4500-NH 3 A introducción
1. Método de selección Los dos factores principales que influyen en la selección del método para determinar el amoníaco son la concentración y la presencia de interferencias. En general, la determinación manual directa de concentraciones bajas de amoníaco se limita a las aguas potables, superficiales o subterráneas y efluentes de agua residual nitrificados de buena calidad. En otros casos, y donde se presentan interferencias o es necesaria mayor precisión, una destilación preliminar (B) es requerida. Un método volumétrico (C), un método de electrodo selectivo de amoniaco (D), un método de electrodo selectivo de amoníaco utilizando adición conocida (E), un método de fenato (F) y dos versiones automatizadas del método de fenato (G y H) son presentados. Los métodos D, E, F, G y H se pueden utilizar ya sea con o sin destilación de la muestra. Los datos presentados en la Tabla 4500-NH 3: I y Tabla 4500-NH3: III deberían ser útiles para seleccionar el método de análisis apropiado. La Nesslerización ha sido descartada como método estándar, aunque ha sido considerada una medida clásica de calidad del agua por más de un siglo. El uso de mercurio en esta prueba justifica su cancelación debido a los problemas de eliminación. El procedimiento de destilación y titulación se utiliza especialmente para concentraciones de NH 3-N superiores a 5 mg/L. Utilizar ácido bórico como absorbente después de la destilación si el destilado será titulado El método de electrodo selectivo de amoníaco es aplicable en el intervalo de 0.03 a 1400 mg NH 3-N/L. El método manual de fenato es aplicable tanto al agua dulce como al agua de mar y es lineal a 0.6 mg de NH 3-N / L. Destilar en ácido sulfúrico (H 2SO4) absorbente para el método de fenato cuando se presentan Interferencias. El método de fenato automatizado es aplicable en el intervalo de 0.02 a 2.0 mg de NH3-N/L.
2. Interferencias
La glicina, la urea, el ácido glutámico, los cianatos y la acetamida se hidrolizan muy lentamente en solución pero, de éstos, sólo la urea y los cianatos se hidrolizarán en la destilación a un pH de 9.5. La hidrólisis asciende a aproximadamente el 7% a este pH para la urea y aproximadamente al 5% para los cianatos. Los compuestos alcalinos volátiles tales como hidracina y aminas influirán en los resultados volumétricos. El cloro residual reacciona con amoníaco; Eliminar por pre-tratamiento de la muestra. Si una muestra es probable que contenga cloro residual, inmediatamente después de la recolección, tratar con un agente de decloración como en la Sección 4500 – NH3.B.3d.
3. Almacenamiento de muestras Los resultados más confiables son obtenidos en muestras frescas. Si las muestras se van a analizar dentro de las 24 h de recolección, refrigere sin acidificar a 4°C. Para conservación hasta 28 d, congelar a - 20 ° C sin acidificar, o conservar las muestras acidificando a pH <2 y almacenando a 4°C. Si la preservación del ácido es utilizada, neutralizar las muestras con NaOH o KOH inmediatamente antes de hacer la determinación. PRECAUCIÓN: Aunque la acidificación es adecuada para ciertos tipos de muestras, produce Interferencias cuando el amonio intercambiable está presente en sólidos no filtrados.
4. Bibliogarfía THAYER, G.W. 1970. Comparison of two storage methods for the analysis of nitrogen and phosphorus fractions in estuarine water. Chesapeake Sci. 11:155. SALLEY, B.A., J.G. BRADSHAW & B.J. NEILSON. 1986. Results of Comparative Studies of Presevation Techniques for Nutrient Analysis on Water Samples. Virginia Institute of Marine Science, Gloucester Point.
4500-NH 3 B Etapa de destilación preliminar
1. Discusión general La muestra es tamponada a pH 9,5 con un tampón de borato para disminuir la hidrólisis de cianatos y compuestos nitrogenados orgánicos. Se destila en una solución de ácido bórico cuando la titulación será utilizada o en H 2SO4 cuando el
método de fenato es utilizado. El amoníaco en el destilado puede ser determinado ya sea colorimétricamente por el método del fenato o volumétricamente con H 2SO4 estándar y un indicador mixto o un medidor de pH. La elección entre los métodos colorimétricos y acidimétricos depende en la concentración de amoníaco. El amoníaco en el destilado también puede ser determinado por el método del electrodo selectivo de amoníaco, utilizando H 2SO4 0,04N para atrapar el amoníaco.
2. Equipos a. Equipo de destilación: Disponer de un matraz de vidrio de borosilicato de 800 a 2.000 ml de capacidad unido a condensador vertical de manera que la punta de salida puede estar sumergida por debajo de la superficie de la solución acida receptora. Utilizar un aparato de vidrio totalmente de borosilicato o uno con unidades de condensación construido de bloques de estaño o de tubos de aluminio. b. Medidor de pH.
3. Reactivos a. Agua libre de amoniaco: prepare por intercambio de iones o por métodos de destilación: 1) Intercambio iónico: Prepare agua libre de amoníaco pasando agua destilada a través de una columna de intercambio iónico que contiene una resina de intercambio catiónico fuertemente ácida mezclada con una resina de intercambio aniónico fuertemente básica. Seleccione resinas que eliminen compuestos orgánicos que interfieran con la determinación del amoníaco. Algunas resinas de intercambio aniónico tienden a liberar amoníaco. Si esto ocurre, prepare agua libre de amoníaco con una resina de intercambio catiónico fuertemente ácida. Regenerar la columna de acuerdo con las instrucciones del fabricante. Compruebe el agua libre de amoniaco para la posibilidad de un alto valor blanco. 2) Destilación: Elimine las trazas de amoníaco en agua destilada al añadir 0.1 ml de H2SO4 concentrado a 1 L de agua destilada y vuelva a destilar. Alternativamente, tratar agua destilada con suficiente agua de bromo o de cloro para producir un residuo de libre de halógeno de 2 a 5 mg/L y volver a
destilar después de reposar al menos 1 h. Deseche los primeros 100 mL de destilado. Compruebe el agua redestilada para la posibilidad de un blanco alto. Es muy difícil almacenar agua sin amoníaco en el laboratorio sin contaminación por amoníaco gaseoso. Sin embargo, si es necesario almacenar, almacenar en un recipiente de vidrio herméticamente taponado al que se añade una agua libre de amoniaco con aproximadamente 10 g de resina de intercambio iónico (preferiblemente una resina de intercambio catiónico fuertemente ácida)/L. Para su uso, deje reposar la resina y decante el agua libre de amoníaco. Si se produce un alto valor en blanco, reemplace la resina o prepare agua fresca libre de amoníaco. Utilice agua destilada sin amoníaco para preparar todos los reactivos, enjuague y dilución de la muestra.
b. Solución tampón de Borato: Añadir 88 ml de solución de NaOH 0.1N a 500 ml solución de tetraborato de sodio aproximadamente de 0.025 M (Na 2B4O7) (9,5 g de Na2B4O7⋅10 H2O/L) y diluir hasta 1 L.
c. Hidróxido de sodio, 6N d. Reactivo de decloración: Disolver 3.5 g de tiosulfato sódico (Na 2S2O3⋅5H2O) en agua y diluir a 1 L. Prepare fresco semanalmente. Utilice 1 mL de reactivo para eliminar 1 mg/L de cloro residual en una muestra de 500 mL.
e. Agente neutralizante 1) Hidróxido de sodio, NaOH, 1N 2) Ácido sulfúrico. H2SO4, 1N f. Solución absorbente, ácido bórico simple: disuelva 20 g de H 3BO3 en agua y diluya hasta 1L
g. Solución indicadora de ácido bórico: ver sección 4500-NH 3.C.3a y b. h. Ácido sulfúrico, 0.04N: Diluir 1.0mL de H 2SO4 concentrado a 1L
4. Procedimiento a. Preparación del equipo: Añadir 500 mL de agua y 20 mL del tampón de borato, ajustar el pH a 9.5 con una solución de NaOH 6 N , y agregar a un matraz de destilación. Añadir unas cuantas perlas de vidrio o de ebullición y usar esta mezcla para limpiar el equipo de destilación hasta que el destilado no muestre trazas de amoníaco.
b. Preparación de la muestra: Utilizar 500 mL de muestra declorada o una porción conocida diluida a 500 mL con agua. Cuando la concentración de NH 3-N es menor de 100 μg /L, use un volumen de muestra de 1000 mL. Eliminar el cloro residual añadiendo, en el momento de recolección, un agente de decloración equivalente al cloro residual. Si es necesario, neutralizar hasta aproximadamente pH 7 con ácido diluido o base, usando un medidor de pH. Adicione 25 mL de una solución tampón de borato y ajuste a pH 9.5 con 6N NaOH utilizando un medidor de pH
c. Destilación: Para minimizar la contaminación, dejar el equipo de destilación ensamblado después de limpiarlo hasta justo antes de iniciar la destilación de la muestra. Desconectar el recipiente e inmediatamente transferir el matraz de muestra a un aparato de destilación. Destilar a una velocidad de 6 a 10 mL/min con la punta del tubo de suministro debajo de la superficie de la solución receptora de ácido. Recoger el destilado en un Erlenmeyer de 500 mL que contenga 50 mL de solución indicadora de ácido bórico para el método volumétrico. Destilar el amoníaco en 50 ml de H 2SO4 0.04 N para el método de electrodo selectivo de amoníaco y para el método de fenato. Recoger al menos 200 ml de destilado. Bajar el receptor de destilación de modo que el extremo del tubo de suministro esté libre de contacto con el líquido y continúe la destilación durante el último minuto o dos para limpiar el condensador y el tubo de suministro. Diluir a 500 ml con agua. Cuando el método de fenato es utilizado para determinar NH 3-N, neutralice el destilado con solución NaOH 1N.
d. Determinación de amoniaco: determine amoniaco por el método volumétrico (C), por el método de electrodo selectivo de amoniaco (D y E), o por el método de fenato (F y G).
5. Bibliografía NICHOLS, M.S. & M.E. FOOTE. 1931. Distillation of free ammonia from buffered solutions. Ind.Eng. Chem., Anal. Ed. 3:311. GRIFFIN, A.E. & N.S. CHAMBERLIN. 1941. Relation of ammonia nitrogen to breakpoint chlorination. Amer. J. Pub. Health 31:803. PALIN, A.T. 1950. Symposium on the sterilization of water. Chemical aspects of chlorination. J. Inst. Water Eng. 4:565.
TARAS, M.J. 1953. Effect of free residual chlorination of nitrogen compounds in water. J. Amer. Water Works Assoc. 45:47.
4500-NH 3 C Método volumétrico
1. Discusión general El método volumétrico se utiliza únicamente en muestras que se les ha sido llevado a cabo una destilación primaria (ver Sección 4500-NH3.B). La siguiente tabla es útil para seleccionar el volumen de la muestra para el método de destilación y titulación. Amoniaco Nitrógeno en muestras mg/L 5 – 10 10 – 20 20 – 50 50 - 100
Volumen de Muestra mL 250 100 50.0 25.0
2. Equipos Equipo de destilación: ver sección 4500-NH 3.B.2a y sección 4500-NH 3.B.2b
3. Reactivos Utilizar agua libre de amoniaco al hacer todos los reactivos y diluciones.
a. Solución indicadora mixta: Disolver 200 mg de indicador de rojo de metilo en 100 ml de alcohol etílico o isopropílico. Disolver 100 mg de azul de metileno en 50 ml de alcohol etílico o isopropílico al 95%. Combine las soluciones. Preparar mensualmente.
b. Solución indicadora de ácido bórico: disolver 20 g de H 3BO3en agua, adicionar 10 ml de solución indicadora mixta. Y diluir a 1L. Prepare mensualmente
c. Titulante de ácido sulfúrico estándar, 0.02 N : prepare y estandarice como se indica en Alcalinidad, sección 2320B.3c. para mayor precisión, estandarice el titulante contra una cantidad de Na 2CO3 que ha sido incorporada en la solución indicadora de ácido bórico para producir las condiciones actuales de
la muestra de titulación; 1.00 mL= 14 x normalidad x 1000 1.00 mL= 280 µg N)
µg
N. (para 0.02 N,
4. Procedimiento a. Proceda como se describe en la Sección 4500-NH 3.B usando solución indicadora de ácido bórico como absorbente para el destilado.
b. Muestras de lodos o sedimentos: Pesar rápidamente hasta ± 1% de cantidad de muestra húmeda, equivalente a aproximadamente 1 g de peso seco, en un pesafiltros o en un crisol. Lavar la muestra dentro un frasco Kjeldahl de 500 ml con agua y diluir hasta 250 ml. Proceda como en 4a pero añada una pieza de parafina en un balón de destilación y recoger solo 100 ml de destilado.
c. Titular el amoníaco destilado con una solución estándar de 0,02 N H 2SO4 hasta que el indicador se vuelva un lavanda pálido
d. Blanco: lleve a cabo con el Blanco todos los pasos del procedimiento y aplique la necesaria corrección a los resultados.
5. Cálculos a. Muestras liquidas: 3 / =
( ) 280
b. Muestras de lodos y sedimentos: 3 / =
( ) 280
donde:
A= Volumen de H2SO4 titulado para la muestra, mL y B= volumen de H2SO4 titulado para el blanco, mL.
6. Precisión y tendencia Tres muestras sintéticas que contienen amoníaco y otros componentes disueltos en agua destilada se destilaron y se analizaron por titulación. La muestra 1 contenía 200 μg de NH 3-N/L, 10 mg de Cl /L, 1.0 mg de 3− -N/L, 1.5 mg de N/L orgánico, 10.0 mg 43− /L, y 5.0 mg de sílice/L. La desviación estándar relativa y el error relativo para los 21 laboratorios participantes fueron de 69.8% y 20%, respectivamente. 43−
La muestra 2 contenía 800 μg de NH 3-N/L, 200 mg de Cl -/L, 1.0 mg de 3− -N/L, 0,8 mg de N/L orgánico, 5.0 mg 43− /L, y 15.0 mg de sílice/L. La desviación estándar relativa y el error relativo para los 20 laboratorios participantes fueron de 28,6% y 5%, respectivamente. La muestra 3 contenía 1500 μg de NH 3-N/L, 400 mg de Cl /L, 1.0 mg de 3− -N/L, 0.2 mg de N/L, 0.5 mg 43− /L, y 30.0 mg de sílice/L. La desviación estándar relativa y el error relativo para los 21 laboratorios participantes fueron del 21,6% y el 2,6%, respectivamente.
7. Bibliografía MEEKER, E.W. & E.C. WAGNER. 1933. Titration of ammonia in the presence of boric acid. Ind. Eng. Chem., Anal. Ed. 5:396. WAGNER, E.C. 1940. Titration of ammonia in the presence of boric acid. Ind. Eng. Chem., Anal.Ed. 12:711.
