DETERMINACIÓN ESPECTROFOTOMETRICA DE FLUORUROS EN AGUA

“DETERMINACIÓN ESPECTROFOTOMETRICA DE FLUORUROS EN AGUA”

OBJETIVO:

Observación   de un sistema que se comporta de una forma inversa a la ley de Lambert-Beer, utilizando el método colorimétrico de alizarina o SPADNS (sal disódica del ácido 4,5-dihidroxi-3-(parasulfofenilazo)-2,7-naftalendisulfónico) para la determinación de fluoruros en agua de consumo humano.

INTRODUCCION:

De los elementos presentes en el agua de consumo humano algunos de ellos tienen importancia para la salud. Se ha observado experimentalmente que a concentraciones mayores de 0.5 ppm de fluor, las caries dentales disminuyen en un 50%; si esta cantidad aumenta a 1.5 ppm, se producen deformaciones y manchas en los dientes, conocidas como fluorosis dental. Es muy importante conocer la concentración de los fluoruros presentes en el agua destinada principalmente a los niños.

Al aumentar las prácticas de fluoración del suministro de agua como medida sanitaria pública, ha crecido la importancia de la determinación exacta de los fluoruros. El mantenimiento de su concentración óptima es esencial para conservar la eficacia y seguridad del procedimiento de fluoración.

Entre los métodos sugeridos para determinar el ion fluoruro ( F- ) en el agua, los más satisfactorios son el de electrodo y el colorimétrico.

El flúor es un elemento que al combinarse con hidrogeno puede producir fluoruro de hidrógeno, un gas incoloro. El fluoruro de hidrógeno se disuelve en agua formando ácido fluorhídrico. El flúor y el fluoruro de hidrógeno se usan para fabricar ciertos compuestos químicos como cuando se combina con metales para producir fluoruros tales como el fluoruro de sodio y el fluoruro de calcio, ambos sólidos de color blanco. El agua es la fuente principal de este elemento (flúor), sobre todo en zonas donde la concentración de flúor que se encuentra presente en los recursos hídricos proceden de rocas y suelos por lo que las aguas envasadas presentaran contenidos muy variados dependiendo del origen del agua. Y es por eso que es necesario que dentro de los parámetros de análisis de la calidad del agua, se contemple el análisis fisicoquímico de fluoruros, en especial por ser consideradas como aguas de consumo humano. Otras de las fuentes, que contribuyen a la exposición de flúor y que se consumen además del agua son algunos alimentos (como bebidas y jugos embotellados, té, café, la sal fluorada, y pastas dentales (Chávez, 2010; Gómez et al., 2002).

La presencia del flúor en el agua en regiones donde se tienen problemas de altos niveles de concentración y que exceden los límites permisibles, frecuentemente en las aguas subterráneas que es donde la composición geológica del suelo favorece que se presenten concentraciones altas de flúor. La presencia de flúor se le encuentra de manera natural en acuíferos de varios estados de México, tales como Aguascalientes, Chihuahua, Durango, Jalisco, Guanajuato, San Luís Potosí, Sonora, Zacatecas, por lo que son estados vulnerables a la exposición de altas concentraciones de flúor (Chávez, 2010; Wang, et al., 2007).

METODOS PARA MEDICION DE FLUOR EN AGUA

A) Método colorimétrico, que consiste en la reacción del flúor presente en la muestra, previamente acidificada, con nitrato de thorio, para formar un complejo que se colorea con el indicador rojo de alizarina; luego, la determinación se realiza por comparación del color obtenido en la muestra frente a un estándar de flúor de concentración conocida. Esta técnica cuantitativa requiere que la cantidad adicionada de nitrato de thorio sea exactamente la misma tanto en la muestra como en el estándar y que la comparación del color se realice en el punto final de la reacción.

B) Método por cromatografía líquida de alto rendimiento (HPLC) con detección ultravioleta,

C) Método por ión selectivo. Utiliza un electrodo sensible al fluoruro, mide potencial eléctrico que se desarrolla entre el liquido a medir y un estándar interno de fluoruro. Se utiliza un potenciómetro para amplificar el potencial y un electrodo de referencia.

D) Método Espectrofotométrico, El principio de este método se basa en la reacción entre los iones fluoruro y el complejo colorido de Zirconilo-SPADNS. Este método cubre la determinación de fluoruros en un intervalo de 0 mgF- /L a 1,4 mgF- /L. El fluoruro reacciona con el Zirconilo del  complejo Zr-SPANDS formando otro anión complejo incoloro  (ZrF62-). Al aumentar el contenido de fluoruro, la intensidad del color disminuye. Siendo por lo tanto la absorbancia inversamente proporcional a la concentración de fluoruros. La reacción se lleva a cabo en medio ácido. La selección del colorante para este método rápido está regido en gran parte por la tolerancia a esos iones.

Con frecuencia resulta conveniente hacer la determinación de aniones comunes, como bromuro, cloruro, fluoruro, nitrato, nitrito, fosfato y sulfato, para conocer la naturaleza precisa de un agua y/o determinar la necesidad de un tratamiento concreto. Aunque se dispone de métodos convencionales colorimétricos, electrométricos o ti trimétricos para determinar los aniones individuales.

Una concentración de fluoruro de  mg/l aproximadamente en el agua de bebida reduce efectivamente las caries dentales sin efectos perjudiciales sobre la salud. El fluoruro puede aparecer naturalmente en el agua o se puede adicionar en cantidades controladas. Cuando el nivel de fluoruro excede los límites recomendados puede producirse fluorosis. En casos raros la concentración natural de fluoruros puede acercarse a los 10 mg/l; esas aguas deberían defluorarse.

Al aumentar las prácticas de fluoración del suministro de agua como medida sanitaria pública, ha crecido la importancia de la determinación exacta de los fluoruros. El mantenimiento de su concentración óptima es esencial para conservar la eficacia y seguridad del procedimiento de fluoracion.

Entre los métodos sugeridos para determinar el ion fluoruro en el agua lo más satisfactorio son el de electrodo y el colorimétrico dado que ambos están sometidos a errores debidos a iones interferentes (tabla 1), puede ser necesario destilar la muestra antes de hacer la determinación. Cuando los iones interferentes no excedan la tolerancia del método, la determinación de fluoruros se puede hacer directamente sin destilación (American, P. H. A.).

El método del electrodo es adecuado para concentraciones de fluoruros comprendidas entre 0,1 mg/L y más de 10 mg/L. El añadir un tampón adecuado libera a este método de la gran mayoría de las interferencias que afectan al método colorimétrico SPADNS. Distintos métodos de análisis según varios autores Pág.5 requiere una destilación previa. Ciertas sustancias que forman parte de los residuos industriales, como los fluoboratos, pueden aparecer en concentraciones lo suficientemente altas como para dar lugar a problemas en las medidas del electrodo. Las valoraciones de fluoruro pueden realizarse con un electrodo específico de iones, o bien con un pHmetro de escala expandida o un medidor de ión específico, generalmente sin destilación previa y en el tiempo necesario para que se equilibre el electrodo. El método colorimétrico SPADNS presenta un margen analítico comprendido entre 0 y 1,40 mg F-/L, con un desarrollo de color virtualmente instantáneo. Las determinaciones de color habrán de realizarse fotométricamente, con un fotómetro de filtro o con un espectrofotométro. Una curva trazada a partir de estándares se empleará para establecer la concentración de fluoruro de una muestra. El fluoruro puede también valorarse mediante el método automatizado de la complexona. Este método es aplicable a las aguas potables, superficiales y salinas, así como a las residuales domésticas e industriales. El rango del método, que se puede modificar utilizando un colorímetro ajustable, es de 0,1 a 2,0 mg F-/L. La cromatografía de iones puede resultar aceptable cuando se empleen disolventes débiles para separar los fluoruros de los picos de interferencia.

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