112 1. Método de Ensayo Determinación de Mercurio por ...

VICERRECTORÍA DE INVESTIGACIONES, INNOVACIÓN Y EXTENSION

INFORME DE VALIDACION DE MERCURIO EN AGUA

TRATADA Y CRUDA

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1. Método de Ensayo Determinación de Mercurio por Espectrofotometría de Absorción Atómica-Vapor Frio para Aguas (Tratada y Cruda) (Tratamiento de las muestras mediante digestión con ácido nítrico, sulfúrico y permanganato de potasio (si se tiene materia orgánica a 100°C)) Código del Instructivo: (123-LAA-INT-51).

2. Responsable (s)

Ariel Felipe Arcila Z.

3. Materiales y Reactivos

MATERIALES REACTIVOS

Descripción Cantidad Descripción Cantidad

Beaker de 200 ml 4 Solución patrón de 1000mg/l de Hg 20 ml

Bureta de 25 ml 1 Agua destilada 20000 ml

Matraz de 200 ml 16 Acido Nítrico 65% 1240 ml

Matraz de 100 ml 2 Acido Sulfúrico 98% 1600 ml

Matraz de 250 ml 1 Permanganato de Potasio 500 g

Pipeta Graduada de1 ml 2 Sulfato de Hidroxilamina 480 g

Pipeta Graduada de 15 ml 1 Cloruro Estañoso 400 g

Pipeta volumétrica de10 ml 5

Winklers 16

3.1 Equipos

Espectrofotómetro de absorción atómica SHIMADZU AA-700 Generador de vapor frio SHIMADZU Baño María

4. Preparación de la Curva de Calibración



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4.1. Solución madre de Mercurio (10 mg/L)

Solución estándar de Mercurio (0,02 mg/L)

Patrones curva de calibración Mercurio

Patrón Concentración

Volumen de Solución estándar

a tomar (µg/L) (mL)

Blanco 0,0 0,0

1 0,5 5

2 0,75 7,5

3 1 10

4 2 20

5 3 30

INICIO Tomar 1mL de solución estándar

PANREAC de 1000 ppm

FIN

Aforar a 100 mL

INICIO Tomar 1mL de solución madre de

mercurio (10 mg/L)

Aforar hasta 500mL

FIN

Tomar el volumen en bureta necesario de la solución estándar de Mercurio (0,02 mg / L) para preparar cada uno de los patrones de

acuerdo a la siguiente tabla INICIO

Aforar cada uno de los patrones a 200 mL con agua desionizada

Pasar los patrones antes preparados a 6 winklers previamente lavados con ácido nítrico al 10% y realizar el proceso de digestión de muestras sin materia orgánica. FIN



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4.2. Soluciones para la verificación

üBK: Blanco de reactivos. (Agua desionizada) üBb: Estándar de concentración baja. (0,8 µg/L para Hg) üBa: Estándar de concentración alta. Aproximadamente el 90% del rango. (2,5 µg/L para Hg) üBKAT: Blanco agua tratada üM1AT: Muestra natural para ver efectos en la matriz real. (Agua Cruda + 0,8 µg/l Hg) üM2AT: Muestra natural para ver efectos en la matriz real. (Agua Cruda + 2,5 µg/l Hg) üBKAC: Blanco agua cruda üM1AC: Muestra natural para ver efectos en la matriz real. (Agua Tratada 0,8 µg/l Hg) üM2AC: Muestra natural para ver efectos en la matriz real. (Agua Tratada 2,5 µg/l Hg)

4.2.1 Preparación de soluciones para la verificación

4.2.2.




üBK 0,0 0,0

üBb 0,8 8

üBa 2,5 25

Tomar el volumen en bureta necesario de la solución estándar de Mercurio (0,02 mg / L) para preparar cada uno de las soluciones de

verificación. INICIO

Aforar cada uno de los patrones a 200 mL con agua desionizada

Pasar los patrones antes preparados a 6 winklers previamente lavados con ácido nítrico al 10% y realizar el

proceso de digestión de muestras sin materia orgánica. FIN



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Preparación de muestras adicionadas

Nota: La muestra queda lista para determinar su concentración por espectrofotometría de absorción atómica-vapor frio. La determinación de mercurio en el equipo de absorción atómica SHIMADZU AA-7000 debe ser programada a través del software WizAArd, instalado en su PC. Se recomienda atender recomendaciones del instructivo 123-LAA-INT-23.

Patrón

Concentración (µg/L)


a tomar (ml)

üBKAT 0,0 0,0

üM1AT 0,8 8

üM2AT 2,5 25

üBKAC 0 0

üM1AC 0,8 8

üM2AC 2,5 25


acuerdo a la siguiente tabla

INICIO

Aforar cada uno de los patrones a 200 mL con agua Según la matriz de análisis.

Pasar los patrones antes preparados a 6 winklers previamente lavados con ácido nítrico al 10%

FIN



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5 RESULTADOS

5.1 RANGO DE TRABAJO

0,50 – 3,00 µg Hg/L

5.2 MEDICIONES REALIZADAS

Se realizaron 15 curvas de calibración de Mercurio y la posterior lectura de 6 réplicas de cada solución durante 2 días diferentes para evaluar la repetibilidad y reproducibilidad.



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REPETIBILIDAD Y REPRODUCIBILIDAD

Fecha üM1AT üM2AT Fecha üM1AC üM2AC

13/09/2012

0,9026 2,6409

08/11/2012

0,8061 2,5698

0,8339 2,7686 0,8594 2,6082

0,8732 2,6311 0,7279 2,9263

0,8732 2,7407 0,8011 2,6648

0,8666 2,6736 0,8195 2,6748

0,6997 2,5623 0,7945 2,6365

Media 0,8415 2,6695

0,8014 2,6800

Desviación estándar

0,0729 0,0757 0,0428 0,1266

Coeficiente de variación

8,6586 2,8373 5,3443 4,7224

Varianza de la muestra

0,0053 0,0057 0,0018 0,0160

Mínimo 0,6997 2,5623 0,7279 2,5698

Máximo 0,9026 2,7686 0,8594 2,9263

Datos del porcentaje de error y porcentaje de Recuperación.

Agua Tratada

Tipo Concentración (ppb) % de Error % Recuperación

H2O Tratada + 0,8 ppb Hg (1) 0,9026 12,8250 112,825

H2O Tratada + 0,8 ppb Hg (2) 0,8339 4,2375 104,2375

H2O Tratada + 0,8 ppb Hg (3) 0,8732 9,1500 109,15

H2O Tratada + 0,8 ppb Hg (4) 0,8732 9,1500 109,15

H2O Tratada + 0,8 ppb Hg (5) 0,8666 8,3250 108,325

H2O Tratada + 0,8 ppb Hg (6) 0,6996 12,5500 87,45

Media 0,8415 9,3729 105,1896

H2O Tratada + 2,5 ppb Hg (1) 2,6409 5,6360 105,636

H2O Tratada + 2,5 ppb Hg (2) 2,7686 10,7440 110,744

H2O Tratada + 2,5 ppb Hg (3) 2,6311 5,2440 105,244

H2O Tratada + 2,5 ppb Hg (4) 2,7407 9,6280 109,628

H2O Tratada + 2,5 ppb Hg (5) 2,6736 6,9440 106,944

H2O Tratada + 2,5 ppb Hg (6) 2,5623 2,4920 102,492

Media 2,6695 6,7813 106,7813



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Agua Tratada

Tipo Concentración (ppb) % de Error % Recuperación

H2O Cruda + 0,8 ppb Hg (1) 0,8061 0,7678 100,7677703

H2O Cruda + 0,8 ppb Hg (2) 0,8594 7,4296 107,4295517

H2O Cruda + 0,8 ppb Hg (3) 0,7279 9,0167 90,98327893

H2O Cruda + 0,8 ppb Hg (4) 0,8011 0,1432 100,1432283

H2O Cruda + 0,8 ppb Hg (5) 0,8195 2,4332 102,4332156

H2O Cruda + 0,8 ppb Hg (6) 0,7945 0,6895 99,31050563

Media 0,8014 3,4133 100,1779

H2O Cruda + 2,5 ppb Hg (1) 2,5698 2,7940 102,7939511

H2O Cruda + 2,5 ppb Hg (2) 2,6082 4,3262 104,3261608

H2O Cruda + 2,5 ppb Hg (3) 2,9263 17,0502 117,0501632

H2O Cruda + 2,5 ppb Hg (4) 2,6648 6,5912 106,5911665

H2O Cruda + 2,5 ppb Hg (5) 2,6748 6,9909 106,9908734

H2O Cruda + 2,5 ppb Hg (6) 2,6365 5,4587 105,4586636

Media 2,6800 7,2018 107,2018

6 ANÁLISIS DE RESULTADOS

6.1 PRUEBA DE LINEALIDAD (Prueba de Fisher) Se realiza un promedio de los valores obtenidos de la concentración y la respectiva absorbancia de las ultimas siete curvas de calibración y se grafican dichos valores promedio.



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Planteamiento de la Hipótesis: Ho: No existe correlación entre los valores de X y Y Hi: Existe correlación ente los valores de X y Y

Datos prueba de linealidad.

Coeficiente de correlación (r

2)

Prueba de linealidad

Tcal Ttabla Criterio de

rechazo de Ho: Tcal>Ttabla

0,9986

)1(

)2(

2

2

r

nrt

53,37 2,36

Existe correlación entre

XyY

y = 0,0292x + 0,0014 R² = 0,9986

0,0000

0,0100

0,0200

0,0300

0,0400

0,0500

0,0600

0,0700

0,0800

0,0900

0,1000

0,0000 0,5000 1,0000 1,5000 2,0000 2,5000 3,0000 3,5000

Ab

sorb

anci

a P

rom

ed

io

Concentracion de Hg (ppb)

Curva de Calibracion Promedio



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6.2 CARACTERÍSTICAS DE LA CURVA DE CALIBRACIÓN

Pendiente Ordenada Denominación

0,0292 0,0014 Yb

Desviación Estándar de la pendiente

Sb

R2 0,9986 Sy/x

R 0,9992

Limite de detección de la señal

Limite de detección en

mg/L

6.3 REPETIBILIDAD (Precisión)

Para este atributo del método de ensayo se considera el coeficiente de variación obtenido de las lecturas de las muestras adicionadas en agua cruda y agua tratada. El criterio de aceptación es que el coeficiente de variación debe ser menor a 10%: Coeficiente de variación Muestra adicionada (Agua Cruda + 0,8 µg/l Hg): 5,3443% Coeficiente de variación Muestra adicionada (Agua Cruda + 2,5 µg/l Hg): 4,7224% Coeficiente de variación Muestra adicionada (Agua Tratada 0,8 µg/l Hg): 8,6586% Coeficiente de variación Muestra adicionada (Agua Tratada 2,5 µg/l Hg): 2,8373%

6.4 EXACTITUD

El porcentaje de Exactitud se determina a partir las muestras adicionadas en agua cruda y agua tratada. El criterio de aceptación es que el % de error debe ser menor a 10%: Para la muestra adicionada de (Agua Cruda + 0,8 µg/l Hg): % Error = 3,4133%. Para la muestra adicionada de (Agua Cruda + 2,5 µg/l Hg): % Error = 7,2180%. Para la muestra adicionada de (Agua Tratada + 0,8 µg/l Hg): % Error = 9,3729%.



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Para la muestra adicionada de (Agua Tratada + 2,5 µg/l Hg): % Error = 6,7813%.

6.5 PORCENTAJE DE RECUPERACIÓN

El porcentaje de recuperación para el Mercurio en aguas tratada y cruda se determina a partir las muestras adicionadas en agua cruda y agua tratada. El criterio de aceptación es que el % de recuperación debe estar entre 75 y 125%: Para la muestra adicionada de (Agua Cruda + 0,8 µg/l Hg): % de Recuperación = 100,1779%. Para la muestra adicionada de (Agua Cruda + 2,5 µg/l Hg): % de Recuperación = 107,2018%. Para la muestra adicionada de (Agua Tratada + 0,8 µg/l Hg): % de Recuperación = 105,1896%. Para la muestra adicionada de (Agua Tratada + 2,5 µg/l Hg): % de Recuperación = 106,7813%.

6.6 LIMITE DE DETECCIÓN

El límite de detección se calcula teniendo en cuenta 3 veces la desviación de la muestra adicionada de (Agua Cruda + 0,8 µg/l Hg) para agua cruda y 10 veces la desviación estándar de la muestra adicionada de (Agua Tratada + 0,8 µg/l Hg) para agua tratada: L.D Agua Cruda = 0,1284 µg de Hg/L L.D Agua Tratada = 0,2187 µg de Hg/L

6.7 LIMITE DE CUANTIFICACIÓN El límite de cuantificación se calcula teniendo en cuenta 10 veces la desviación de la muestra adicionada de (Agua Cruda + 0,8 µg/l Hg) para agua cruda y 10 veces la desviación estándar de la muestra adicionada de (Agua Tratada + 0,8 µg/l Hg) para agua tratada:



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L.C Agua Cruda = 0,428 µg de Hg/L L.C Agua Tratada = 0,729 µg de Hg/L 7 CONCLUSIONES

Para las condiciones de trabajo establecidas en el proceso de verificación para la determinación de Mercurio en muestras de Agua cruda y tratada (µg Hg/L) por el método de espectrofotometría de absorción atómica-vapor frio (Tratamiento de las muestras mediante digestión con ácido nítrico, ácido sulfúrico y permanganato de potasio a 100 °C) del Laboratorio de Análisis de Aguas y Alimentos se establecieron las siguientes conclusiones:

El rango de trabajo para el método está entre 0,5 y 3,0 mg/L utilizando estádar

de 1000 mg/L de Mercurio.

El límite de detección del método es de:

L.D Agua Cruda = 0,1284 µg de Hg/L L.D Agua Tratada = 0,2187 µg de Hg/L

El límite de cuantificación del método es de:

L.C Agua Cruda = 0,428 µg de Hg/L L.C Agua Tratada = 0,729 µg de Hg/L

Características Expresada en Muestra Datos obtenidos

Precisión % coeficiente de variación

Agua cruda + 0,8 ppb Hg 5,3443


Agua Tratada + 0,8 ppb Hg 8,8568


Exactitud % error





Linealidad Coeficiente de correlación 0,9986

% de recuperación Porcentaje

Agua cruda + 0,8 ppb Hg 100.1779

Agua cruda + 2,5 ppb Hg 107.18

Agua Tratada + 0,8 ppb Hg 105.1896

Agua Tratada + 2,5 ppb Hg 106.7813



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VICERRECTORIA DE INVESTIGACIÓN

INNOVACIÓN Y EXTENCIÓN

INSTRUCTIVO PARA LA DETERMINACIÓN DE MERCURIO EN AGUAS

MEDIANTE ABSORCIÓN ATÓMCIA-VAPOR FRIO

Código 123-LAA-INT-46

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LABORATORIO DE ANÁLISIS DE AGUAS Y ALIMENTOS

Establecer el procedimiento para determinar la concentración de Mercurio en aguas por el

método de absorción atómica-vapor frio en el Laboratorio de Análisis de Aguas y

Alimentos de la Universidad Tecnológica de Pereira

1. CONTENIDO

La espectrofotometría de absorción atómica está fundamentada en la capacidad que

tienen los elementos, en su estado atómico basal, de absorber radiación electromagnética

a longitudes de onda específicas para cada elemento. La cantidad de energía absorbida

es directamente proporcional a la concentración de los átomos del metal analizado, de

acuerdo con la Ley de Lambert-Beer. los límites de detección logrados son del orden de

ppm (partes por millón).

En esta técnica, los metales disueltos son llevados a su forma atómica elemental

mediante calentamiento por una llama generada por una mezcla de gases combustibles.

Las mezclas más empleadas son: aire-acetileno y óxido nitroso-acetileno. Las

temperaturas de la llama van de 1900 °C a 2800 °C.

Los átomos en forma de nube gaseosa, son irradiados por un haz de luz de una longitud

de onda específica, de acuerdo con el metal analizado; esto se logra mediante el empleo

de lámparas con cátodo del metal de interés o con lámparas de descarga sin electrodo.

Los átomos absorben una fracción de la radiación proveniente de la lámpara y la fracción

restante es captada por un fotodetector y un dispositivo transductor, que la convierten en

una señal eléctrica, que posteriormente es registrada por un software.

Como se mencionó anteriormente, el valor de señal obtenido es proporcional a la

concentración de los átomos presentes en la nube de gases; de este modo es posible

construir una curva de calibración analizando soluciones patrón de concentración

conocida y midiendo la magnitud de la absorción de cada una de ellas.






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Un caso particular en la técnica de absorción atómica, lo constituye el mercurio, ya que

gracias a su volatilidad, no requiere el uso de llama para atomizarse y puede determinarse

en forma de vapor frío. Mediante esta técnica se alcanzan límites de detección del orden

de 1 ppb.

La determinación se realiza adicionando un agente reductor (cloruro estañoso o

borohidruro de sodio), al digerido. La reacción del mercurio en solución con el agente

reductor produce mercurio atómico muy volátil.

El vapor de mercurio es conducido hacia una celda colocada en el paso del haz de luz,

donde ocurre la interacción entre los átomos de mercurio y la radiación, produciéndose la

absorción.

Para la determinación de mercurio en agua se utiliza el espectrómetrofotometro de

absorción atómica SHIMADZU AA-7000 y un generador de vapor frio SHIMADZU ####

ubicado en la zona de análisis instrumental del laboratorio de Aguas y Alimentos.

2. INFORMACION ANTES DE INICIAR EL PROCESO

2.1 Interferencias

Interferencia es el efecto de un concomitante presente en la muestra sobre la señal

generada por el analito. La presencia de un interferente conduce en todos los casos a

un error sistemático.

Las interferencias más comunes para la determinación de mercurio en muestras de agua

cruda y tratada por espectroscopia de absorción atómica son:

Las interferencias por materia orgánica, las cuales se reducen por medio de

digestiones con ácido nítrico concentrado, ácido sulfúrico concentrado,

permanganato de potasio y calor durante 1.5 horas, posteriormente se elimina el

color con cloruro de hidroxilamina y se procede a realizar la medición.

Las interferencias por coloración en los vapores generados a la hora de la

medición.






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2.2. Recolección y Preservación de Muestras

2.2.1. Recolección de la Muestra

Lavar los recipientes para la recolección de muestras antes de usarlos con jabón y

enjuagarlos muy bien para quitar impurezas, luego enjuagarlos con agua desionizada.

Limpiar los recipientes para la recolección muestras con suficiente ácido nítrico al 10%

para eliminar rastros de analitos que puedan interferir con la determinación y enjuagar

con agua desionizada.

2.2.2. Preservación de la muestra

A la muestra recolectada se le debe adicionar ácido nítrico concentrado hasta obtener un

pH de 1, monitorear el pH en este valor y guardar la muestra refrigerada para ayudar con

su conservación, pero se debe tener en cuenta que las muestras deben ser analizadas

antes de dos meses, para mejores resultados.

2.3. Características del método

2.3.1. Límite de Detección: Para las muestras cuya concentración sea inferior al límite de

detección del método de acuerdo a 123-INT-LAA-017, reportar el mercurio como menor a

dicho valor.

2.3.2. Incertidumbre: Se debe seguir el procedimiento descrito en 123-INT-LAA-05

Instructivo para el cálculo de la Incertidumbre.

2.3.3. Robustez: Se realizara mediante pruebas F de acuerdo a 123-INT-LAA-017.

2.3.4 Precisión: De acuerdo a resultados obtenidos para coeficientes de variación de

acuerdo a 123-INT-LAA-017






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3. DESCRIPCIÓN DE MATERIALES, REACTIVOS Y EQUIPOS

3.1 Reactivos

Nombre Almacén P D R S CAS

Permanganato de

Potasio

O,Xn 8-22 --- 7722-64-7

Cloruro de

Hidroxilamina

Xn 20/22-

35/38

13-26-36 5470-11-1

Ácido Sulfúrico

Concentrado

C 12 35 26-30-45 7664-93-9

Ácido nítrico

concentrado Blanco C 12 35

23-26-

36/37/39-45 7697-37-2

Cloruro Estañoso Xn 22-

36/37/38 26

10025-69-

1

Estándar PANREAC

de Mercurio 1000 mg/L Xn

20/21/22-33-

36/38 26-36/37 7697-37-2

Agua Desionizada

Tipo I --- --- --- --- --- ----

D: Desactivación

R: Información de riesgo

S: Información de seguridad

P: Pictograma de seguridad

3.1.1 Residuos Generados

Nombre Código de colector

Riesgos específicos

Consejos de prudencia

Solución ácida D 35 26-30-45

Solución de sales de metales pesados

E

35 26-30-45

Residuos de sales metálicas regenerables

H

35

23-26-30-

36/37/39-45






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3.2 Materiales

Balones aforados de: 100 mL, 200 mL, 250 mL y 500 mL

Pipetas aforadas de 1 mL, 5 mL, 25 mL, 50 mL y 100 mL.

Pipetas graduadas de 2 mL, 5 mL, 10 mL

Bureta de: 25 mL

Beakers de: 50 mL, 100 mL

Winklers

Frasco lavador

3.3 Equipos

Espectrofotómetro de absorción atómica.

Lámpara de cátodo hueco de mercurio.

Balanza analítica de precisión.

Baño María.

Generador de vapor frio.

4. NORMAS DE SEGURIDAD Y PRECAUCIONES

Lavar todo el material de vidrio con ácido nítrico al 10% para evitar contaminación de la muestra,

también se debe lavar los recipientes que se utilizaran en la toma de la muestra con ácido nítrico

al 10%. (Llevar el residuo generado al Colector D

Se debe tener en cuenta el uso de guantes y gafas de seguridad para evitar accidentes.

Se debe trabajar en la cabina de extracción de gases por los vapores generados durante

la conservación de la muestra, ya que estos pueden ser tóxicos.






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5. PROCEDIMIENTO

5.1 Preparación soluciones curva de calibración.

5.1.1 Solución madre de Mercurio (10 mg/L)

5.1.2 Solución estándar de Mercurio (0,02 mg/L)

5.1.3 Patrones curva de calibración Mercurio




Blanco 0,0 0,0

1 0,5 5

2 0,75 7,5

3 1 10

4 2 20

5 3 30

INICIO

Tomar 1mL de solución estándar PANREAC de 1000

ppm

FIN

Aforar a 100 mL

INICIO Tomar 1mL de solución madre

de mercurio (10 mg/L)

Aforar hasta 500mL

FIN



INICIO






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Rótulos para las soluciones estándar

5.2 Preparación de las muestras 5.2.1. Preparación de solución de Permanganato de Potasio (0,05 g/mL)


Metal, unidades Fecha de preparación:

Fecha de expiración :

Tomar el volumen correspondiente y aforar cada uno de los patrones a 200 mL con agua Desionizada


FIN

Agregar 4 mL de Ácido Nítrico Concentrado y 4 mL de Ácido Sulfúrico concentrado.

INICIO Pesar 10 g de KMnO4 puro Diluir en 20 mL de agua desionisada.

Aforar hasta 200mL FIN






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5.2.2. Preparación de solución de Cloruro de Hidroxilamina

5.2.3. Digestión de las muestras de agua tratada.

5.2.4. Digestión de las muestras de agua cruda.

INICIO

INICIO Pesar 24 g de cloruro de Hidroxilamina puro

Diluir en 20 mL de agua desionisada.


Adicionar 200 mL de agua en un winkler.

Agregar 4 ml de Ácido Nítrico Concentrado y 4 mL

de ácido sulfúrico concentrado

Dejar reposar por 1 hora. FIN

INICIO Adicionar 200 mL de agua en un winkler.

Agregar 2 ml de Ácido Nítrico Concentrado y 4 mL

de ácido sulfúrico concentrado

Agregar 15 ml de solución de KMnO4 (0,05 g/mL).

Calentar en baño maria a temperatura de 90°C durante 2

horas

Dejar enfriar y agregar 4 ml de la solución de cloruro de

Hidroxilamina

FIN






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5.2.5. Preparación de la muestra

5.2.5.1. Preparación de solución de Cloruro Estañoso (0,1 g/mL)

5.2.5.2. Preparación de la muestra para la medición.

Nota1: La determinación de Mercurio se realizara en el equipo de absorción atómica

SHIMADZU AA-7000 debe ser programada a través del software WizAArd, instalado en su

PC. Se recomienda atender recomendaciones del instructivo 123-LAA-INT-23.

El software WizAArd permite realizar automáticamente controles para garantizar la calidad

de los datos, tales como coeficientes de correlación, verificación inicial de calibración,

verificación continúa de calibración en el transcurso de las lecturas de concentración de

las de las muestras, valores del blanco menores al límite de detección, entre otras.

Para la implementación de esta configuración en las condiciones de análisis de Mercurio

se expone a continuación cuáles serán las condiciones de calidad analítica adoptadas por

el laboratorio de Aguas y Alimentos para la aceptación de los datos entregados mediante

el software wizAArd.

INICIO Pesar 20 g de cloruro Estañoso puro

Diluir en 20 mL de Ácido Clorhídrico Concentrado.


INICIO Agregar 200 mL de la

solución patrón acidificada o del agua tratada acidificada o del agua cruda digerirá en

un vial del generador de vapor frio.

Agregar 10 mL de solución de cloruro estañoso

preparada

Proceder a medir en el equipo de absorción

atómica. FIN






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Se da clic en el botón [calibration curve setup] en la ventana de preparación de soluciones

estándar [preparation parameter], luego da click en la opción QC blank/ QCStandar Setup

5.3 Condiciones para el análisis mediante el software WizAArd

4 [CORR] (Correlation )

Se determinara el valor ≥0.99 y las opciones “retry” y “pause “

5 [%TV] (Self-determined true value)

Se determinara el valor entre 90% y 110% seleccionando la opción de “retry” y “mark & continue”

6[ [ICV]initial

calibration validation

Se tomara para esta verificación del estandar de la carta de control con un valor de 1,2 mg/l de calcio Los límites de tolerancia para este valor fueron estipulados entre el 90% y 110 % de la solución preparada

7 [ICB] (Initial

Calibration blank Se adoptara el valor recomendado por la EPA es cual es de 0,5 mg/l

8CCV]continuing

calibration verification

Se tomara como valor de calibración el valor de 1,2 mg/l de Mercurio dando la opción de detener el análisis si no se cumplen los criterios de aceptación.

9 CCB]

(Continuing CALIB

Se adoptara el valor recomendado por la EPA es cual es de 0,5 mg/l

10 ICV/CCV Se asignara la posición de la solución en el automuestreador.






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5.4 CARTAS DE CONTROL

En cada lectura realizada de mercurio a cualquier muestra se registrara el valor reportado

por el estándar de 1,2 µg/ L de Hg.

Nota:

El valor obtenido de la concentración se registra y se grafica en el formato (123-LAA-F07).

6.0 CALCULOS Y RESULTADOS

En caso de que se haga dilución de la muestra, calcular la concentración de mercurio a

partir de la ecuación de la curva guardada en el equipo o graficada durante la realización

de la curva de calibración.

Si hubo dilución de la muestra aplicar la siguiente relación:

)(

)()/(/

mLAlícuota

mLfinalVolumenLMetalgLMetalg

Reportar el valor promedio de la concentración de mercurio en µg / L

INICIO

Tomar 12 mL de

solución estándar de

Mercurio de 20 ppb

Aforar a 200 mL con

agua desionizada.

Realizar procedimiento

digestión descrito en el numeral 5.2.3.

FIN

Realizar la medición

como se describe en el

numeral 5.2.5.2.






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7.0 DOCUMENTO DE REFERENCIA

NTC-ISO 9000:2000 Sistema de gestión de calidad. Fundamentos y vocabulario.

Standard Methods For The Examination of Water And Wastewater. American Public Health

Association. 21st Edition. Washington, 2005. EATON, Andrew D. CLESCERI, Lenore S.

GREENBERG, Arnold E. Sección 3111 D. Método Directo llama Acetileno – Oxido Nitroso

Página 3-20.

Instructivo de operación de Espectrómetro de Absorción Atómica. 123-LAA-INT-23

Cook book. Equipo Absorción Atómica. Marca Shimadzu.

Elaborado por:

Personal UTP

Revisado por:

Jefe de Calidad

Aprobado por:

Director del Laboratorio de Análisis de Aguas y Alimentos



INSTRUCTIVO PARA LA DETERMINACIÓN DE MERCURIO EN PESCADOS



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Establecer el procedimiento para determinar la concentración de Mercurio en pescados

por el método de absorción atómica-vapor frio en el Laboratorio de Análisis de Aguas y

Alimentos de la Universidad Tecnológica de Pereira

1. CONTENIDO

La espectrofotometría de absorción atómica está fundamentada en la capacidad que

tienen los elementos, en su estado atómico basal, de absorber radiación electromagnética

a longitudes de onda específicas para cada elemento. La cantidad de energía absorbida

es directamente proporcional a la concentración de los átomos del metal analizado, de

acuerdo con la Ley de Lambert-Beer. Los límites de detección logrados son del orden de

ppm (partes por millón).

En esta técnica, los metales disueltos son llevados a su forma atómica elemental

mediante calentamiento por una llama generada por una mezcla de gases combustibles.

Las mezclas más empleadas son: aire-acetileno y óxido nitroso-acetileno. Las

temperaturas de la llama van de 1900 °C a 2800 °C.

Los átomos en forma de nube gaseosa, son irradiados por un haz de luz de una longitud

de onda específica, de acuerdo con el metal analizado; esto se logra mediante el empleo

de lámparas con cátodo del metal de interés o con lámparas de descarga sin electrodo.

Los átomos absorben una fracción de la radiación proveniente de la lámpara y la fracción

restante es captada por un fotodetector y un dispositivo transductor, que la convierten en

una señal eléctrica, que posteriormente es registrada por un software.

Como se mencionó anteriormente, el valor de señal obtenido es proporcional a la

concentración de los átomos presentes en la nube de gases; de este modo es posible

construir una curva de calibración analizando soluciones patrón de concentración

conocida y midiendo la magnitud de la absorción de cada una de ellas.






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Un caso particular en la técnica de absorción atómica, lo constituye el mercurio, ya que

gracias a su volatilidad, no requiere el uso de llama para atomizarse y puede determinarse

en forma de vapor frío. Mediante esta técnica se alcanzan límites de detección del orden

de 1 ppb.

La determinación se realiza adicionando un agente reductor (cloruro estañoso o

borohidruro de sodio), al digerido. La reacción del mercurio en solución con el agente

reductor produce mercurio atómico muy volátil.

El vapor de mercurio es conducido hacia una celda colocada en el paso del haz de luz,

donde ocurre la interacción entre los átomos de mercurio y la radiación, produciéndose la

absorción.

Para la determinación de mercurio en pescados se utiliza el espectrómetrofotometro de

absorción atómica SHIMADZU AA-7000 y un generador de vapor frio SHIMADZU ####

ubicado en la zona de análisis instrumental del laboratorio de Aguas y Alimentos.

2. INFORMACION ANTES DE INICIAR EL PROCESO

2.1 Interferencias

Interferencia es el efecto de un concomitante presente en la muestra sobre la señal

generada por el analito. La presencia de un interferente conduce en todos los casos a

un error sistemático.

Las interferencias más comunes para la determinación de mercurio en muestras de

pescados por espectroscopia de absorción atómica son:

Las interferencias por materia orgánica, las cuales se reducen por medio de

digestiones con ácido nítrico concentrado, ácido sulfúrico concentrado,

permanganato de potasio y calor durante 2 horas, posteriormente se elimina el

color con cloruro de hidroxilamina y se procede a realizar la medición.

Las interferencias por coloración en los vapores generados a la hora de la

medición.






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2.2. Recolección y Preservación de Muestras

2.2.1. Recolección de la Muestra

Lavar las nevera para la recolección de muestras antes de usarlos con jabón y

enjuagarlos muy bien para quitar impurezas, luego enjuagarlos con agua desionizada.

Limpiar las neveras para la recolección muestras con suficiente ácido nítrico al 10% para

eliminar rastros de analitos que puedan interferir con la determinación y enjuagar con

agua desionizada.

2.2.2. Preservación de la muestra

A la muestra recolectada se debe congelar y tener en cuenta que las muestras deben ser

analizadas antes de seis meses, para mejores resultados.

2.3. Características del método

2.3.1. Límite de Detección: Para las muestras cuya concentración sea inferior al límite de

detección del método de acuerdo a 123-INT-LAA-017, reportar el mercurio como menor a

dicho valor.

2.3.2. Incertidumbre: Se debe seguir el procedimiento descrito en 123-INT-LAA-05

Instructivo para el cálculo de la Incertidumbre.

2.3.3. Robustez: Se realizara mediante pruebas F de acuerdo a 123-INT-LAA-017.

2.3.4 Precisión: De acuerdo a resultados obtenidos para coeficientes de variación de

acuerdo a 123-INT-LAA-017






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3. DESCRIPCIÓN DE MATERIALES, REACTIVOS Y EQUIPOS

3.1 Reactivos

Nombre Almacén P D R S CAS

Permanganato de

Potasio

O,Xn 8-22 ---

7722-64-7

Cloruro de

Hidroxilamina Xn

20/22-

35/38 13-26-36 5470-11-1

Ácido Sulfúrico

Concentrado C 12 35 26-30-45 7664-93-9

Ácido nítrico

concentrado Blanco C 12 35

23-26-

36/37/39-45 7697-37-2

Cloruro Estañoso Xn 22-

36/37/38 26

10025-69-

1

Estándar PANREAC de

Mercurio 1000 mg/L Xn 20/21/22-

33-36/38 26-36/37 7697-37-2

Agua Desionizada

Tipo I --- --- --- --- --- ----

D: Desactivación

R: Información de riesgo

S: Información de seguridad

P: Pictograma de seguridad

3.1.1 Residuos Generados

Nombre Código de colector

Riesgos específicos

Consejos de prudencia

Solución ácida D 35 26-30-45

Solución de sales de metales pesados

E

35 26-30-45

Residuos de sales 23-26-30-






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metálicas regenerables H 35 36/37/39-45

3.2 Materiales

Balones aforados de: 100 mL, 200 mL, 250 mL y 500 mL

Pipetas aforadas de 1 mL, 5 mL, 25 mL, 50 mL y 100 mL.

Pipetas graduadas de 2 mL, 5 mL, 10 mL

Bureta de: 25 mL

Beakers de: 50 mL, 100 mL

Soxleth de 250 mL

Condensador

Balón de digestión de 200 mL

Soporte universal

Pinzas

Nueces

Frasco lavador

3.3 Equipos

Espectrofotómetro de absorción atómica.

Lámpara de cátodo hueco de mercurio.

Balanza analítica de precisión.

Estufa

Generador de vapor frio.

4. NORMAS DE SEGURIDAD Y PRECAUCIONES

Lavar todo el material de vidrio con ácido nítrico al 10% para evitar contaminación de la muestra,

también se debe lavar los recipientes que se utilizaran en la toma de la muestra con ácido nítrico

al 10%. (Llevar el residuo generado al Colector D).

Se debe tener en cuenta el uso de guantes y gafas de seguridad para evitar accidentes.

Se debe trabajar en la cabina de extracción de gases por los vapores generados durante

la conservación de la muestra, ya que estos pueden ser tóxicos.






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5. PROCEDIMIENTO

5.1 Preparación soluciones curva de calibración.

5.1.1 Solución madre de Mercurio (10 mg/L)

5.1.2 Solución estándar de Mercurio (0,02 mg/L)

5.1.3 Patrones curva de calibración Mercurio




Blanco 0,0 0,0

1 0,5 5

2 0,75 7,5

3 1 10

4 2 20

5 3 30

INICIO

Tomar 1mL de solución estándar PANREAC de 1000

ppm

FIN

Aforar a 100 mL

INICIO Tomar 1mL de solución madre

de mercurio (10 mg/L)

Aforar hasta 500mL

FIN



INICIO






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Rótulos para las soluciones estándar

5.2 Preparación de las muestras 5.2.1 Preparación de solución de Cloruro de Hidroxilamina

.


Metal, unidades Fecha de preparación:

Fecha de expiración :

Tomar el volumen correspondiente y aforar cada uno de los patrones a 200 mL con agua Desionizada


FIN

Agregar 4 mL de Ácido Nítrico Concentrado y 4 mL de Ácido Sulfúrico concentrado.

INICIO Pesar 24 g de cloruro de Hidroxilamina puro

Diluir en 20 mL de agua desionizada.







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5.2.2. Digestión de las muestras de Pescados

5.2.3. Preparación de la muestra

5.2.3.1. Preparación de solución de Cloruro Estañoso (0,1 g/mL)

INICIO

Adicionar 1 g del pescado al balón de digestión y lavar

con 20 ml de agua desionizada.

Agregar al embudo de separación 20 ml de HNO3 y

10 ml de H2SO4

Calentar durante una hora adicionando porciones de agua desionizada por el

condensador.

Dejar enfría y agregar 1 g de

KMnO4

Calentar durante una hora adicionando

porciones de agua desionizada por el

condensador

FIN

Dejar enfriar y agregar 12 ml de Hidroxilamina

Filtrar la solución por gravedad

Aforar el filtrado a 200 ml y proceder a medir.

INICIO Pesar 20 g de cloruro Estañoso puro.

Diluir en 20 mL de Ácido Clorhídrico Concentrado.







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5.2.3.2. Preparación de la muestra para la medición.

Nota1: La determinación de Mercurio se realizara en el equipo de absorción atómica

SHIMADZU AA-7000 debe ser programada a través del software WizAArd, instalado en su

PC. Se recomienda atender recomendaciones del instructivo 123-LAA-INT-23.

El software WizAArd permite realizar automáticamente controles para garantizar la calidad

de los datos, tales como coeficientes de correlación, verificación inicial de calibración,

verificación continúa de calibración en el transcurso de las lecturas de concentración de

las de las muestras, valores del blanco menores al límite de detección, entre otras.

Para la implementación de esta configuración en las condiciones de análisis de Mercurio

se expone a continuación cuáles serán las condiciones de calidad analítica adoptadas por

el laboratorio de Aguas y Alimentos para la aceptación de los datos entregados mediante

el software wizAArd.

Se da clic en el botón [calibration curve setup] en la ventana de preparación de soluciones

estándar [preparation parameter], luego da click en la opción QC blank/ QCStandar Setup

INICIO Agregar 200 mL de la

solución patrón acidificada o de la solución resultante de la digestin del pescado un

vial del generador de vapor frio.

Agregar 10 mL de solución de cloruro estañoso

preparada.

Proceder a medir en el equipo de absorción

atómica. FIN






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5.3 Condiciones para el análisis mediante el software WizAArd

4 [CORR] (Correlation )

Se determinara el valor ≥0.99 y las opciones “retry” y “pause “

5 [%TV] (Self-determined true value)

Se determinara el valor entre 90% y 110% seleccionando la opción de “retry” y “mark & continue”

6[ [ICV]initial

calibration validation

Se tomara para esta verificación del estandar de la carta de control con un valor de 1,2 mg/l de calcio Los límites de tolerancia para este valor fueron estipulados entre el 90% y 110 % de la solución preparada

7 [ICB] (Initial

Calibration blank Se adoptara el valor recomendado por la EPA es cual es de 0,5 mg/l

8CCV]continuing

calibration verification

Se tomara como valor de calibración el valor de 1,2 mg/l de Mercurio dando la opción de detener el análisis si no se cumplen los criterios de aceptación.

9 CCB]

(Continuing CALIB

Se adoptara el valor recomendado por la EPA es cual es de 0,5 mg/l

10 ICV/CCV Se asignara la posición de la solución en el automuestreador.






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5.4 CARTAS DE CONTROL

En cada lectura realizada de mercurio a cualquier muestra se registrara el valor reportado

por el estándar de 1,2 µg/ L de Hg.

Nota:

El valor obtenido de la concentración se registra y se grafica en el formato (123-LAA-F07).

6.0 CALCULOS Y RESULTADOS

En caso de que se haga dilución de la muestra, calcular la concentración de mercurio a

partir de la ecuación de la curva guardada en el equipo o graficada durante la realización

de la curva de calibración.

Si hubo dilución de la muestra aplicar la siguiente relación:

10*)(

)()/()(100/

gusadaPescadodeMasa

LAforoVolumenLHgdegpescadogMetalmg

Reportar el valor promedio de la concentración de mercurio en mg / 100 g de pescado

INICIO

Tomar 12 mL de

solución estándar de

Mercurio de 20 ppb.

Aforar a 200 mL con

agua desionizada.

Realizar procedimiento

digestión descrito en el numeral 5.2.3.

FIN

Realizar la medición

como se describe en el

numeral 5.2.3.2.






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7.0 DOCUMENTO DE REFERENCIA

NTC-ISO 9000:2000 Sistema de gestión de calidad. Fundamentos y vocabulario.

Standard Methods For The Examination of Water And Wastewater. American Public Health

Association. 21st Edition. Washington, 2005. EATON, Andrew D. CLESCERI, Lenore S.

GREENBERG, Arnold E. Sección 3111 D. Método Directo llama Acetileno – Oxido Nitroso

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Instructivo de operación de Espectrómetro de Absorción Atómica. 123-LAA-INT-23

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Elaborado por:

Personal UTP

Revisado por:

Jefe de Calidad

Aprobado por:

Director del Laboratorio de Análisis de Aguas y Alimentos

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