre papel semilogarítmico, con las concentraciones en el eje logarítmico (abscisa) y el potencial (en milivoltio) en el eje lineal (ordenada). Debe resultar una líniea recta con una pendiente de +57  +  3 mV a 25 ºC. Vuelvase a calibrar los electrodos varias veces al día comprobando la lectura de potecial del patrón de 10 mg de nitrato -N y ajustando el control de calibrado hasta que muestre de nuevo la lectura de la curva de calibrado.

Medición de la muestra:

    Transferir 10 mL de muestra a un vaso de 50 mL, añadir 10 mL de solución tampón y agítese (1 minuto aproximadamente) con agitador magnético. Medir los patrones y las muestras a la misma temperatura, introducir los extremos de los electrodos en la muestra y registrar la lectura de potencial cuando se estabilice leer la concentración a partir de la curva de calibrado.
 
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3. Cromatografia de iones.

    Método utilizado para el análisis de aniones. Es una técnica separativa.Todas los métodos  cromatográficos tienen en común la utilización de una fase estacionaria y una fase móvil, las separaciones están basadas en las diferencias en la velocidad de migración entre los componentes de la muestra. 

En general los cromatógrafos disponen de: 
 

  • Un módulo de introducción de la muestra (inyección)
  • Una columna cromatográfica.
  • Un detector.
  • Un sistema de procesado de datos.


Procedimiento.

    En la fase móvil (cromatografia líquidos) un líquido arrastra la muestra hasta la columna cromatográfica. En cromatografia de gases será un gas, con preferencia por el helio. En este punto es donde se disuelve la muestra.

En la columna cromatografica se separan todos los componentes.

En la fase estacionaria los aniones interaccionan de manera diferente.

Se inyectan los patrones.

    En el detector se obtienen una serie de picos simétricos (cromatogramas).Esta gráfica es útil tanto para el análisis cualitativo como cuantitativo las posiciones de los picos sobre el  tiempo se puede emplear para identificar los componentes de la  muestra, las áreas de los picos proporcionan una mesura cuantitativa de la cantidad de cada especie ( ejemplo :en 3 minutos aparece el ion cloruro y a los 15 minutos el ion sulfato). Se puede observar un ejemplo en el siguiente cromatograma.
 
 
 

 

 
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