TEMA: SLICE

CURSO: ANLISIS DE AGUAS

Introduccin

El slice, es despus del oxgeno, el elemento ms abundante de la cortezaterrestre. Aparece como xido (slice) en cuarzo y la arena y se combina con losmetales en forma de variados silicatos minerales complejos, especialmente en lasrocas gneas. La degradacin de las rocas que contienen slice explica supresencia en las aguas naturales como partculas en suspensin, en estadocoloidal o polimrico, y como cidos silcicos o iones silicato. Con frecuencia, lasaguas volcnicas y geotrmicas contienen slice en abundancia.

El contenido de SiO2 en el agua natural suele oscilar entre 1 y 30 mg/L, aunqueno son raras concentraciones de 100 mg/L e incluso 1000 mg/L en algunas aguassalobres y pilagos.

La presencia de slice en el agua supone un problema industrial debido a laformacin de placas de slice y silicatos en el equipo, difciles de eliminar,especialmente en las paletas de turbinas de vapor con presin elevada. La accinms frecuente consiste en eliminar la slice con resinas intercambiadoras deaniones fuertemente bsicas, en el proceso de desionizacin, por destilacin osmosis inversa. Algunas plantas utilizan la precipitacin con xido de magnesioen el proceso de suavizado de cal fro o caliente.

Seleccin del MtodoEl mtodo 4500 C determina slice total. Los mtodos D, E y F determinan slicemolibdato-reactiva. El mtodo B como el C, determina ms de una forma de slice,ya que mide toda la slice disuelta y alguna dispersa coloidalmente. Ladeterminacin de slice presente en partculas micro y submicromtricas dependede la distribucin del tamao, composicin y estructura de las partculas; as elmtodo B no puede decirse que determine el slice total. No emplear el mtodo Cpara muestras de agua que contengan menos de 20 mg/L de slice. Se recomiendael mtodo D para aguas relativamente puras que contengan de 0,4 a 25 mgSiO2/L. Como en la mayora de los mtodos colorimtricos, se puede ampliar surango, si fuera necesario, por dilucin, concentracin o variacin del recorrido dela luz.

Las interferencias debida al tanino, color y turbidez son ms graves con estemtodo que con el mtodo E. Adems, el color amarillo producido por el mtodoD tiene una estabilidad limitada y es preciso cuidar los tiempos. Sin embargocuando sea aplicable, ofrecer mayor rapidez y sencillez que el mtodo E porquese usa un reactivo menos, se elimina un paso y se pueden analizar muchas aguasnaturales sin dilucin, lo que no ocurre con E.

Seleccin del MtodoEl color amarillo producido por el mtodo D y el azul de losmtodos E y F son afectados por concentraciones altas de sales.Con el agua del mar, la intensidad del color amarillo disminuyede un 20 a un 25 por 100 y la del color azul aumenta entre el 10 yel 15 por 100. Cuando se analizan aguas con gran fuerza inicapor estos mtodos, se utilizan patrones de slice patrones deslice de aproximadamente la misma fuerza inica.

El mtodo F se puede usar cuando se analiza regularmente ungran nmero de muestras. Para uso en un rango amplio serecomienda el mtodo B; aunque es vlido desde 1 a 300 mgSiO2/L, los resultados ptimos se obtienen entre 20 y 300 mg/L.El rango se puede ampliar hacia arriba, por dilucin, si fueranecesario. Este mtodo es rpido y no requiere un tiempopreciso para los pasos

Toma de muestras y conservacin

Se recogen las muestras en frascos de polietileno, otro plstico ogoma dura, especialmente si va transcurrir un tiempo entre suobtencin y el anlisis. El vidrio borosilicatado representa unaeleccin menos deseable, especialmente con aguas de pHsuperior a 8,0 o con agua de mar, en cuyo caso puede disolverseuna cantidad significativa de slice del vidrio. La congelacin paraconservacin de las muestras para anlisis de otroscomponentes puede reducir los valores de slice soluble hasta un20 o un 40 por 100 en agua en pH inferior a 6. No acidificar lasmuestras para conservarlas porque en solucin cida la sliceprecipita.

4500-Si C. Mtodo gravimtrico

a) Principio.- El cido clorhdrico descompone los silicatos y slice disuelta,formando cidos silcicos que precipitan como slice parcialmentedeshidratada durante la evaporacin y secado. La ignicin completa ladeshidratacin de slice que se pesa y volatiliza despus como tetrafluorurode silicio, dejando todas las impurezas como residuo no voltil. Se pesa elresiduo y se determina la slice como prdida de volatilizacin. Paradeshidratar la slice se puede utilizar cido perclrico HClO4 en lugar de HCl.

Un tratamiento con HClO4 recupera ms slice que con HCl, aunque para larecuperacin completa de slice se necesitan dos deshidrataciones concualquiera de esos dos cidos. La utilizacin del HClO4 reduce la tendencia alas salpicaduras, produce un precipitado de slice ms fcil de filtrar y acortael tiempo necesario para la determinacin.

b) Interferencia.- Dado que el material de vidrio puede aportar slice, evtesesu uso lo ms posible. Utilcense reactivos y agua destilada o desionizada bajaen slice. Realcese una determinacin en blanco para corregir la sliceintroducida por los reactivos y el aparato.

4500-Si C. Mtodo gravimtrico (Cont.)Instrumental

a)Crisoles de platino con tapa.

b) Cpsulas de evaporacin de platino, 200 mL. En los pasos de deshidratacinse puede sustituir el platino por cpsulas de porcelana vidriada con lixiviadocido sin agua fuerte, pero es preferible el platino para lograr una mayorprecisin.

Reactivos

Para mayor exactitud eljanse lotes de productos qumicos bajos en slice paraeste mtodo. Consrvence todos los reactivos en envases de plstico yrealicense pruebas en blanco.

a)HCl 1 + 1 y 1 + 50.

b) H2SO4: 1 + 1

c) HF: 48 por 100.

d) HClO4: 72 por 100

4500-Si C. Mtodo gravimtrico (Cont.)Procedimiento

Antes de determinar la slice, analcese la materia interferente no voltil deH2SO4 y HF por medio del procedimiento descrito ms adelante. Utilcese uncrisol de platino vaco y limpio. Si se observa algn aumento de peso, hgaseuna correccin en la determinacin de slice.

a)Deshidratacin de HCl

1. Evaporacin de la Muestra. A una muestra transparente conteniendo almenos 10 mg de slice, se aaden 5 mL de HCl 1 + 1. Evaprese a sequedad enuna cpsula de 200 mL de platino o porcelana vidriada con lechada cida, envarias porciones, si fuera preciso, sobre un bao de agua o suspendida en unanillo de amianto sobre una placa caliente. Protjase de la contaminacin delpolvo atmosfrico. Durante la evaporacin adase un total de 15 mL de HCl(1 + 1) en varias porciones. Squese la placa y pongase en un horno a 110 C osobre una placa caliente para secar durante 30 minutos.

4500-Si C. Mtodo gravimtrico (Cont.)2.Primera filtracin. Adanse 5 mL de HCl (1 + 1) templado , y 50 mL de aguadestilada caliente. Con la mezcla an caliente fltrese mediante papel de filtro detextura media sin cenizas, decantando el mximo posible de lquido. Lvese la placa yel residuo con HCl (1 + 50) caliente y despus con un volumen mnimo de aguadestilada, hasta que los lavados estn libres de cloruro. Gurdese todos lo lavados.Djese aparte el papel de filtro con su residuo.

3. Segunda Filtracin.- Evaprese el filtrado y los lavados de la operacin anterior asequedad en la cpsula de platino original. Squese el residuo en un horno a 110 C osobre placa caliente durante 30 minutos. Reptanse los pasos del apartado 2) anterior.sese otro papel de filtro y un piln de goma para ayudar a transferir el residuo de lacpsula al filtro. Tngase especial atencin con las cpsulas de porcelana porque laslice se adhiere a ellas.

4. Ignicin.- Transfirase los dos papeles de filtro y los residuos a un crisol de platinocon tapa, squese a 110 C y lleves a ignicin a 1200 C, hasta peso constante. Evtesela prdida mecnica de residuo cuando se carboniza y quema el papel por primera vezcalentando gradualmente a la mnima temperatura. Un calentamiento demasiadorpido podra producir carburo de silicio negro. Enfrese en un desecador, psese yreptase la ignicin y la pesada hasta conseguir un peso constante. Regstrese el pesodel crisol y el contenido.

4500-Si C. Mtodo gravimtrico (Cont.)5. Volatilizacin con HF. Humedscase por completo el residuo pesado con agua destilada.Adanse 4 gotas de H2SO4 (1 + 1) seguido de 10 mL de HF midiendo este en una probetade plstico graduada o vertiendo los 10 mL estimados directamente de frasco de reactivo.Evaprese a sequedad lentamente sobre un bao de aire o placa caliente, en una vitrina yevtense las prdidas por salpicaduras. Llvese a ignicin el crisol a 1200 C hasta pesoconstante. Regstrese el peso del crisol y contenido.

b) Deshidratacin de HClO4: Sgase el procedimiento descrito anteriormente en el apartado4a1) hasta que queden 50 mL de muestra sin evaporar. Adanse 5 mL de HClO4 yevaprese hasta aparicin de humos blancos y densos (Precaucin: Explosivo. Colqueseuna proteccin entre el analista y la cpsula humeante.

Continese la deshidratacin durante 10 minutos. Enfrense, adanse 5 mL de HCl (1 + 1)y 50 mL de agua destilada caliente. Llvese a ebullicin y fltrese con papel cuantitativo sincenizas. Lvese completamente 10 veces con agua destilada caliente y procdase como seindica en los apartados 4a4) y 5) anteriores. Para muchos fines el precipitado de slice sueleser suficientemente puro y se puede pesar directamente, omitiendo la volatilizacin de HF.Sin embargo, para asegurarse de que el resultado esta dentro de los lmites de precisinnecesarios, se debe hacer una comprobacin inicial frente al mtodo ms largo.

4500-Si C. Mtodo gravimtrico

Clculo

Rstese el peso del crisol y su contenido tras el tratamiento conHF del peso correspondiente antes de este tratamiento. Ladiferencia A, en mg, es la prdida de volatilizacin yrepresenta la slice:

mg SiO2/L = A x 1000 .

mL muestra