Resumen: E-068

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Determinación del contenido de Sodio y Potasio en aguas naturales subterráneas por fotometría de llama

Osicka, Rosa M. - Giménez, María C.

Cátedra de Química Analítica General. Fac. de Agroindustrias.U.N.N.E.

Cdte. Fernández 755. (3700) Pcia. R. Sáenz Peña, Chaco. Argentina.

E-mail: rosicka@fai.unne.edu.ar . Tel-fax: 03732-420137.

ANTECEDENTES Las aguas naturales utilizadas para el consumo humano pueden ser aguas de lluvia, pozos, ríos y lagos, que pueden

contener diversas clases de sólidos en suspensión en distintas proporciones. En las aguas subterráneas, la procedencia

de estos sólidos está relacionada con la disolución de los estratos minerales por las aguas y los procesos de lixiviación

de rocas de distinta composición. Cambios en la composición del agua pueden observarse, por línea vertical, en las

capas acuosas subterráneas en las que podemos encontrar sales de calcio, sodio, potasio, magnesio, hierro, entre otras.

El sodio es el elemento más abundante de los elementos alcalinos, hallándose sus compuestos extensamente distribuidos

en la naturaleza; este constituye 26 g Kg-1 de la corteza terrestre ocupando el sexto lugar entre los elementos más

abundantes. Los niveles de sodio en aguas subterráneas varían mucho, pero normalmente fluctúan entre 6 y 500 mg L-1

dependiendo del área geográfica. Los niveles más altos pueden estar relacionados con suelos salinos. En las aguas

superficiales, la concentración de sodio puede ser menor que 1 mg L-1 o exceder de 300 mg L

-1 El potasio, sin

embargo, en aguas potables rara vez alcanza los 20 mg L-1, pero en salmueras puede contener más de 100 mg L

-1.

(Organización Panamericana de la Salud. 1988).

El sodio está en el agua en mayor concentración que el potasio. La presencia de sodio y potasio no es perjudicial para la

salud, a menos que alcancen concentraciones muy elevadas, habiéndose encontrado correlación entre concentraciones

altas de sodio y enfermedades coronarias, hipertensión y enfermedades renales y hepáticas.

En el agua dulce, los niveles más altos de sodio se encuentran en los ríos de tierras bajas y en el agua subterránea,

mientras que en tierras altas, tendrán un contenido de este elemento relativamente bajo. Los niveles de sodio y potasio

más elevados son los que están relacionados con el agua subterránea en aquellos lugares donde hay abundancia de

depósito de mineral de estos compuestos o donde ha habido contaminación por filtración salina.

El agua subterránea es la principal fuente de abastecimiento de la Región Centro-Oeste de la Provincia del Chaco, ello

significa que la población depende casi exclusivamente de este recurso. El presente trabajo forma parte de un proyecto

más amplio que pretende caracterizar las aguas subterráneas utilizadas tanto para el consumo humano como animal y

tiene como propósito determinar el contenido de sodio y potasio empleando fotometría de llama como metodología

analítica para su determinación.

MATERIALES Y MÉTODOS

Reactivos e instrumentación

En todos los casos los reactivos empleados fueron grado reactivo-analítico. Las soluciones de trabajo fueron preparadas

por dilución apropiada de soluciones stock de 2000 mg.L-1

de Na como NaCl p.a (ANEDRA, Argentina) y 1000 mg.L-1

de K como KCl p.a (BERNA, Argentina.). Las soluciones estándares de trabajo para las curvas de calibrado se

prepararon por dilución apropiada de las anteriores. Se utilizó agua bidestilada para la preparación de patrones,

soluciones estándares y reactivos.

El material volumétrico utilizado fue lavado con detergente no iónico, sumergido durante 24 horas en HNO3 al 30%

(v/v) y enjuagado varias veces con agua destilada.

Las determinaciones de:

pH: se realizó por potenciometría directa a 20 °C (Norma A.O.A.C. sec. 973.41, 1990) con un Phchímetro (Orion

Modelo 525 A).

Conductividad: se efectuó por conductivimetía directa mediante un Conductímetro (Pársec Antares VI).

Residuos seco: se realizó empleando una Estufa (Dalvo) con control automático de temperatura. Los sólidos totales se

secan hasta peso constante a 105 °C.

Para el análisis de sodio y potasio se empleó un Fotómetro Chemar , modelo JMG II.

Procedimiento para la determinación de sodio y potasio.

Para la determinación de sodio y potasio en muestras de aguas naturales se seleccionó el método de determinación de

sodio y potasio en muestras de agua por fotometía de llama descrito como.3500 Na, K, D 1 en APHA, AWWA, WFF,

(1992) y 973.54 Na ; 973.53 K en AOAC (1990). Cuando se aspira una disolución acuosa de sales inorgánicas en una

llama adecuada de un quemador, los iones presentes emiten una radiación característica, cuya intensidad de emisión es

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función lineal de su concentración, lo que permite su determinación cuantitativa. La Fotometría por emisión de llama

proporciona un método sensible y rápido de análisis para los metales alcalinos en agua.( Skoog-Leary, 1992)

Análisis de las muestras de aguas naturales Las muestras de agua analizadas fueron tomadas al azar de perforaciones y pozos de aguas naturales subterráneas

ubicados en las distintas zonas de muestreo seleccionadas, correspondientes a cuatro Departamentos de la región

Central de la provincia del Chaco (Comandante Fernández, Almirante Brown, Independencia y Quitilipi) . En total se

censaron 21 puntos, correspondiendo en todos los casos a pozos empleados para el consumo tanto humano como

animal. Las muestras colectadas fueron rotuladas y trasladadas al laboratorio, las mismas se conservaron a 4oC en

recipientes adecuados previamente lavados con solución nítrica al 30%, las que se mantuvieron refrigeradas hasta el

momento de su análisis efectuado dentro del mes de su recolección. Todos los análisis fueron realizados por triplicado.

A cada una de las muestras se le determinó además, pH , conductividad y residuos sólidos solubles totales.

DISCUSIÓN Y RESULTADOS.

Las concentraciones de sodio registradas en las muestras de agua de pozo extraídas de los diferentes Departamentos

correspondientes a la región central de la provincia del Chaco, estuvieron comprendidas en un rango entre 7,00 mg L-1

hasta valores de 5170 mg L-1 de Na, con un valor medio igual a 608 mg L

-1 de Na. La frecuencia de distribución de la

concentración de sodio en las muestras se presenta en la figura 1.

En el caso del potasio la concentración mínima encontrada fue de 30 mg L-1 de K y la concentración máxima fue de

2450 mg L-1 de K , siendo en este caso el valor medio igual a 573 mg L

-1 de K. La frecuencia de distribución de la

concentración de potasio en las muestras se exhibe en la figura 2.

Los valores de pH se encuentran comprendidos entre 6.90 y 8.14 con un valor promedio de 7.58. La conductividad

promedio fue de 5913 µs en un rango comprendido entre valores que van desde 200 µs hasta valores de 24120 µs. Los

resultados para residuos sólidos totales hallados se encuentran en un rango que abarca concentraciones comprendidos

entre 156 mg L-1 y 20514 mg L

-1 con un valor promedio de 5161 mg L

-1 , superando ampliamente el nivel máximo

establecido por el CAA para agua de bebida de 1500 mg L-1 .

Las aguas minerales naturales según el CAA se clasifican de acuerdo a su composición en salinas o cloruradas cuando

tiene más de 500 mg L-1 de cloruro de sodio y de mineralización fuerte cuando los niveles de residuos secos están

comprendidos entre 1501 y 2000 mg L-1. Como podemos observar, a partir del estudio realizado, en muchos casos estos

niveles son superados ampliamente.

CONCLUSIONES. Los resultados obtenidos provenientes de los 21 pozo analizados, evidencian una notable variación en la concentración

de sodio y potasio según el sector de muestreo seleccionado. Este comportamiento pareciera estar relacionado con

particularidades de tipo local, pero en todos los casos existe un elevado porcentaje de muestras cuyas concentraciones

de sodio y potasio se encuentran muy por encima de los valores más probables que registra la bibliografía, presencia

que podría ser atribuida a características naturales de la región. Si bien los valores de pH se encuentran dentro del rango

establecido por el CAA, el valor promedio de residuos sólidos disueltos totales encontrado supera ampliamente el valor

máximo permitido para el agua de consumo y permitiría caracterizar a las aguas subterráneas como de mineralización

fuerte.

Figura 1: Frecuencia de distribución de la concentración

de sodio en las muestras de la región central de

la provincia del Chaco. Media = 608

Figura 2: Frecuencia de distribución de la concentración

de potasio en las muestras de la región central

de la provincia del Chaco. Media = 573

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Para lograr un estudio más completo y poder realizar una mejor caracterización de las aguas naturales subterráneas, este

trabajo debería ser complementado con otros análisis adicionales como ser alcalinidad, dureza, concentración de hierro,

calcio y magnesio entre otros.

BIBLIOGRAFÍA: • APHA, AWWA, WFF. (1992) 3500 Na .D - Flame Emission Photometric Methods. Standard Methods for the

Examination of Water and Wastewater. American Public Health Association. 18th edition. USA Washington, DC. 3:

93-95.

• APHA, AWWA, WFF. (1992) 3500. K. D- Flame Photometric Methods. Standard Methods for the Examination of

Water and Wastewater. American Public Health Association. 18th edition. USA Washington, DC. 3: 80.

• AOAC (1990) 973.53 y 973.54 Association of Official Analytical Chemist Official Methods of Analysis Capítulo 11

Pág 327-328 Water and Salt 15 th Edition. Vol I Arlington, Virginia U.S.A.

• Manual de instrucciones Fotómetro CHEMAR , Modelo JMG II.

• Skoog-Leary, (1992), Análisis instrumental ,4ta edición, Mc Graw-Hill. España. • Organización Panamericana de la Salud. (1988), Guía para la calidad del agua potable, Vol I y II., Washington DC,

EUA. • Subsecretaría de Industria, Comercio, Minería y Actividades Portuarias, Dirección Provincial de Desarrollo y

Promoción Industrial, Dirección de Alimentación. Código Alimentario Argentino. Ley 18.284/69. Art 982 - (Res

MSyAS N° 494 del 7.07.94). disponible en www.maayp.gba.gov.ar/alimentacion/capxii.htm.