Determinación de Aceites y Grasas en Aguas Mediante FTIR

Método aplicable a toda clase de aguas

TRES ETAPAS:

  1. Extracción de los aceites y grasas disueltos o emulsionados en la muestra a través de disolventes organoclorados (extracto)
  2. Purificación y/o reconcentración del extracto.
  3. Cuantificación de los aceites y grasas disueltos en el extracto.

1.-        EXTRACCION

  • Los aceites y grasas emulsionados se extraen del agua por contacto íntimo con el Tetracloruro de Carbono (CCl4). Algunas sustancias extractables, especialmente ácidos grasos y grasas insaturadas, se oxidan fácilmente, por lo tanto se deben tomar precauciones especiales para minimizar este efecto.
  • El CCL4 tiene la capacidad de disolver no sólo aceites y grasas sino también otras sustancias orgánicas. No se conoce ningún disolvente que disuelva sólo aceite y grasa.
  • Residuos pesados del petróleo pueden contener una porción significante de materias insolubles en CCl4

2.-        PURIFICACION Y/O CONCENTRACION DEL EXTRACTO

Los procesos intermedios que pueden llevarse a cabo con el extracto antes de cuantificar la concentración de aceites y grasas dependerán del método que empleemos, así como del conocimiento que tengamos acerca de la muestra a analizar.

Cuando realicemos varias extracciones sobre la misma muestra, obtendremos una mayor eficacia den la recuperación de los aceites y grasas presentes, pero hará necesario la reconcentración del disolvente a través de la evaporación del mismo, produciéndose la pérdida de los hidrocarburos de cadenas cortas y de aromáticos simples por volatilización.

Las pequeñas cantidades de agua presente en el extracto imposibilitan el empleo de técnicas instrumentales para la cuantificación de los aceites y grasas, por lo tanto para deshidratar los extractos se emplean sales higroscópicas que no interfieran en el análisis.

En muchas ocasiones resultará más interesante analizar simplemente el contenido en aceites o hidrocarburos, despreciando las grasas, como indicador de la contaminación mas lesiva al medio ambiente. En este caso la metodología analítica no varía, simplemente bastará con filtrar el extracto a través de un gramo de Florisil, eliminando así las fracciones mas polares de la muestra (grasas)

3.-        CUANTIFICACION

La cuantificación de los aceites y grasas en el extracto puede llevarse a cabo por varios métodos, de mayor a menor sensibilidad:

  • Cromatografía gaseosa: será necesario conocer con exactitud el tipo de aceite a analizar, así como tener una muestra del mismo para poder preparar patrones.
  • Gravimetría: cuando los aceites y grasas a analizar presentan un alto punto de ebullición, puede evaporarse todo el disolvente y cuantificar su concentración por diferencia de pesada.
  • Espectroscopía Infrarroja (FTIR): Puede emplearse cuando se conoce el tipo de hidrocarburo a analizar (preparando los patrones con el mismo hidrocarburo), o cuando este dato no es conocido, empleando patrones de referencia. El parámetro medible es la vibración de tensión del enlace carbono-hidrógeno (por este motivo los disolventes utilizados no presentan ningún enlace de este tipo, ya que los hidrógenos están reemplazados por halógenos).

INTERFERENCIAS

Residuos pesados del petróleo pueden contener una porción significante de materias insolubles en CCl4.

REACTIVOS

Ácido Clorhidrico HCl, 1:1 utilizado previamente como conservante 5 ml.

Tetracloruro de Carbono. El disolvente no debe dejar residuo medible al evaporar, destilar si fuera necesario. No se deben emplear tubos de plástico para transferir el disolvente entre los envases.

Sulfato de Sodio, Na2SO4, cristal anhidro (desecar a 105ºC y guardar en la misma estufa).

 PATRONES

  • Aceite de referencia: preparar una mezcla, por volumen, del 37,5% de isooctano, 37,5% de hexadecano y 25% de benceno. Almacenar en un envase sellado para evitar evaporación.
  • Disolución de patrón madre: se toma 1 ml (0,5 a 1 gr) de aceite de referencia y se enrasa con  CCl4 en un matraz aforado de 100 ml.

EQUIPO

Espectrofotómetro FTIR marca ABB modelo MB3000

Software GRAMS y Aplicación AIRS

Cubetas cilíndricas de cuarzo de 10, 50  y 100 mm.

METODO DE EXTRACCION

  • Tomar una muestra de un litro y marcar el nivel de la muestra en la botella para determinar después el volumen de la muestra.
  • Acidificar hasta pH=2 o inferior (en general 5 ml de HCl es suficiente). Si se ha conservado previamente con HCl, probablemente no sea necesario.
  • Pasar la muestra a un embudo de separación de 2 litros.
  • Aclarar con cuidado la botella de muestra con 30 ml de  CCl4 y añadir los lavados del disolvente al embudo de separación.
  • Agitar vigorosamente 2 minutos (si se sospecha que se forman una emulsión estable, agitar suavemente de 5 a 10 min.).
  • Dejar que se separen las capas.
  • Dejar caer la capa de disolvente, a través de un embudo que contenga papel de filtro humedecido con el disolvente y unos gramos de Na2SO4 anhidro, sobre un matraz volumétrico de 100 ml. Si no se obtiene una capa clara de disolvente añadir más Na2SO4 al cono de papel de filtro y dejar caer lentamente el disolvente sobre los cristales procurando que no pase agua.
  • Extraer dos veces más con 30 ml de disolvente cada vez pero aclarando primero el envase de la muestra con cada fracción del disolvente.
  • Recoger los extractos combinados en el matraz volumétrico de 100 ml y lavar el papel de filtro con 10-20 ml más de disolvente.

PREPARACION DE LA CURVA DE CALIBRADO

  • Preparar una solución de reserva de aceite conocido transfiriendo con rapidez alrededor de 1 ml (0,5 a 1,0 gr) del aceite o la grasa a un matraz volumétrico de 100 ml tarado.
  • Tapar y pesar
  • Añadir disolvente y diluir hasta la marca.
  • Si el aceite es desconocido usar aceite de referencia como patrón para preparar la disolución patrón madre.
  • A partir de la disolución patrón madre preparar la recta de calibrado según la tabla adjunta:
Nº matraz Disolvente ml. Disoluc. Madre ml. Concentración mgr/l.
0 10 0 0
1 50 0,5 10
2 50 1 20
3 10 1 100
4 10 2 200
5 10 5 500
  • Medir la absorbancia de los distintos patrones.
  • Los resultados obtenidos se expresan en mgr/l de aceite y grasa

PRECAUCIONES

  • Realizar todas las operaciones en campana
  • No poner grasa en los esmerilados.

Si quieres más información, puedes contactarme en:

luis.de.miguel@inycom.es

También  a través del teléfono: 976 013300

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