Descripción del método:
El análisis gravimétrico se basa en la determinación del contenido de analito en una muestra mediante operaciones de pesada.
Los métodos gravimétricos pueden clasificarse en dos categorías:
Métodos de volatilización: El analito o algún producto del analito se separan en forma gaseosa. El gas se recoge y pesa, o se determina el peso del producto gaseoso a partir de la pérdida de peso de la muestra. Las aplicaciones más importantes son la determinación de agua en muestras sólidas y la de carbono en compuestos orgánicos por formación de CO2.
Métodos de precipitación: El analito se separa de los demás constituyentes de la muestra por formación de un compuesto insoluble. El peso del analito en la muestra se determina a partir del peso del compuesto obtenido inicialmente, o de un compuesto producido posteriormente por calentamiento. El resto del tema se referirá a este tipo de métodos.
Información relacionada al método 5 de la EPA
Para el caso de la aplicación del método 5, se ajusta a la descripción de precipitación, pues el gas que fluye por la chimenea contiene el contaminante material particulado (Solidos y/o otros materiales condensables a la temperatura del filtro(120ºC+-14ºC) o por debajo de esta, recordar que es posible debido a distintos fenómenos, la producción de alquitrán, óxidos u otros materiales).
Para la determinación de la masa del contaminante, se debe pesar previamente el filtro (a unas condiciones de humedad, etc.) a fin de establecer un blanco, con lo cual cuando se pesa el filtro que contiene el contaminante se debe restar este valor de blanco, para el caso de los filtros el valor del blanco es muy importante, ya que el solo filtro puede pesar 200mg-600mg esto depende del material del filtro del tipo etc. Recordar que la concentración de contaminante se obtiene de la siguiente manera:
Concentración=masa /(volumen del gas)
Entonces a manera de ejemplo, si el material particulado se obtiene de la siguiente manera:
masa MP= (peso filtro con el contaminante capturado) - (peso filtro, es decir el blanco)
asumiendo un valor de blanco de 200mg y un valor de peso de filtro con contaminante capturado de 235mg, así como un valor de volumen de gas de 0.9m3 a condiciones normales.
masa MP= 235mg-200mg
masa MP=35mg
así la concentración tendría el siguiente valor:
C=35mg/(0.9m3)
C= 38.89mg/m3
En caso de que no restáramos el valor de blanco al filtro tendríamos el siguiente valor:
C=235mg/(0.9m3)
C= 261.11mg/m3
El valor es de unas 6,7 veces al real, he allí la importancia de realizar la corrección por el blanco, en este caso el valor de blanco del filtro, el método 5 de la EPA también incluye, la gravimetría a las aguas de lavado, allí es muy similar el procedimiento, la acetona a emplear debe cumplir con un criterio de calidad de que al evaporarse deje un residuo igual o inferior al 0.001%, lo cual indica que el aporte de masa de la acetona en la gravimetría no es muy significativo, sin embargo por buena practica y por calidad a fin de presentar resultados confiables, sin embargo el método 5 EPA en su numeral 7.2 indica que en caso de no contar con una acetona de esta calidad, debe restarse el valor del residuo a la muestra, es decir corregir por blanco.
"Elaboración propia"
A continuación se presenta un filtro(material fibra de vidrio):
Imágenes de filtro con el contaminante material particulado :
Corrección de blanco con motivo de la acetona empleada para lavar la sonda
Revisado el numeral 7.2 del método (recuperación de muestra), en este se indica que el grado de reactivo (es decir un requisito de calidad) debe ser de tal manera que esta contenga un residuo inferior o igual a 0.001% y contenido en botellas de vidrio ,en este apartado se indica que la acetona de contenedores metálicos de manera general suele contener una gran cantidad de residuo como blanco residual para los análisis a realizar, por lo cual esta ultima no debe ser utilizada.
En ocasiones los proveedores transfieren la acetona a botellas de vidrio desde recipientes(contenedores) metálicos, con lo cual se debe realizar un análisis de blanco (acetone blanks shall be run) de manera previa a su uso en campo, con lo cual solo la acetona con bajos valores de blanco (<= 0.001%) deberán usarse.
Adicional a lo anterior se indica lo siguiente, que para evitar confusiones de traducción emplearemos la traducción realizada por el IDEAM (entidad oficial en Colombia): En ningún caso un valor de blanco debe ser superior de 0.001% del peso de la acetona, si este es utilizado se restara del peso de la muestra.
Lo anterior nos indica que debemos calcular el valor de blanco del residuo dejado por la acetona, para el caso de que este no sea superior a 0.01% del peso de la acetona no se indica si este valor se resta como corrección de blanco al material particulado. Por el contrario cuando el residuo de blanco dejado por la acetona es superior al 0.01% el valor del peso del residuo de la acetona debe ser restado del valor obtenido de material particulado en los lavados que se realizan, es decir cuando la acetona no cumple este criterio de calidad, nos sugiere que aporta una cantidad de material no despreciable a la masa de material particulado, por lo cual debemos de restar esta masa aportada por el residuo de la acetona.
Calculo residuos que aporta la acetona
Este se realiza como dispone el numeral 12 del método, y lo denotamos con Ca (Concentración blanco de acetona) , ecuaciones 5-4 y 5-5 de este método.
En donde:
ma= masa del residuo de acetona en unidades de mg (después de que se evaporó la acetona)
Va=Volumen del blanco de acetona mL
Pa= Densidad de la acetona mg/mL (de las especificaciones del fabricante, ver etiqueta o ficha técnica del producto)
Wa= peso del residuo de la acetona en el lavado, mg
Vaw= volumen de la acetona usada en el lavado , mL
a manera de ejemplo:
Se determina en el laboratorio que la acetona a emplear presenta un valor de residuo de 0.02% en peso, si para un muestreo se emplean 150 mL para un lavado, cual seria el valor a restas como blanco de acetona en la masa de material particulado?
Densidad: 0.79mg/mL
Vaw=150mL
Del laboratorio
masa de residuo/masa de acetona=(0.02/100) , con este valor puedo calcular que para una acetona con densidad de 0.79mL requeriría de 126.582278mL, y asi obtengo Ca
Calculemos Ca= (0.02mg)/(126.582278mL*0.79mg/mL) Ec 5-4
Ca=0.0002mg/mL
Wa=Ca Vaw Pa
Wa=(0.0002mg/mL)*(150mL)* (0.79mg/mL)
Wa=0.0237mg
Este seria el aporte de masa que nos aporta el residuo de lavar con 150mL de acetona en este ejemplo.
versión del método 5 traducida al español por el IDEAM
versión del método 5 original de la EPA
Creación 10/12/2023
Actualizado 28/1/2024
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