Es una medida del Color que le confieren al agua los materales contaminantes. Para su medición se utiliza la escala de Hazen.
COLOR
(Unidades
de Platino Cobalto; UPC)
Es una medida del Color que le confieren al agua los materales contaminantes. Para su medición se utiliza la escala de Hazen.
Para su medición se adopta el método de E. Merck Darmstadt.
Todos los derechos pertenecen a : E. Merck, Darmstadt.
E. Merck, 64271 Darmstadt, R.F.A., tel. (06151) 720, telex 419328-0 em d
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Aquaquant 14421 5-150 Hazen
Se determina mediante colorimetría óptico-visual de la coloración amarillenta de aguas frente a patrones de platino-cobalto simulados según Hazen.
1. Aquaquant Color 14421.
Graduacion: 0 - 5 -10 - 20 -30 - 40 - 50 - 70 - 100 - 150 Hazen.
1.1. Determinación de la coloración aparente del agua.
Orientar el envase abierto de tal modo que los tubos se encuentren a mano izquierda. Si no se indica otra cosa, llenar el tubo exterior con respecto al operador con agua incolora límpida hasta la marca, como solución en blanco. Llenar el tubo interior hasta la marca con la muestra de agua a medir. Introducir la parte de los círculos de color de la escala desde la derecha en la ranura del fondo de la caja y correrla hasta que salga por el lado izquierdo, rotulado. Hacer coincidir la coloración del agua en el tubo interior con el círculo de color por debajo del blanco en el tubo exterior, de modo que mirando desde arriba se aprecie un color lo mas parecido posible. Leer el resultado en la parte de la escala que sobresale en el lado derecho de la caja (en caso de que no se encuentre el color de la muestra problema en la escala, véase 3.). La medida corresponde a la coloración aparente del agua, que tratándose de muestras límpidas es también la coloración efectiva del agua.
1.2. Determinación de la coloración efectiva del agua.
Tratándose de aguas turbias, se mide primero la coloración aparente del agua (coloración efectiva + substancias turbias), tal como se describe en el apartado anterior. A fin de determinar la coloración efectiva del agua, se filtra otra muestra idéntica por el embudo filtrante, que se encuentra en el fondo del bloque comparador, y se mide de acuerdo con 1.1.
a) Llenar el tubo interior hasta la marca con la muestra de agua.
b) Llenar el tubo exterior con agua incolora límpida.
c) Comparar el color.
Agua no filtrada = coloración aparente.
Agua filtrada = coloración efectiva.
A fin de conseguir un filtrado lo mas rápido posible, la placa filtrante del embudo es relativamente gruesa, de 50 um de tamaño máximo de los poros. Esto debe tenerse en cuenta al comparar con otros métodos en los que a veces se prescriben filtros de poro estrecho. (De todos modos, la elección de la porosidad del filtro es empírica para cada método, dado que hay una transición continua el tamaño de partículas entre las substancias enturbiadoras y colorantes.) El material retenido por el embudo filtrante ha de lavarse con agua límpida después del empleo, añadiendo mezcla crómica (art. 2499) en caso necesario. No es posible substituir el filtro de frita de vidrio por el papel de filtro corriente, ya que este puede absorber los colorantes. Las muestras han de medirse lo mas pronto posible después de su toma. En caso de almacenamiento inevitable, se recomienda emplear recipientes oscuros.
2. Colorimetría
2.1. Método.
Se compara la coloración del agua con una serie de patrones de color, que por unidad de medida simulan 1 ppm de platino como PtCI6-2 y 0,5 ppm de cobalto como Co+2 , en un tubo de 165 mm de altura de capa.
2.2. El sistema de valoracion de colores segun HAZEN. A
Aunque una coloraión amarilla, generalmente regional, no sea de por sí un criterio de calidad para enjuiciar la aptitud como agua potable, el consumidor exige que el agua sea incolora. Hace 100 años ya se procuraba atribuir, mediante patrones (p.ej. los colores mas o menos correctos de la reacción de Nessler), determinados valores a los matices de color del agua. Hazen (1892) (5.1.) finalmente logró introducir el sistema de patrones de platino-cobalto, que sigue empleándose en la actualidad. El fundamento lo constituye el cloroplatinato amarillo, estable en solución, correspondiendo 1 unidad de Hazen a 1 ppm de Pt. Dado que esta tonalidad amarilla no coincidía con los tonos de amarillo-naranja parduscos existentes en el agua, se añadieron 0,5 ppm de Co2+ por 1 ppm de Pt, como componente roja adicional. Este método sencillo y práctico de valoración del color forma parte de la mayoría de los procedimientos estandar del análisis del agua (5.2.).
2.3. El método de determinación óptico-visual en comparación con la medida instrumental.
Al menos cuando se requiera un método rápido normalizado, la colorimetría optico-visual es superior en varios aspectos a la medida espectrofotométrica. Así, no es posible crear una escala de valoración universal con base instrumental, ya que solo son plenamente comparables las medidas fotométricas del mismo aparato o, en el mejor de los casos, las realizadas con el mismo tipo de aparato. En el intervalo de color amarillo de 400 - 450 nm que aquí interesa, determinados tipos de fotómetros, sobre todo los sencillos, a menudo difieren mucho unos de otros. Aunque sea posible definir las condiciones de medida longitud de onda, anchura del valor medio espectral de cada aparato, esto no permite hacer comparaciones entre laboratorios equipados con instrumentos diferentes. Otro problema es que la mayoría de los fotómetros están limitados a cubetas de longitud de capa máxima entre 10 y 50 mm, por lo que de los colores de hasta unas 20 unidades Hazen, mas frecuentes en el agua, resultan valores muy bajos, a menudo inferiores al limite de error y por tanto inservibles. A este respecto hay que mencionar finalmente que una posible turbidez puede tener un efecto dispersor de luz, generalmente dependiente del tipo de instrumento, la cual origina resultados fuertemente falseados en sentido positivo y no puede corregirse fotométricamente por compensación del valor en blanco. Es cierto que esto ocurre también en los sistemas ópticos, pero estos tienen la ventaja de que el ojo puede distinguir entre turbidez y color, cosa que no logra el instrumento.
3. Medida de colores especiales
Un inconveniente aparente del método de Hazen es su orientación hacia una serie de colores fija, aunque sea la mas frecuente. Esto se tiene en cuenta en su definición original (5.1.). Así, la unidad Hazen se refiere exclusivamente a la componente amarilla de PtCI2(2-) es decir, la tonalidad presente puede igualarse por la adición limitada de otros colores al patrón de platino. En el presente test se procede como sigue:
3.1. Tonos amarillos que tiran a pardo y verde.
Intensificar los colores de referencia, llenando el tubo exterior, que encima de los círculos de color (tubo en blanco), con solución azul de sulfato de cobre. Esta se obtiene de una solución madre de 400 ppm (1,57 g de CuSO4 5H2O por litro, art. 2790), diluyendo convenientemente.
3.2. Tonos amarillos que tiran a rojo.
Empleo análogo de una solución roja de 400 ppm de Co . (1,91 g de CoSO4 7H2 O por litro, art. 2556).
3.3. Técnica.
El tubo interior se llena hasta la marca con la muestra de agua, mientras que el tubo exterior contiene agua incolora solamente hasta la altura de unos 11 cm. En estas condiciones ha de procurarse ajustar la muestra a un tono amarillo que (en cuanto sea comparable) sea de 1 a 2 valores inferior a la intensidad del color. Seguidamente se añade al tubo exterior, mediante bureta o pipeta aforada, la cantidad necesaria de solución madre de 400 ppm de cobre y/o cobalto para simular lo mas perfectamente posible la tonalidad de la muestra y se completa con agua incolora. Siendo el volumen de relleno del tubo de 40 ml, 1 ml de solución madre 400 ppm da una concentración efectiva de 400:40 = 10 ppm, es decir, la cantidad de unos 12 ml, aun existente en el tubo, permite compensar colores extraños de unas 120 ppm de Cu + Co. En caso de rebasarse este valor, se recomienda trabajar con soluciones madre de 4000 en lugar de 400 ppm.
3.4. Especificación de los resultados
Resultado y Especificación
Ejemplo 1. Muestra sin compensación de color adicional. Medida: 30 Hazen (30 ppm de Pt, 15 ppm de Co). 30 Hazen, por el test Aquaquant 14421 Color.
Ejemplo 2. Muestra con 40 Hazen con adición de 8,0 ml de Cu 400 ppm al tubo de referencia. 40 Hazen con 40 ppm de Pt/20 ppm de Co+ 80 ppm de Cu, por el test Aquaquant 14421 Color.
Dado que en el ejemplo 1 se trata de la combinación de colores estándar, no es necesario especificar, mientras que en el caso de colores modificados, como en el ejemplo 2, hay que indicar toda la f órmula de colores.
4. Presencia y origen de color en el agua
Las coloraciones del agua pueden clasificarse como sigue:
Naturales de origen mineral ~ hierro
Naturales de Origen Animal ~ urocromos
Naturales de Origen Vegetal ~ ácidos húmicos
Artificiales de origen aguas industrial ~ Aguas residuales
Una subdivisión ulterior resulta de la diferenciación entre coloración aparente (coloración total de solución y suspensión) y coloración efectivo (coloración de la solución solamente). Al contrario de la coloración natural que se limita casi exclusivamente a las tonalidades amarillas y pardas, la coloración artificial puede presentar prácticamente de todas las tonalidades. Sin embargo, debido a la dilución estas son generalmente apenas perceptibles como efecto de color, aunque se trate de aguas industriales fuertemente contaminadas. Otro factor de color que no es de esperar en aguas normales es el de origen animal, resumido frecuentemente por el término colectivo de «urocromo» y cuyas causas (estiércol liquido, aguas residuales comunales brutas) se reconocen por el olor y por valores elevados de N, P, CI y SO4. La coloración «mineral» del agua, originada por hierro(lll) hidrolizado y sedimentos finos en general, suele presentarse en forma de coloides o suspensiones y por tanto como «coloración aparente del agua». También pueden separarse por filtración las algas flotantes, generalmente verdes, que pertenecen a los factores de color vegetales.
El factor de color «efectivo» mas importante y que suele presentarse sin otros, lo constituyen los así llamados «ácidos de color» («color acids»), que son extractos del suelo y de fragmentos muertos de plantas, capaces de acidificar el agua hasta un pH 4 y característicos de aguas procedentes de regiones ricas en humus o en vegetación. Entre estas regiones se cuentan las zonas templadas frías y húmedas y la zona caliente y húmeda de vegetación cerca del ecuador. En las vecinas y mas secas zonas mediterráneas y sabaneras son mas raras las aguas coloreadas, mientras que faltan totalmente en la zona desértica situada en medio. En las zonas templadas del centro y norte de Europa, de Norteamérica, etc., predomina la formación de humus, dado que el proceso de descomposición a las temperaturas relativamente bajas no puede hacer frente a la acumulación del material vegetal. La causa principal de la coloración del agua en este caso es que esta se filtra por la capa de humus. Cuando esta última se compone casi exclusivamente de material vegetal muerto, como es el caso en los terrenos pantanosos, siendo además el principal portador del agua, las aguas coloreadas son cosa corriente. En las zonas ecuatoriales, que constituyen la segunda región en presencia de aguas coloreadas, la humedad y las elevadas temperaturas intensifican el crecimiento vegetal, que sin embargo puede formar solamente capas delgadas debido al proceso de descomposición igualmente rápido y la pronta utilización de las componentes del humus por las plantas. La gran acumulación de fragmentos vegetales en descomposición se pone de manifiesto en el caso extremo, el bosque de lluvia tropical, que con 20 kg/m2/a produce aproximadamente 50 veces la cantidad de materia orgánica muerta de un bosque caducifolio o de coníferas centroeuropeo. Son características de estas regiones las «aguas negras» de los ríos y arroyos de allí de una coloración amarilla dorada a menudo, que se debe a la gran cantidad de partes de plantas (hojas, corteza, ramos) en descomposición, en parte también vivas, y no tanto a la capa delgada de humus. Independientemente de las zonas climáticas, el material vegetal puede proceder también de la propia agua. Así, incluso los estanques de agua cementados a menudo son coloreados por los productos de descomposición hidrosolubles pardo amarillentos de las algas de temporada muertas.
Son componentes de los «ácidos de color» gran numero de ácidos polihidroxi y metoxi-carboxílicos y quinonas macromoleculares, de peso molecular entre 1000 y 100 000 (5.3., 5.4., 5.5.). Mediante ligandos potenciales, tales como grupos 0,0'- dihidroxi, éstos pueden también adicionar metales, de modo que en aguas coloreadas conteniendo hierro (numerosas «aguas negras» tropicales) puede haber hierro complejado. La alcalinización de las aguas coloreadas se acompaña generalmente de intensificación del color, que se debe a efectos de indicador de los colorantes y a veces también a la precipitación de hidróxidos de hierro. Por consiguiente, es indispensable conocer el valor del pH en todo análisis colorimétrico. Tratándose de aguas residuales, se tiende a efectuar una medida adicional al pH constante de 7,6 (5.2.2., pags. 392-394).
5. Bibliografia
5.1. HAZEN A., Am. Chem. J. 14, 300 310 (1892).
5.2.1. Ausgewahlte Methoden der Wasser- untersuchung. VEB Gustav Fischer Verlag,
Jena (1971).
5.2.2. StandardMethods for theExamination of Water and Wastewater, 13th Ed.
American Public Health Association, Washington (1971). 160 162,392-394.
5.2.3. Analysis of Raw, Potable and Waste Waters. Her Majesty's Stationary Office,
London (1972). 26-28.
5.3. KNORR M., GRAF W. y KLATTE O. J. Arch. Hyg. Bakteriol. 147, 108 134 (1963).
5.4. CHRISTMAN R. F. y GHASSEMI M. J. Am. Water Works Assn. 58, 723-741 (1966).
5.5. GHASSEMI M. y CHRISTMAN R.F. Limnology and Oceanography 13, 583-597 (1968).
