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NORMA TÉCNICA COLOMBIANA

NTC 5604 2008-04-30

MÉTODOS DE ENSAYO PARA LA TOMA DE MUESTRAS Y EL ANÁLISIS FÍSICOQUÍMICO DE JABONES, PRODUCTOS DE JABÓN Y DETERGENTES

E:

TEST METHODS FOR SAMPLING AND PHYSICO-CHEMICAL ANALYSIS OF SOAPS, SOAP PRODUCTS AND DETERGENTS

CORRESPONDENCIA:

DESCRIPTORES:

jabones - ensayos; detergentes - ensayos; jabones y detergentes - muestreo.

I.C.S.: 71.100.40 Editada por el Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación (ICONTEC) Apartado 14237 Bogotá, D.C. - Tel. (571) 6078888 - Fax (571) 2221435

Prohibida su reproducción

Editada 2008-05-13

PRÓLOGO

El Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación, ICONTEC, es el organismo nacional de normalización, según el Decreto 2269 de 1993. ICONTEC es una entidad de carácter privado, sin ánimo de lucro, cuya Misión es fundamental para brindar soporte y desarrollo al productor y protección al consumidor. Colabora con el sector gubernamental y apoya al sector privado del país, para lograr ventajas competitivas en los mercados interno y externo. La representación de todos los sectores involucrados en el proceso de Normalización Técnica está garantizada por los Comités Técnicos y el período de Consulta Pública, este último caracterizado por la participación del público en general. La NTC 5604 fue ratificada por el Consejo Directivo de 2008-04-30. Esta norma está sujeta a ser actualizada permanentemente con el objeto de que responda en todo momento a las necesidades y exigencias actuales. A continuación se relacionan las empresas que colaboraron en el estudio de esta norma a través de su participación en el Comité Técnico 80 Jabones y detergentes. ASOCIACIÓN COLOMBIANA DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA COSMÉTICA -ACCYTECAMWAY COLOMBIA AZUL K S.A. BRINSA S.A. CASA LUCKER - ASEO S.A. COLGATE PALMOLIVE CIA CLOROX DE COLOMBIA S.A. DETERGENTES S.A. ESPOQUÍMICA S.A. INSTITUTO NACIONAL DE VIGILANCIA DE MEDICAMENTOS Y ALIMENTOS -INVIMA-

JABONES EL TIGRE Y ROCA LTDA. JABONERÍA ARJONA LTDA. JABONERÍA WILSON S.A. NATURE´S SUNSHINE PRODUCTS COLOMBIA S.A. PREBEL S.A. PROCTER & GAMBLE COLOMBIA LTDA. QUIRUMÉDICAS LTDA. SC JOHNSON & SON COLOMBIANA S.A. UNILEVER ANDINA COLOMBIA S.A.

Además de las anteriores, en Consulta Pública el Proyecto se puso a consideración de las siguientes empresas: AMWAY COLOMBIA ANALIZAR LTDA. ASOCIACIÓN COLOMBIANA DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA COSMÉTICA -ACCYTECASOCIACIÓN NACIONAL DE INDUSTRIALES -ANDIAUDITEMOS EU BASF QUÍMICA COLOMBIANA S.A. CENTRO NACIONAL DE PRODUCCIÓN MÁS LIMPIA CIBA ESPECIALIDADES QUÍMICAS S.A.

CLEAN SHESTER DE COLOMBIA LTDACOLOMBIA INDUSTRIAL AUTOMOTRIZ LTDACOMPROIND LTDA. DISPROALQUÍMICOS LTDA. DISTRIBUIDORA FULLER LTDA. ESCOBAR & MARTÍNEZ S.A. FULLER ASEO Y MANTENIMIENTO LTDA. GRASAS Y DERIVADOS S.A. HADA S.A. HENKEL COLOMBIANA S.A.

INAPET S.A. C.I. INDUSTRIAS CORY S.A. INDUSTRIAS DEL MAÍZ S.A. INDUSTRIAS FROTEX S.A. INDUSTRIAS FULLER PINTO S.A. JOHNSON Y JOHNSON DE COLOMBIA S.A. LABORATORIOS SMART S.A. LLOREDA S.A. MINISTERIO DE AMBIENTE, VIVIENDA Y DESARROLLO TERRITORIAL

MINISTERIO DE COMERCIO, INDUSTRIA Y TURISMO MINISTERIO DE PROTECCIÓN SOCIAL NATURAL SYSTEMS COLOMBIA NULAB LTDA. RECKITT BENCKISER S.A. SUPERINTENDENCIA DE INDUSTRIA Y COMERCIO TECNOQUÍMICAS S.A. YANBAL DE COLOMBIA S.A.

ICONTEC cuenta con un Centro de Información que pone a disposición de los interesados normas internacionales, regionales y nacionales y otros documentos relacionados. DIRECCIÓN DE NORMALIZACIÓN

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NTC 5604

CONTENIDO

Página

1.

OBJETO .......................................................................................................................1

2.

REFERENCIAS NORMATIVAS ...................................................................................1

3.

IMPORTANCIA Y USO ................................................................................................2

4.

TOMA DE MUESTRAS ................................................................................................2

5.

PREPARACIÓN DE LAS MUESTRAS ........................................................................2

6.

PELIGROS Y PRECAUCIONES ..................................................................................2

7.

PUREZA DE LOS REACTIVOS...................................................................................3

8.

ENSAYOS POR DUPLICADO .....................................................................................3

9.

MÉTODOS PARA EL ANÁLISIS QUÍMICO ................................................................3

9.1

DETERMINACIÓN DE HUMEDAD EN JABONES, PRODUCTOS DE JABÓN Y EN DETERGENTES SINTÉTICOS QUE CONTIENEN JABÓN ..............................3

9.2

DETERMINACIÓN DE MATERIA TOTAL INSOLUBLE EN ALCOHOL, EN JABÓN Y PRODUCTOS DE JABÓN............................................................................................6

9.3

DETERMINACIÓN DE LA ALCALINIDAD LIBRE O DE LA ACIDEZ LIBRE EN JABONES, PRODUCTOS DE JABÓN, Y EN DETERGENTES SINTÉTICOS QUE CONTIENEN JABÓN....................................................................7

9.4

DETERMINACIÓN DE MATERIA SOLUBLE EN ALCOHOL EN DETERGENTE SINTÉTICO QUE CONTIENE JABÓN ...............................................9

9.5

DETERMINACIÓN DE LA MATERIA INSOLUBLE EN AGUA, EN JABONES Y DETERGENTES QUE CONTIENEN JABÓN.............................................................10

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9.6

DETERMINACIÓN DE ALCALINIDAD TOTAL DE LA MATERIA INSOLUBLE EN ALCOHOL, SALES ALCALINAS ........................................................................11

9.7

DETERMINACIÓN DE JABÓN ANHIDRO TOTAL, ÁLCALI COMBINADO EN JABONES Y PRODUCTOS DE JABÓN..............................................................11

9.8

DETERMINACIÓN DE ÁLCALI LIBRE Y DEL CARBONATO DE POTASIO EN JABONES POTÁSICOS EN PASTA ...................................................................15

9.9

DETERMINACIÓN DE CARBONATOS SOLUBLES EN AGUA, EXPRESADOS COMO Na2CO3 EN DETERGENTES .............................................................................17

9.10

DETERMINACIÓN DE MATERIA INSAPONIFICADA MÁS INSAPONIFICABLE EN JABONES.............................................................................................................22

9.11

DETERMINACIÓN DE MATERIA INSAPONIFICABLE ............................................24

9.12

DETERMINACIÓN DE MATERIA INSAPONIFICADA ..............................................25

9.13

DETERMINACIÓN DE MATERIA GRASA LIBRE EN DETERGENTES...................25

9.14

DETERMINACIÓN DE COLOFONIA (MÉTODO McNICOLL)...................................25

9.15

PREPARACIÓN DE LA MUESTRA PARA MATERIA GRASA TOTAL (ÁCIDOS GRASOS Y DE COLOFÓNÍA Y MATERIA GRASA INSAPONIFICADA E INSAPONIFICABLE) ..................................................................................................27

9.16

DETERMINACIÓN DEL TÍTULO ...............................................................................27

9.17

DETERMINACIÓN DEL NÚMERO DE ÁCIDO DE LOS ÁCIDOS GRASOS ............29

9.18

DETERMINACIÓN DEL ÍNDICE DE YODO (MÉTODO WIJS)..................................30

9.19

DETERMINACIÓN DE SÍLICE COMO SILICATOS ALCALINOS.............................31

9.20

DETERMINACIÓNES DE GLICERINA, AZÚCARES Y ALMIDÓN ...........................32

9.21

DETERMINACIÓN DE BÓRAX EN JABONES Y EN PRODUCTOS DE JABÓN..................................................................................................................36

9.22

DETERMINACIÓN DE CLORUROS EN JABONES Y PRODUCTOS DE JABÓN.....38

9.23

DETERMINACIÓN DE CLORUROS EN MATERIA SOLUBLE EN ALCOHOL........38

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9.24

DETERMINACIÓN DE FOSFATOS EN DETERGENTES .........................................40

9.25

DETERMINACIÓN DE CARBONATO COMO DIÓXIDO DE CARBONO (CO2) MEDIANTE EL MÉTODO DE ABSORCIÓN EN SECUENCIA..................................48

9.26

DETERMINACIÓN DE CARBONATO COMO DIÓXIDO DE CARBONO (CO2) MEDIANTE EL MÉTODO DE EVOLUCIÓN VOLUMÉTRICA ..................................49

9.27

DETERMINACIÓN DEL CONTENIDO DEL AGENTE TENSIOACTIVO ..................52

9.28

DETERMINACIÓN DEL CLORO ACTIVO EN DETERGENTES EN POLVO ...........61

10.

OTROS ENSAYOS ........................................................................................................62

10.1

DETERMINACIÓN DE pH DE SOLUCIONES DE JABÓN O DE DETERGENTE ..........................................................................................................62

10.2

DETERMINACIÓN DEL CONTROL DE ESPUMA EN DETERGENTES.....................64

10.3

ENSAYO DE EFECTIVIDAD DEL DETERGENTE EN EL LAVADO DE ROPA ........66

10.4

DETERMINACIÓN DEL RESIDUO SOBRE EL TAMIZ EN DETERGENTES EN POLVO (MÉTODO SECO) ......................................................................................68

10.5

DETERMINACIÓN DE BLANQUEADORES ÓPTICOS EN DETERGENTES (MÉTODO CUALITATIVO) .............................................................................................69

11.

INFORME DEL ENSAYO ...............................................................................................69

FIGURAS Figura 1. Autoanalizador...........................................................................................................20 Figura 2. Aparato para ensayo del título.................................................................................28 Figura 3. Autoanalizador usado en la determinación de fosfatos.......................................48 Figura 4. Equipo para extracción por arrastre con gas ........................................................57 Figura 5. Montaje para medir espuma.....................................................................................65

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TABLAS Tabla 1. Tamaño de la trampa según el porcentaje de humedad esperado .....................5 Tabla 2. Mezcla patrón .........................................................................................................66

ANEXO ANEXO A (Informativo) BIBLIOGRAFÍA ...........................................................................................................................71

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TOMA DE MUESTRAS Y MÉTODOS DE ENSAYO PARA EL ANÁLISIS FÍSICOQUÍMICO DE JABONES, PRODUCTOS DE JABÓN Y DETERGENTES

1.

OBJETO

1.1 Esta norma tiene por objeto establecer la toma de muestras y los métodos de análisis fisicoquímico de jabones, productos de jabón, y detergentes. 1.2 Esta norma de métodos de ensayo suministra los valores en unidades del Sistema Internacional, S.I. 1.3 Esta norma no tiene el propósito de tratar todos los asuntos de seguridad, si hay alguno, asociado con su uso. Es responsabilidad del usuario de esta norma, establecer procedimientos apropiados de seguridad y salud y determinar la aplicabilidad de las limitaciones reglamentarias antes de su uso. Para las afirmaciones específicas acerca de peligros específicos, véase el numeral 6. Las hojas de datos de seguridad de los materiales están disponibles para los reactivos y los materiales. Revíselas para determinar los peligros antes de su uso.

2.

REFERENCIAS NORMATIVAS

Los siguientes documentos normativos referenciados son indispensables para la aplicación de este documento normativo. Para referencias fechadas, se aplica únicamente la edición citada. Para referencias no fechadas, se aplica la última edición del documento normativo referenciado (incluida cualquier corrección). NTC 1689, Industria de cosméticos y de tocador. Champú y champú con acondicionador para uso capilar. GTC 146, Jabones y detergentes. Técnicas para toma de muestras. ASTM D86, Method for Distillation of Natural Gasoline. ASTM D501, Standard Test Methods of Sampling and Chemical Analysis of Alkaline Detergents. ASTM D1681, Standard Test Method for Synthetic Anionic Active Ingredient in Detergents by Cationic Titration Procedure.

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ASTM D1768, Standard Test Methods for Sodium Alkylbenzene Sulfonate in Synthetic Detergents by Ultraviolet Absorption. ASTM D2357, Standard Qualitative Classification of Surfactants by Infrared Absorption. ASTM D2358, Standard Test Method for Separation of Active Ingredient from Surfactant and Syndet Compositions. ASTM D3049, Standard Test Method for Synthetic Anionic Ingredient by Cationic Titration. ISO 8212, Soaps and Detergents. Techniques of Sampling During Manufacture.

3.

IMPORTANCIA Y USO

3.1 El jabón, los productos del jabón y los detergentes se usan extensamente. Los métodos de ensayo incluidos en esta norma son idóneos para establecer especificaciones y realizar control de calidad en jabones, productos del jabón, jabones que contienen detergentes sintéticos y detergentes.

4.

TOMA DE MUESTRAS

4.1 El proveedor debe tener la opción de estar representado en el momento de la toma de muestras y, cuando él así lo solicite, se le debe suministrar una muestra por duplicado. 4.2 Para las técnicas generales para la toma y preparación de muestras, véase la GTC 146 o la norma ISO 8212.

5.

PREPARACIÓN DE LAS MUESTRAS

5.1 Jabón en barra. Triture todas las barras con un instrumento (véase la GTC 146). En caso de muestras grandes, se pueden partir las barras en cuartos y triturar un cuarto de cada barra. Mezcle completamente con una espátula todas las muestras trituradas en una superficie impermeable, no absorbente, limpia y seca. Divida en cuatro cuartos y deseche los dos cuartos opuestos. Combine, vuelva a mezclar y parta en cuartos los dos cuartos restantes. Continúe de esta manera hasta que la muestra se reduzca a la cantidad necesaria para hacer los análisis requeridos o según se acuerde entre las partes. Coloque esta porción en un recipiente limpio y seco. Cierre y marque la muestra para su total identificación. Esta es la muestra para el análisis y se debe conservar según las condiciones establecidas en cada uno. 5.2

Para otros productos, véase la GTC 146.

6.

PELIGROS Y PRECAUCIONES

Todos los reactivos y sustancias químicas deben manipularse con cuidado. Antes de usar cualquier sustancia química, lea y siga las precauciones e instrucciones de seguridad de la etiqueta del fabricante. Limpie cualquier derrame inmediatamente. Consulte la hoja de datos de seguridad del material para obtener información específica acerca de la manipulación y disposición.

2

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA 7.

NTC 5604

PUREZA DE LOS REACTIVOS

7.1 Use sustancias químicas grado reactivo en todos los ensayos. A menos que se indique de otro manera, se pretende que todos los reactivos cumplan las especificaciones del Comité de Reactivos Analíticos de la Sociedad Química Americana (Committee on Analitical Reagents of the American Chemical Society), siempre que dichas especificaciones estén disponibles. Se pueden usar reactivos de otros grados siempre y cuando se asegure primero que el reactivo tiene una pureza lo suficientemente alta que permite su uso sin disminuir la exactitud de la determinación. 7.2 A menos que se indique algo diferente en el método de ensayo particular, cuando se hace referencia al agua, se debe entender como agua grado reactivo la preparada por destilación, intercambio iónico, ósmosis inversa o por combinación de éstos.

8.

ENSAYOS POR DUPLICADO

8.1 Cuando una determinación muestre un resultado no conforme con las especificaciones, se debe hacer un ensayo por duplicado.

9.

MÉTODOS PARA EL ANÁLISIS QUÍMICO

9.1

DETERMINACIÓN DE HUMEDAD EN JABONES, PRODUCTOS DE JABÓN Y EN DETERGENTES SINTÉTICOS QUE CONTIENEN JABÓN

9.1.1

Selección del método de ensayo

9.1.1.1 El método del horno que se describe en el numeral 9.1.2 generalmente es aplicable a todos los detergentes, productos de jabón y jabones, pero para estos últimos se deben hacer ciertas excepciones en este método, si se desean resultados exactos. Estas excepciones incluyen las siguientes: 9.1.1.2 Para los jabones que contienen cantidades apreciables de silicato de sodio, se prefiere el método de destilación (véase el numeral 9.1.3). 9.1.1.3 En los jabones de aceite de linaza y de otros aceites que se oxidan al absorber oxígeno, si se usa el método del horno, pueden ganar peso hacia el final del ensayo. Por lo tanto, se podría usar ya sea una atmósfera inerte o un horno de vacío. El método de destilación también es aplicable a este tipo de jabón. 9.1.1.4 Los jabones que contienen cantidades apreciables de glicerina, usualmente, dan resultados altos con el método del horno. Para obtener resultados más exactos en estos tipos de jabón es mejor usar el método de destilación. 9.1.1.5 Existe como método alternativo el de la lámpara halógena integrada o infrarroja. La balanza de humedad esta diseñada para la determinación rápida y automática del contenido de humedad en sólidos o líquidos utilizando una fuente de calor infrarroja. La balanza es programable para varios niveles de temperatura y para distintos periodos de tiempo. Una balanza integrada pesa la muestra antes y después de la prueba. El cálculo de la pérdida de humedad (y contenido de humedad) es automático. Las determinaciones de humedad se hacen en 5 min a 15 min, lo que con el método convencional se tarda horas. La razón: el infrarrojo penetra en la muestra secando rápidamente. Un microprocesador controla todas las 3

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funciones (temperatura, tiempo, peso) y realiza los cálculos de porcentaje evitando errores de operación y método, ahorrando tiempo. 9.1.2 Método A. Humedad y otra materia volátil a 105 °C de jabones, productos de jabón o detergentes (método del horno) NOTA 1 Este método corresponde al AOCS Da 2a-48 (97) de la American Oil Chemists' Society: “Moisture and Volatile Matter, Air Oven Method” (Véase el Anexo A (Informativo)).

9.1.2.1 Material Un plato de vidrio, o cápsula de porcelana aproximadamente de 6 cm a 8 cm de diámetro y aproximadamente de 2 cm a 4 cm de profundidad, o equivalente. 9.1.2.2 Procedimiento Pese 5 g ± 0,01 g de la muestra en el plato y deje secar en un horno a una temperatura de 105 °C ± 2 °C, hasta que alcance un peso constante. El peso constante se alcanza cuando el calentamiento sucesivo por periodos de 1 h muestran una pérdida (o ganancia) no mayor al 0,1 %. 9.1.3

Método B. Método de destilación para jabones

NOTA 2 Este método corresponde al AOCS Da 2b-42 (03) de la American Oil Chemists' Society: “Moisture, Distillation Method“(véase el Anexo A (Informativo)).

9.1.3.1 Materiales y equipos a)

El aparato requerido consiste en un matraz de vidrio calentado mediante medios adecuados provisto de un condensador de reflujo que descarga hacia una trampa y se conecta al matraz. Las conexiones entre la trampa, el condensador y el matraz deben ser de uniones esmeriladas intercambiables. La trampa sirve para recolectar y medir el agua condensada y devolver el solvente al matraz.

b)

Matraz de 500 ml, de cuello corto y fondo redondo o tipo Erlenmeyer.

c)

Fuente de calor. La fuente de calor puede ser un baño de aceite (ácido esteárico, cera de parafina, etcétera) o un calentador eléctrico provisto de un reóstato u otra forma de controlar el calor.

d)

Condensador. Un condensador de reflujo, de vidrio, enfriado con agua, que tenga una camisa de aproximadamente 400 mm de longitud con un tubo interno cuyo diámetro externo tenga 9,5 mm a 12,7 mm. El extremo del condensador que se inserta en la trampa puede estar esmerilado en un ángulo de 30° desde el eje vertical del condensador. Cuando se inserta en la trampa, la punta del condensador debe estar aproximadamente 7 mm por encima de la superficie del líquido en la trampa después de haber establecido las condiciones de destilación. El condensador puede ser uno convencional sellado, pero también se puede usar cualquier otro condensador que llene los requisitos anteriormente mencionados.

e)

Trampa. Para mayor exactitud se permiten trampas de varios tamaños, dependiendo del porcentaje de humedad esperado en la Tabla 1.

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Tabla 1 Tamaño de la trampa según el porcentaje de humedad esperado Humedad esperada, %

Tamaño de la trampa, ml

De 0 a 5, inclusive

5

Mayor de 5 hasta 17, inclusive

10

Mayor de 17 hasta 30, inclusive

10

Mayor de 30 hasta 50, inclusive

25

Mayor de 50 hasta 70, inclusive

25

Mayor de 70 hasta 85, inclusive

25

Se deben usar trampas graduadas, de vidrio recocido, de modo que contengan uno de los siguientes volúmenes especificados a una temperatura de 20 °C: -

Trampa de 5 ml, subdividida en divisiones de 0,1 ml con cada línea de 1 ml numerada (5 ml en la superior). El error en cualquier capacidad indicada no puede ser mayor de 0,05 ml.

-

Trampa de 10 ml, subdividida desde 0 ml a 1 ml en divisiones de 0,1 ml y desde 1 ml a 10 ml en divisiones de 0,2 ml.

-

Trampa de 25 ml, subdividida desde 0 ml a 1 ml en divisiones de 0,1 ml y desde 1 ml a 25 ml en divisiones de 0,2 ml.

NOTA 3

Tanto el condensador como la trampa se deberían limpiar completamente antes de su uso.

9.1.3.2 Reactivo Xileno (o tolueno) como solvente. Sature el solvente con agua agitando con una pequeña cantidad de agua y destile. Use el destilado para la determinación. 9.1.3.3 Procedimiento Para jabones que contienen entre 5 % y 25 % de humedad y materia volátil, use 20 g ± 0,04 g de la muestra. Para jabones que contienen más de 25 % de humedad y materia volátil, use 10 g ± 0,02 g de la muestra. Pase cuidadosamente la muestra pesada al matraz de 500 ml. Adicione aproximadamente 10 g de acetato de sodio fundido, anhidro, para evitar la formación violenta de espuma y luego siga con 100 ml de xileno (o tolueno) el cual se ha saturado con agua. Conecte el matraz a la trampa que está conectada al condensador. Antes de iniciar la determinación, llene el recipiente con xileno saturado (o tolueno) vertiéndolo a través del condensador de reflujo; de este modo el reflujo se controlará mejor. Envuelva el matraz y el tubo que va al recipiente con tela de asbesto. Caliente el baño de aceite con un mechero de gas u otra fuente de calor, o aplique el calor directamente al matraz con un calentador eléctrico y destile lentamente. La velocidad inicial debería ser de aproximadamente 100 gotas por minuto. Cuando la mayor parte del agua se haya destilado, aumente la velocidad de destilación a 200 gotas por minuto hasta que no se recolecte más agua. Purgue el condensador de reflujo durante la destilación con porciones de 5 ml de xileno (o tolueno) para lavar toda humedad adherida a las paredes del condensador. Puede provocarse la separación del agua del xileno (o tolueno) en el recipiente usando un alambre de cobre en espiral. Ocasionalmente, mueva el alambre hacia arriba y hacia abajo haciendo que el agua se sedimente en el fondo del recipiente. Realice el reflujo durante mínimo 2 h y apague la fuente de calor al final de este periodo. Ajuste la temperatura del destilado a 20 °C y lea el volumen de agua. 5

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA

NTC 5604

9.1.3.4 Cálculo Calcule el porcentaje de humedad en el jabón, de la siguiente manera: Humedad , % = [(V x 0,998 ) / W x 100 ]

(1)

en donde V

=

mililitros de agua a 20 °C

W

=

gramos de muestra utilizada

9.1.3.5 Informe del ensayo (Véase el numeral 11). 9.2

DETERMINACIÓN DE MATERIA TOTAL INSOLUBLE EN ALCOHOL (SALES ALCALINAS), EN JABONES Y PRODUCTOS DE JABÓN

NOTA 4 Este método corresponde al AOCS Da 3 -48 (03) de la American Oil Chemists' Society: “Alcohol-Soluble and Alcohol-Insoluble Matter” (véase el Anexo A (Informativo)).

9.2.1

Materiales y equipos

9.2.1.1 Vaso de precipitados o Erlenmeyer de 250 ml. 9.2.1.2 Papel de filtro. El papel de filtro no debe proporcionar acidez o alcalinidad al alcohol neutro cuando éste se vierta a través de él. Coloque el papel de filtro en una botella de pesaje o en un recipiente metálico (sin costuras, con tapa hermética ajustable), y seque en un horno a 105 °C ± 2 °C, sin la tapa puesta. Retire del horno, ponga la tapa, deje enfriar hasta temperatura ambiente en un desecador, y pese nuevamente después de la filtración, en el mismo recipiente. 9.2.1.3 Vidrio de reloj. 9.2.1.4 Horno con circulación de aire, con control apropiado para mantener una temperatura a 105 °C ± 2 °C. 9.2.1.5 Matraz de filtración o crisol de Gooch, de 500 ml. 9.2.1.6 Desecador. 9.2.2

Reactivos

9.2.2.1 Alcohol etílico, al 95 % y alcohol etílico absoluto que sólo contenga desnaturalizantes volátiles (véase la Nota 5 sobre precaución). Se permiten las fórmulas, 30 y 3 A de la Soap and Detergent Association, SDA1. Adicione de 3 a 5 gotas de solución de fenolftaleína como indicador. Deje ebullir y neutralice previamente a su uso, con solución de hidróxido de sodio diluido (NaOH), 0,1 N a 0,2 N, hasta un color rosado pálido. NOTA 5 El alcohol etílico (etanol) es inflamable. Use un equipo efectivo de extracción de humos cuando esté realizando el calentamiento o la evaporación. 1

Fischer Scientific A962, (Fischer Scientific, 711 Forbes Ave., Pittsburgh, PA 15219) o su equivalente, también es adecuado para este propósito.

6

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NTC 5604

9.2.2.2 Solución indicadora de fenolftaleína, al 1 % en alcohol del 95 %. 9.2.3

Procedimiento

Someta a digestión entre 2 g ± 0,01 g y 10 g ± 0,01 g de la muestra con 200 ml de etanol recién hervido, en un vaso cubierto con un vidrio de reloj, caliente el conjunto en un baño de vapor o en un baño de agua, hasta alcanzar una ebullición incipiente, agitando frecuentemente, hasta que la muestra se disuelva. Filtre, con ayuda de vacío, pasando la muestra por un papel de filtro tarado, neutro a la fenolftaleína, reteniendo en el vaso de precipitados tanto residuo como sea posible. También se puede filtrar a través de un crisol de Gooch pesado previamente, con succión, protegiendo la solución del dióxido de carbono y otros vapores ácidos durante la operación, cubriendo con un vidrio de reloj. Lave el residuo en el papel o en el crisol con etanol neutro caliente, para remover toda la materia soluble en alcohol, hasta que quede libre de jabón, y reserve el filtrado y el lavado. Seque el papel de filtro o el crisol con el residuo a una temperatura entre 100 °C y 105 °C durante 3 h, deje enfriar y pese la cantidad total de materia insoluble en alcohol. NOTA 6 La materia insoluble en alcohol contendrá la mayoría de sales alcalinas como carbonatos, boratos, silicatos, fosfatos y sulfatos, así como almidón, y se puede usar para la determinación aproximada de estos constituyentes. Estas sales no son totalmente insolubles en alcohol, de modo que, para las determinaciones exactas se deberían usar porciones separadas de jabón. NOTA 7 En el caso de productos a base de jabón que contienen alto nivel de materia insoluble en alcohol, véase el numeral 9.7.2.4 para una determinación apropiada del contenido de jabón.

9.2.4

Cálculos

Calcule el porcentaje de materia insoluble en alcohol aplicando la siguiente ecuación: MI =

R x 100 P

en donde

9.2.5

MI

=

porcentaje en masa de materia insoluble en alcohol.

R

=

masa del residuo seco en el papel de filtro, en gramos.

P

=

masa de la muestra, en gramos.

Informe del ensayo

(Véase el numeral 11). 9.3

DETERMINACIÓN DE LA ALCALINIDAD LIBRE O DE LA ACIDEZ LIBRE EN JABONES, PRODUCTOS DE JABÓN, Y EN DETERGENTES SINTÉTICOS QUE CONTIENEN JABÓN

NOTA 8 Este método corresponde al Da 4a -48 (03) de la American Oil Chemists' Society: “Free Acid or Free Alkali (soda Soaps)”.

9.3.1 Este procedimiento determina el álcali o el ácido, libres (sin combinar), presentes en los jabones. No es aplicable a jabones que contengan bórax. Para jabones potásicos véase el método AOCS Official Method Da 5-44 (97) (véase el Anexo A (Informativo)).

7

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA 9.3.2

NTC 5604

Materiales y equipos

9.3.2.1 Erlenmeyer o vaso de precipitados de 250 ml de capacidad. 9.3.2.2 Crisol de Gooch y papel de filtro. El papel de filtro no debe proporcionar acidez o alcalinidad al alcohol neutro cuando éste se vierte a través de él. Prepare el crisol de Gooch con cualquier medio filtrante adecuado, por ejemplo, fibra de vidrio. Lave el papel de filtro con agua destilada, alcohol y éter de petróleo, y luego séquelo a 105 °C ± 2 °C, antes de usarlo. 9.3.2.3 Vidrio de reloj. 9.3.3

Reactivos

9.3.3.1 Alcohol etílico, 95 % o de calidad superior. Según se establece en el numeral 9.2.2.1. 9.3.3.2 Solución indicadora de fenolftaleína, al 1 %, en alcohol etílico neutro del 95 %. 9.3.3.3 Soluciones de ácido clorhídrico, HCl o de ácido sulfúrico (H2SO4), 0,1 N y 0,25 N. 9.3.3.4 Soluciones de Hidróxido de sodio, 0,1 N y 0,25 N. 9.3.4

Procedimiento para jabones y productos de jabón

Caliente hasta ebullición incipiente, el filtrado reservado en la determinación de la materia total insoluble en alcohol (véase el numeral 9.2), adicione 0,5 ml de una solución de fenolftaleína al 1 %, titule con solución alcalina o ácida, normalizada y calcule con relación al hidróxido de sodio (NaOH) (o hidróxido de potasio (KOH)) si es alcalino o, con relación al ácido oleico si es ácido. NOTA 9 En el análisis de jabones de los que se sabe contienen poca o ninguna sal alcalina, es innecesario filtrar la solución de jabón alcohólica caliente como se describe en el numeral 9.2. Sin embargo, la filtración debería realizarse en todos los casos en que estén presentes sales alcalinas como silicatos, fosfatos, boratos y sales similares, puesto que se sabe que ellas afectan la determinación del álcali libre. Los valores de álcali libre en el jabón o en las mezclas de tensioactivos que contengan bórax no son confiables debido a la solubilidad del bórax en el alcohol caliente. En este caso, véase el numeral 9.21 para determinar el porcentaje de bórax presente, titule una cantidad equivalente de bórax con el ácido normalizado y reste este título del obtenido en el numeral 9.3.4 antes de calcular la alcalinidad como NaOH o KOH.

9.3.5

Procedimiento para detergentes sintéticos que contienen jabones

Pese de (5 g a 10 g) ± 0,01 g de la muestra en un Erlenmeyer de 300 ml. Agregue 200 ml de alcohol etílico neutro (95 %). Haga el montaje del matraz con un condensador de reflujo enfriado con aire, y someta la muestra a digestión en un baño de agua hasta que el jabón se disuelva (véase la Nota 9). Retire el condensador, agregue al matraz 0,5 ml de la solución indicadora de fenolftaleína y titule inmediatamente con el ácido o álcali normalizados. Calcule como NaOH, si es alcalino, o como ácido oleico, si es ácido. 9.3.6

Cálculos

9.3.6.1 Si hay álcali libre presente, el porcentaje de éste en el jabón se calcula por medio de la siguiente ecuación: A =

V x N x 4 m

8

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA

NTC 5604

en donde A

=

fracción en masa de álcali libre, expresado como hidróxido de sodio, en porcentaje.

V

=

volumen de la solución de ácido clorhídrico utilizado en la titulación.

N

=

normalidad de la solución de ácido clorhídrico.

m

=

masa de la muestra, en gramos

9.3.6.2 Si hay ácido libre presente, el porcentaje de esté en el jabón se calcula por medio de la siguiente ecuación: B =

V x N x 28,25 m

en donde

9.3.7

B

=

fracción en masa de ácido libre, expresado como ácido oleico, en porcentaje.

V

=

volumen de la solución de hidróxido de sodio utilizado en la titulación.

N

=

normalidad de la solución de hidróxido de sodio.

m

=

masa de la muestra, en gramos.

Informe del ensayo

(Véase el numeral 11). 9.4

DETERMINACIÓN DE MATERIA SOLUBLE EN ALCOHOL DE DETERGENTES SINTÉTICOS CON CONTENIDO DE JABÓN

9.4.1

Materiales y equipos

9.4.1.1 Erlenmeyer o vaso de precipitados de 250 ml de capacidad. 9.4.1.2 Baño de vapor. 9.4.1.3 Crisol de Gooch. 9.4.2 Reactivos 9.4.2.1 Alcohol etílico (95 % o superior), grado reactivo, recién hervido, neutro a la fenolftaleína, que contiene solamente desnaturalizantes volátiles, 95 ml más 5 ml de agua. 9.4.1.2 Alcohol etílico, (absoluto) recién hervido, neutro a la fenolftaleína. 9.4.2 Procedimiento 9.4.2.1 Pese 2 g ± 0,001 g de la muestra en un vaso de precipitados de 250 ml. Agregue 100 ml de alcohol etílico neutro (95 %), tape el vaso de precipitados y caliéntelo con un baño de vapor, con agitación frecuente y maceración de la muestra, hasta que esté desintegrada completamente. Déjela precipitar y filtre el líquido sobrenadante a través de un crisol de Gooch tarado, con un almohadilla de lana de vidrio, con succión en un Erlenmeyer de 300 ml, reteniendo en el vaso de precipitados la mayor cantidad posible de residuos. Repita esta extracción tres veces con porciones de 25 ml de alcohol etílico neutro (95 %), reteniendo cada 9

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA

NTC 5604

vez tanto residuo como sea posible, en el vaso de precipitados. Finalmente, evapore el alcohol restante y disuelva el residuo en la menor cantidad posible de agua caliente (5 ml si es suficiente). Deje precipitar nuevamente el materia insoluble en alcohol adicionando lentamente 50 ml del alcohol etílico neutro (absoluto), mientras agita vigorosamente. NOTA 10 La solución y la reprecipitación de la materia insoluble en alcohol son necesarias para la separación completa de la materia soluble en alcohol.

9.4.2.2 Caliente la solución hasta ebullición en un baño de vapor, filtre y transfiera el precipitado cuantitativamente al crisol de Gooch, lavando varias veces con alcohol etílico neutro (95 %). Evapore el filtrado combinado y los enjuagues en el Erlenmeyer en el baño de vapor, y luego seque a peso constante a 105 °C ± 2 °C. Calcule la materia total soluble en alcohol. 9.4.2.3 Reserve el matraz y su contenido para la determinación de la materia grasa libre (véase el numeral 9.13). Guarde el crisol de Gooch y su contenido, sin secar, para la determinación del materia insoluble en agua (véase el numeral 9.5) y la alcalinidad total de la materia insoluble en alcohol (sales alcalinas) (véase el numeral 9.6). 9.4.3

Informe del ensayo

(Véase el numeral 11). 9.5

DETERMINACIÓN DE LA MATERIA INSOLUBLE EN AGUA

9.5.1

Procedimiento para jabones y productos de jabón

9.5.1.1 Proceda de igual manera que para la determinación de la materia insoluble en alcohol (véase el numeral 9.2.3), empezando con una muestra nueva de jabón y omitiendo el paso de secado y pesado de la materia insoluble en alcohol. Después de filtrar y lavar completamente el residuo, cambie los recipientes, extraiga el residuo con agua a 60 °C y lave completamente el filtro. Cuando la materia insoluble es inorgánica, se puede usar agua hirviendo para la extracción y el lavado. Reserve la solución acuosa. Seque el filtro y el residuo a una temperatura entre 100 °C y 105 °C durante 3 h, enfríe y pese la materia insoluble en agua (S). La naturaleza de esta materia se puede determinar mediante análisis adicional. 9.5.2

Procedimiento para detergentes sintéticos que contengan jabones

9.5.2.1 Lave muy bien con agua caliente la materia insoluble en alcohol, que conservó en el crisol de Gooch (véase el numeral 9.2.3), hasta que los enjuagues ya no sean alcalinos a la fenolftaleína. Conserve el filtrado para la determinación de la alcalinidad total de la materia insoluble en alcohol (véase el numeral 9.6). Seque el crisol y el residuo hasta peso constante a 105 °C ± 2 °C y calcule el porcentaje de materia insoluble en agua. 9.5.3 Cálculos El porcentaje de materia insoluble en agua se calcula aplicando la siguiente ecuación: MI =

S x 100 P

en donde Ml

=

porcentaje en masa de materia insoluble en agua.

S

=

masa del residuo, en gramos.

P

=

masa de la muestra, en gramos.

10

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA 9.5.4

NTC 5604

Informe del ensayo

(Véase el numeral 11). 9.6

DETERMINACIÓN DE LA ALCALINIDAD TOTAL DE LA MATERIA INSOLUBLE EN ALCOHOL, SALES ALCALINAS

9.6.1.1 Materiales y equipos Equipo usual de laboratorio. 9.6.1.2 Reactivos a)

Ácido clorhídrico. Prepare y normalice una solución de ácido clorhídrico 1 N.

b)

Solución indicadora de anaranjado de metilo (1 g/L). Disuelva 0,1 g de anaranjado de metilo en agua y diluya a 100 ml.

9.6.2

Procedimiento para jabones y productos de jabón

Titule la solución acuosa obtenida en la determinación de la materia insoluble en agua (véase el numeral 9.5) con ácido normalizado, usando anaranjado de metilo como indicador. Calcule la alcalinidad como hidróxido de sodio (NaOH) y, si se considera conveniente, como cualquier otra base según lo acordado entre cliente y proveedor. 9.6.3

Procedimiento para detergente sintético con jabones

9.6.3.1 Titule la solución acuosa obtenida en la determinación de materia insoluble en agua (véase el numeral 9.5.2) con la solución estándar de ácido clorhídrico 1 N del numeral 9.6.1.1 a), usando anaranjado de metilo como indicador. 9.6.3.2 Calcule la alcalinidad como carbonato de sodio (Na2CO3) como sigue: Na2CO3 en % = 106 V x N / 20 W

2)

en donde

9.6.4

V

=

mililitros de ácido clorhídrico 1 N usado

N

=

normalidad del ácido, y

W

=

peso de la muestra (14,1), g

Informe del ensayo

(Véase el numeral 11). 9.7

DETERMINACIÓN DEL JABÓN ANHIDRO TOTAL, ÁLCALI COMBINADO, EN JABONES Y PRODUCTOS DE JABÓN

9.7.1

Método de referencia

9.7.1.1 Materiales y equipos a)

Erlenmeyer de 250 ml 11

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA b)

Embudo de separación

c)

Baño de vapor

NTC 5604

9.7.1.2 Reactivos a)

Etanol neutro, libre de dióxido de carbono (CO2).

b)

Éter etílico.

c)

Indicador anaranjado de metilo.

d)

Solución indicadora de fenolftaleína.

e)

Hidróxido de sodio, solución estándar (0,5 N). Prepare y estandarice una solución de hidróxido de sodio (NaOH) 0,5 N.

f)

Ácido sulfúrico (1 + 1). Vierta gradualmente 10 g de ácido sulfúrico concentrado (H2SO4, de gravedad específica 1,84) sobre 10 g de hielo triturado preparado con agua destilada, agite suavemente el vaso de mezcla o vierta gradualmente el ácido por los lados del vaso de mezcla sobre un peso igual de agua, agitando suavemente mientras sumerge el vaso en el baño de hielo.

9.7.1.2 Procedimiento 9.7.1.2.1 Disuelva entre (5 g y 10 g) ± 0,01 g de muestra, dependiendo del contenido de jabón anhidro, en 100 ml de agua en un Erlenmeyer de 250 ml. Caliente el contenido del Erlenmeyer a no más de 60 °C para efectuar la solución. Cuando la solución esté completa, adicione H2SO4 (1 + 1) con un poco de exceso, inserte un embudo pequeño en el Erlenmeyer y caliente a una temperatura no mayor de 60 °C hasta que lo ácidos grasos se separen en una fase definida. Pase a un embudo de separación, retire la fase ácida en un segundo embudo de separación y agite el líquido acuoso ácido, con 3 porciones de éter etílico, de 30 ml cada una. Disuelva los ácidos grasos en el éter usado para lavar el líquido acuoso y agite con porciones de 10 ml de agua hasta que ya no sean ácidos al anaranjado de metilo. Reúna las porciones de agua usadas para el lavado y agite con 30 ml de éter. Lave esta solución que contiene éter hasta que el agua del lavado sea neutra al anaranjado de metilo. Reserve el agua ácida para la determinación de los cloruros (véase el numeral 9.22). 9.7.1.2.2 Combine las soluciones con éter (si es necesario, filtre lavando el papel con éter) en un vaso para pesado adecuado, adicione 100 ml de etanol neutro, 1 ml de fenolftaleína y titule hasta neutralidad con solución de NaOH 0,5 N. Evapore la solución de éter y alcohol en un baño de vapor, seque hasta peso constante como en la determinación de la materia volátil a 105 °C y calcule el porcentaje de jabón sódico. Esto incluye, naturalmente, cualquier aceite mineral y grasa neutra que, si se determinan separadamente, se deben restar del resultado para obtener el valor A, el porcentaje real del jabón anhidro. Véase también el numeral 9.14.5.2. Calcule el óxido de sodio combinado (Na2O) y réstelo del peso del jabón sódico para obtener anhídridos ácidos. Calcule la fracción de masa del óxido de sodio combinado, de la siguiente manera: Na 2 O , en % = 3,099 M / NW

3)

Si el jabón original era potásico, titule directamente con solución 0,5 N de KOH o realice el cálculo apropiado para reducir a KOH, de la siguiente manera:

12

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA

NTC 5604

K 2 O, en % = 4,710 M / NW

4)

Si es necesario convertir la fracción de masa, A, del jabón a contenido de ácidos grasos totales en porcentaje, calcule de la siguiente manera: F = A − MNZ / W

5)

en donde F

=

fracción de masa de ácidos grasos totales, en porcentaje

M

=

volumen gastado de solución de NaOH 0,5

N

=

normalidad del NaOH según el numeral 9.7.1.1 e)

A

=

fracción de masa de jabón sódico o potásico, en porcentaje

W

=

masa de la muestra en gramos según el numeral 9.7.1.2.1

Z

=

2,20 para jabón sódico y 3,81 para jabón potásico

N,en ml

En caso de que el jabón muestre exceso de ácidos libres, se deben hacer las correcciones apropiadas en el cálculo del álcali combinado en el jabón original. Se debería hacer un ensayo en blanco con la solución de NaOH o con la de KOH para establecer las sales neutras y hacer las correcciones apropiadas, si es necesario. 9.7.1.2.3 En el caso de jabones que contengan gran cantidad de silicatos solubles y productos a base de jabón que contengan un alto porcentaje de material insoluble en agua finamente dividido, el anterior procedimiento no puede aplicarse así. En tales casos se puede usar el filtrado obtenido en la determinación de la materia total insoluble en alcohol (véase el numeral 9.2) después de neutralizar cualquier álcali o ácido libre. Evapore el alcohol en un baño de vapor, recójalo en agua y proceda de acuerdo con el procedimiento descrito en los numerales 9.7.1.2.1 y 9.7.1.2.2. 9.7.1.2.4 En el caso de productos de jabón que contienen un alto porcentaje de material insoluble en alcohol en donde los resultados aproximados serán suficientes, tales como limpiadores, jabón en polvo, compuestos quitamanchas, pastas, etcétera y cuando haya sido acordado por el proveedor y el cliente, se puede evaporar la solución alcohólica obtenida después de filtrar y lavar el material insoluble en alcohol (véase el numeral 9.2) directamente en el vaso de pesado en el baño de vapor, luego secar a 105 °C hasta peso constante e informar el resultado como jabón. 9.7.1.3 Informe del ensayo (Véase el numeral 11). 9.7.2

Método alternativo

9.7.2.1 Principio La muestra es disuelta en alcohol etílico neutralizado y titulada hasta el punto final en presencia de fenolftaleína para obtener los ácidos grasos libres, en caso de que estén presentes. Si la muestra tiene alcalinidad libre se debe titular con HCl 0,1 N hasta que haya desaparición de color rosado. El análisis se inicia desde este punto, titulando con solución normalizada de HCl 0,1 N hasta el punto final del azul de bromofenol para determinar el jabón anhidro proveniente de los ácidos grasos existentes, los cuales en este momento se encuentran en forma de jabón. 13

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA

NTC 5604

El jabón originalmente presente en la muestra es obtenido por diferencia, en los jabones grasos, y directamente en los que tienen alcalinidad libre. Este método no se puede seguir si el jabón posee otras sustancias que aporten alcalinidad como carbonatos o silicatos. 9.7.2.2 Equipos y materiales a)

Bureta de 25 ml

b)

Balanza con 0,01 g de precisión

c)

Baño de María

9.7.2.3 Reactivos a)

Hidróxido de sodio 0,1 N.

b)

Ácido clorhídrico 0,1 N.

c)

Solución indicadora de fenolftaleína. Disuelva 1 g de fenolftaleína en 120 ml de alcohol etílico, lleve a un volumen de 1 000 ml con alcohol etílico y reserve.

d)

Solución indicadora de Azul de bromofenol. Pese 0,1 g de azul de bromofenol y disuélvalo en 80 ml de agua destilada o desionizada, filtre y lleve a un volumen de 100 ml con agua.

e)

Alcohol etílico neutralizado. Caliente el alcohol etílico grado reactivo en un baño de María, agregue unas gotas de solución indicadora de fenolftaleína y neutralice con hidróxido de sodio 0,1 N hasta persista por 30 s un color ligeramente rosado.

9.7.2.4 Procedimiento a)

Pese con exactitud una muestra de jabón de 0,75 g a 1 g en un Erlenmeyer. Adiciónele 75 ml de alcohol etílico neutralizado y caliente en el baño de María para disolverla.

b)

Para jabones grasos se agregan varias gotas de solución indicadora de fenolftaleína y se titula con el hidróxido de sodio 0,1 N hasta que persista un color rosado por 30 s; se anota el volumen de base agregado. Si la muestra posee alcalinidad libre se debe titular con ácido clorhídrico 0,1 N hasta la desaparición del color rojo. Este volumen no se debe tener en cuenta.

c)

Inmediatamente se adicionan varias gotas de solución indicadora azul de bromofenol y se titula con el ácido clorhídrico 0,1 N estandarizado hasta color amarillo que es el punto final. Se anota el volumen de ácido agregado.

9.7.2.5 Cálculos Si el jabón posee acidez libre, el porcentaje de jabón anhidro total se determina de acuerdo con la siguiente ecuación: % Jabón anhidro =

((Va x Na ) − (Vb x Nb )) (PM / 1000) W

14

x 100

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA

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en donde Va

=

volumen de ácido usado en el numeral 9.7.2.4 c)

Na

=

normalidad del ácido usado en el numeral 9.7.2.4 c)

Vb

=

volumen del hidróxido de sodio usado en el numeral 9.7.2.4 b)

Nb

=

normalidad del hidróxido de sodio en el numeral 9.7.2.4 b)

PM

=

peso molecular del jabón, el cual debe ser suministrado por el fabricante, de acuerdo con la formulación

W

=

peso de la muestra pesada en el numeral 9.7.2.4 a)

Si el jabón posee alcalinidad libre, el porcentaje de jabón anhidro se determina de acuerdo con la siguiente ecuación: % Jabón anhidro =

(Va x Na ) (PM / 1000) 100 W

en donde Va

=

volumen de ácido usado en el numeral 9.7.2.4 c)

Na

=

normalidad del ácido usado en el numeral 9.7.2.4 c) equivalente de jabón, el cual debe ser suministrado por el fabricante, de acuerdo con la formulación

PM W

=

peso de muestra tomada en el numeral 9.7.2.4 a)

9.7.2.6 Informe del ensayo (Véase el numeral 11). 9.8

DETERMINACIÓN DEL ÁLCALI LIBRE Y DEL CARBONATO DE POTASIO EN JABONES POTÁSICOS EN PASTA

9.8.1

Materiales y equipos

9.8.1.1 Vaso de precipitados de 250 ml. 9.8.1.2 Balanza con aproximación a 0,01 g. 9.8.2

Reactivos

9.8.2.1 Etanol neutro (absoluto). Etanol absoluto, recién hervido, neutro a la fenolftaleína, conforme con la Fórmula No. 3A o 30 de la U.S. Bureau of Internal Revenue o alcohol al 95 %. 9.8.2.2 Solución indicadora de naranja de metilo (1 g/L). Prepare una solución de 0,1 g de naranja de metilo en 100 ml de agua. 9.8.2.3 Solución indicadora de fenolftaleína (10 g/L). Prepare una solución de 1 g de fenolftaleína en 100 ml de etanol neutro (95 %). 9.8.2.4 Solución normalizada de hidróxido de sodio, (0,5 N). Prepare y normalice una solución de hidróxido de sodio 0,5 N (NaOH). 15

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA

NTC 5604

9.8.2.5 Solución normalizada de ácido sulfúrico (0,5 N). Prepare y normalice una solución de ácido sulfúrico 0,5 N (H2SO4). 9.8.3

Procedimiento

9.8.3.1 Pese 10 g ± 0,01 g de la muestra en un vaso de precipitados de 250 ml y disuélvala en 100 ml de agua recién hervida. Adicione una cantidad medida suficiente de solución de ácido sulfúrico 0,5 N para hacer la solución ácida al indicador naranja de metilo y lleve a ebullición incipiente hasta que los ácidos grasos se separen en una fase definida. Se debería evitar la ebullición excesiva para prevenir la posibilidad de volatilización de cualquier ácido graso con peso molecular bajo que pueda estar presente. 9.8.3.2 Adicione 0,5 ml de solución indicadora de fenolftaleína, y mientras agita el contenido del vaso de precipitados, titule con solución de NaOH hasta que la solución sea casi neutra pero esté aún ligeramente en el lado ácido de la fenolftaleína. 9.8.3.3 Evapore hasta secar en un baño de vapor y disuelva en 200 ml de alcohol neutro (absoluto). Titule con solución de NaOH hasta la neutralidad a la fenolftaleína. 9.8.3.4 Determine el dióxido de carbono (CO2) en una muestra separada mediante el método de absorción en secuencia (numeral 9.25) o el método de evolución volumétrica (véase el numeral 9.26). 9.8.4

Cálculo

9.8.4.1 Calcule los porcentajes de carbonato de potasio (K2CO3) e hidróxido de potasio (KOH), libres de la siguiente manera: K = C x 3,140

Porcentaje de K 2CO3 = (K / W1 ) x 100

Vk = K / 0,03455

Vt = V1 − (V2 + V3 )

Porcentaje de KOH ⋅ libre = [(Vt − Vk ) x 0,02805 x 100] / W2

en donde K

=

gramos de K2CO3 equivalente para C.

C

=

gramos de CO2 (véase el numeral 9.8.3.4)

W1

=

gramos de muestra usados para la determinación de CO2 (véase el numeral 9.8.3.4)

Vk

=

mililitros de solución de H2SO4, 0,5 N equivalente a K2CO3

Vt

=

mililitros de solución de H2SO4, 0,5 N equivalente a KOH libre + K2CO3 .

V1

=

mililitros de solución de H2SO4, 0,5 N usados para acidificar la muestra (véase el numeral 9.8.3.1)

V2

=

mililitros de solución de NaOH 0,5 N requeridos para la titulación de la solución acuosa (véase el numeral 9.8.3.2).

V3

=

mililitros de solución de NaOH 0,5 N requeridos para la titulación de la solución alcohólica (véase el numeral 9.8.3.3).

W2

=

gramos de muestra usados para el procedimiento de titulación (véase el numeral 9.8.3.1).

16

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA

NTC 5604

9.8.5 Informe del ensayo (Véase el numeral 11). 9.9

DETERMINACIÓN DE CARBONATOS SOLUBLES EN AGUA, EXPRESADOS COMO Na2CO3, EN DETERGENTES

9.9.1

Método A. Método aplicable a detergentes exentos de boratos y perboratos

9.9.1.2 Principio del método Consiste en determinar los carbonatos presentes, titulando al punto final de la fenolftaleína (pH 8,8) y luego al punto final del naranja de metilo (pH 3,8). Luego debe eliminarse el gas carbónico disuelto y titular nuevamente hasta el punto final de la fenolftaleína. Las reacciones que suceden pueden representarse de la siguiente forma: Na2CO3 + HCl ----------------- NaHCO3 + NaCl NaHCO3 + HCl ----------------- NaCl + CO2 + H2O Después de que el gas carbónico se ha desprendido, cualquier acidez residual entre los puntos finales se debe a los radicales ácidos de sales alcalinas diferentes, distintas del carbonato originalmente presente. La diferencia entre la titulación del álcali inactivo y la neutralización de estos ácidos será una medida del gas carbónico desprendido, el cual a su vez representa el carbonato de sodio presente originalmente. 9.9.1.3 Reactivos a)

Solución de ácido clorhídrico 0,1 N.

b)

Solución de hidróxido de sodio 0,1 N.

c)

Solución indicadora de fenolftaleína.

d)

Solución indicadora de naranja de metilo.

9.9.1.4 Procedimiento a)

Al filtrado obtenido en el numeral 9.2.3, de material insoluble en alcohol, adicione 100 ml de agua destilada a una temperatura de 20 °C y realice 3 lavados con porciones de 50 ml de agua, filtrando cada una de las soluciones de lavado.

b)

Adicione 2 gotas de solución indicadora de fenoftaleína y titule con ácido clorhídrico hasta la obtención de un color débilmente rosado. Alternativamente, puede utilizarse un potenciómetro y adicione ácido clorhídrico 0,1 N hasta alcanzar un pH de 8,8. Este volumen de la solución de ácido clorhídrico se denomina A.

c)

Continúe la titulación adicionando 2 gotas de solución indicadora de naranja de metilo, y utilizando ácido clorhídrico hasta la obtención del punto final. Alternativamente, puede utilizarse un potenciómetro y adicione ácido clorhídrico 0,1 N hasta alcanzar un pH de 3,8. Este volumen de la solución de ácido clorhídrico se denomina B.

d)

Caliente la solución hasta ebullición. Deje enfriar hasta temperatura ambiente y verifique el valor del pH (3,8). 17

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA e)

NTC 5604

Titule nuevamente adicionando 2 gotas de solución indicadora de fenolftaleína y solución de hidróxido de sodio hasta alcanzar el punto final. Alternativamente puede usarse un potenciómetro. Este volumen se denomina C.

9.9.1.5 Cálculos El contenido de carbonatos solubles en agua, presentes en la muestra, expresados como Na2CO3 en porcentaje, se calcula mediante la siguiente ecuación: X =

(B − C − A )

x 10,6 x N

m

en donde

9.9.2

X

=

contenido de carbonatos solubles en agua expresados como Na2CO3, en porcentaje.

A

=

volumen de la solución de ácido clorhídrico empleado en la titulación para llegar a un pH 8,8 3 expresado en cm .

B

=

volumen de la solución de ácido clorhídrico empleado en la titulación para llegar a pH 3,8, 3 expresado en cm .

C

=

volumen de la solución de hidróxido de sodio empleado en la titulación de regreso para llegar a pH 8,8; expresado en cm3

N

=

normalidad de la solución

m

=

masa de la muestra, en gramos.

Método B (alterno). Determinación de carbonatos solubles en agua, expresados como Na2CO3

9.9.2.1 Este método es aplicable en la determinación de carbonatos totales solubles en agua expresados como carbonato de sodio. Si hay bicarbonatos serán incluidos en el resultado final en términos de carbonatos totales. 9.9.2.2 Principio del método. La solución de muestra es aspirada dentro del autoanalizador donde es acidificada con ácido sulfúrico. El dióxido de carbono que se desarrolla, es separado y absorbido por una solución reguladora de fenolftaleína. Este reactivo regulador consta de carbonato de sodio, bicarbonato de sodio y fenolftaleína. La absorción de dióxido de carbono disminuye la alcalinidad del reactivo dando como resultado una pérdida en la intensidad del color, la cual es directamente proporcional al contenido de carbonato de la muestra. La sensibilidad del método se puede variar ajustando el reactivo de color del dióxido de carbono. 9.9.2.3 Equipos. Autoanalizador equipado con los siguientes módulos: a)

Muestreador con una leva de 20,5 y tubos muestreadores de 30 ml.

b)

Bomba proporcionadora.

c)

Colorímetro equipado con una celda de 2 mm y filtro de 540 μm.

d)

Registrador con carta a una velocidad de 1 cm/min.

e)

Separador del gas de extracción.

18

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA f)

NTC 5604

Tubo de ascarita. Se usa un tubo seco de 15,24 cm al cual se le inserta un pequeño taco de algodón o lana de vidrio. Después se añaden 2,54 cm de drierita y luego 7,62 cm de ascarita seguido de 2,54 cm de drierita. El aire que es aspirado a través del tubo de ascarita, es dividido mediante una T de vidrio. Una porción se conduce dentro de la tubería múltiple para la segmentación del aire y otra parte se fija a la parte superior del envase del reactivo de color del CO2 para desfogue.

9.9.2.4 Reactivos -

Carbonato de sodio 1,0 M: se disuelven 106 g de carbonato de sodio grado reactivo en agua destilada y se diluye hasta completar 1 L.

-

Bicarbonato de sodio 1,0 M: se disuelven 84,0 g de bicarbonato de sodio grado reactivo en agua destilada y se diluye hasta completar 1 L.

-

Reactivo de fenolftaleína 1 % se disuelve 1,0 g de fenolftaleína en alcohol metílico y se diluye hasta completar 100 ml.

-

Reactivo de ácido sulfúrico: se diluyen 10 ml de ácido sulfúrico concentrado y 300 cm3 de alcohol etílico en agua destilada hasta completar 1 L.

-

Solución de detergente: se disuelve 0,5 ml de condensado de nonil fenol con (10 ± 0,5) moles de óxido de etileno en agua destilada hasta completar 1 L.

-

Solución reguladora: (usada para preparar el reactivo de color del CO2). Se mezcla una parte de solución de carbonato de sodio con dos partes de solución de bicarbonato de sodio.

9.9.2.5 Procedimiento a)

Reactivo de color: diluya en agua hasta completar 2 L las cantidades necesarias de solución reguladora y de solución de fenolftaleína para preparar este reactivo. Las cantidades adicionadas de estas soluciones dependen del intervalo de concentración de carbonato esperado. En el siguiente cuadro se muestran las alícuotas de solución reguladora y de solución de fenolftaleína requeridas para varios intervalos de concentración de carbonato. Contenido de carbonato en Cantidad de solución Cantidad de solución % reguladora, en ml fenolftaleína, en ml 0 - 10 2 10 5 - 20 4 7 15 - 25 5 7 10 – 40 7 6 NOTA Esta tabla se basa en el uso de una celda de 4 mm. Si se usa una celda más grande, decrece proporcionalmente la alícuota de los reactivos de fenoftaleína y de solución reguladora. EJEMPLO Para una muestra de carbonato al 15 % se añaden 4 ml de solución reguladora más 7 ml de fenolftaleína en un balón volumétrico de 2 L y se diluye con agua hasta completar el volumen.

b)

Solución estándar: disuelva 5 g (con aproximación a 1 mg) de carbonato de sodio en agua destilada y diluya hasta 250 ml. Siempre que sea posible, use el mismo carbonato de sodio que el utilizado en la formulación de la muestra. De esta solución, tome diferentes alícuotas, dependiendo del intervalo del análisis y diluya hasta 100 ml con agua destilada. La siguiente tabla muestra el porcentaje de carbonato de sodio para las correspondientes alícuotas (ml) de la solución en 100 ml de agua. 19

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NTC 5604

ml de solución/100 ml 1 2 5 10

Contenido de Na2CO3, en % 2 4 10 20

EJEMPLO Para una muestra de carbonato del 15 %, se recomienda el uso de alícuotas de solución estándar de 6 ml, 7 ml, 8 ml y 9 ml las cuales son iguales al 12 %, 14 %, 16 % y 18 % de carbonato respectivamente.

c)

Preparación de la muestra: muela todas las muestras por un minuto en un mezclador. Para el análisis de carbonatos, en un intervalo de 0 % a 35 % pese 1,000 g ± 0,002 g de muestra y diluya hasta 100 ml con agua destilada. Para muestras que contengan concentraciones mayores de carbonato, diluya hasta 200 ml con agua destilada. La solución de muestra debe ser agitada por 3 min o 5 min con un agitador magnético. NOTA 11 Los balones volumétricos deben estar tapados durante todo el proceso, para evitar la absorción de dióxido de carbono de la atmósfera dentro de la solución. Adicionalmente, se usa la cubierta del muestreador para minimizar la absorción del CO2 de la atmósfera.

d)

Operación instrumental: -

Conecte los componentes del autoanalizador y de la tubería como se muestra en la Figura 1.

Agua destilada

Muestreador

ml/min 0,60

Tubo de ascarita Muestra

0,32

Aire

2,50

Acido sulfurico

3,40

oo oo oooo Mezclador doble

3,90

Reactivo de color CO2 oo oo oooo Mezclador doble

Leva 20,5

Gas de CO 2

1,60

Celda de flujo

2,90

Válvula de paso de 3 vias

Retorno Bomba proporcionadora

Residuo

Agua destilada

Residuo

Residuo Calorímetro

Registrador

Tubos de 4 mm Filtros 542µ

Figura 1. Autoanalizador

20

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e)

NTC 5604

-

Se deben hacer las conexiones lo más cortas como sea posible y usando tubos capilares.

-

Coloque una línea de base de agua, para hacer que el sistema opere con el reactivo de ácido sulfúrico y el agua destilada. Ajuste la pluma del registrador, a una densidad óptica de 0,010 usando el botón de transmitancia del 100 % del colorímetro. Mueva la pluma del registrador hasta infinito por bloqueo de la emisión de luz, usando el blanco.

-

Ajuste la pluma con el botón del cero del colorímetro. Remueva el blanco y retorne la pluma del registrador al intervalo de densidad de 0,010.

-

Introduzca el reactivo de color del CO2 usando la válvula de paso de 3 vías. Después de 5 min ó 10 min la densidad óptica debe estar en equilibrio en un intervalo de aproximadamente 0,600.

Con una leva de 2,5 en el muestreador, monte los tubos de muestra como se describe a continuación: El ejemplo descrito es para una muestra de carbonato al 15 % (o al 30 % si un 1 g de muestra es diluido hasta 200 ml). Tubo 1 Tubo 2 Tubo 3 Tubo 4 Tubo 5 Tubo 6 Tubo 7 Tubo 8 Tubo 9 Tubo 10

Patrón del 12 % Patrón del 14 % Patrón del 14 % Patrón del 16 % Patrón del 18 % Destilada H20 Patrón del 14 % Patrón del 14 % Muestra 1 Muestra 2

Tubo 11 Tubo 12 Tubo 13 Tubo 14 Tubo 15 Tubo 16 Tubo 17 Tubo 18 Tubo 19 Tubo 20 Tubo 21

Muestra 3 Muestra 4 Muestra 5 Patrón del 14 % Muestra 5 Muestra 7 Muestra 8 Muestra 9 Muestra 10 Patrón del 14 % y así sucesivamente

9.9.2.6 Cálculos a)

Para cada muestra lea la altura del pico de la densidad óptica y sustraiga la densidad óptica de la línea de base.

b)

Grafique una curva de calibración de la densidad óptica contra el porcentaje de carbonato.

c)

Usando esta gráfica, determine el porcentaje de carbonato para cada muestra.

d)

Corrija el porcentaje usando los estándares localizados entre las muestras en la bandeja. Si la muestra es diluida hasta 200 ml3 haga las correcciones antes de repetir los resultados. Ejemplo patrón del 14 % muestra 1 muestra 2 patrón del 14 %

De la gráfica, en % 14,5 15,6 15,7 14,3

9.9.2.7 Informe de resultados (Véase el numeral 11). 21

Corrección, en % (-0,4%) 15,2 15,3

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA 9.10

NTC 5604

DETERMINACIÓN DE MATERIA INSAPONIFICADA MÁS INSAPONIFICABLE EN JABONES

NOTA 12 En el caso de jabones con alto contenido de grasa, los ácidos grasos libres, que son agentes que incrementan la grasa, en porcentaje muy alto, más su materia insaponificada e insaponificable (sustancias que se encuentran disueltas frecuentemente en las grasas y aceites, las cuales no son saponificables por el álcali pero son solubles en los disolventes del tipo de los esteroles, alcoholes alifáticos superiores, pigmentos e hidrocarburos), constituyen la porción principal de los agentes usados de alto contenido de grasa.

9.10.1 Principio del método Consiste en extraer la materia soluble en éter de petróleo y titular los ácidos grasos libres extraídos; luego se saponifica y se extrae la materia insaponificable con éter de petróleo. 9.10.2 Aparatos 9.10.2.1 Probeta de extracción graduada, con tapa de vidrio, de 250 ml, de aproximadamente, 39 mm de diámetro y de 35,5 cm de longitud. 9.10.2.2 Vasos de precipitados de 250 ml. 9.10.2.3 Embudos de separación de 250 ml 9.10.2.4 Matraces de fondo redondo de 100 ml y 250 ml 9.10.2.5 Condensador de reflujo 9.10.2.6 Microbureta 9.10.2.7 Pipeta de 10 ml. 9.10.2.8 Balanza 9.10.2.9 Material usual de laboratorio 9.10.3 Reactivos 9.10.3.1 Etanol, libre de dióxido de carbono, neutralizado en caliente con solución etanólica de hidróxido de potasio, empleando fenolftaleína como indicador. Etanol del 95 %, etanol del 50 % y etanol del 10 %. 9.10.3.2 Solución al 1 % de bicarbonato de sodio. Se prepara disolviendo 1 g de bicarbonato de sodio en 100 ml de agua destilada. 9.10.3.3 Éter de petróleo. El solvente usado debe ser de tipo pentano, que contenga una cantidad mínima de isopentano, isohexano y hexano y con rango de ebullición entre 35 °C y 60 °C. Ensayo de destilación:A Punto de ebullición inicial

35 °C a 38 °C

Punto final en el matraz seco

52 °C a 60 °C

Destilación por debajo de 54 °C, mínimo

95 %

Destilación por debajo de 40 °C, máximo

60 %

22

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NTC 5604

Gravedad específica en 15,5 °C/15,5 °C (60/60 °F)

0,630 a 0,660

Color

blanco acuarela

Prueba Doctor

dulce

Residuo de evaporación, 100 ml , máximo

0,001 1 g

Ensayo de corrosión de cinta de cobreB

no corrosiva

Compuestos no saturadosC

sólo se permiten trazas

Residuo en el matraz de destilación

neutro al anaranjado de metilo

Ensayo de olor con cinta secanteD

sin olor a 12 min

Compuestos aromáticosE

sin olor a nitrobenceno

Valor de saponificación

menos de 1,0 mg KOH/100 ml

A

El ensayo de destilación se debe hacer de acuerdo con la norma ASTM D86. Como verificación del residuo de evaporación, 250 ml de éter de petróleo y 0,25 g de estearina u otra grasa dura (llevada previamente hasta peso constante con calentamiento) cuando estén secos como en la determinación real, no deben mostrar un incremento en el peso que exceda de 0,003 g.

B

El ensayo de corrosión de la cinta de cobre se debe hacer insertando una cinta de cobre pulida en el éter de petróleo en el matraz de destilación. No debería presentarse oscurecimiento apreciable del cobre.

C

Los compuestos no saturados se deben determinar mediante el método para la determinación de olefinas tal como se describe en el documento Industrial and Engineering Chemistry, Analytical Edition, March 15, 1938, p. 154 (véase el Anexo A (Informativo)).

D

Ensayo de olor: Sumerja en el éter de petróleo aproximadamente 2,5 cm (1 pulgada) de una cinta de papel secante blanco sin satinar, con un tamaño aproximado de 2,5 cm x 10 cm x 0,42 cm ((1 x 4 x 0,166) pulgadas), durante 30 s, retire la cinta y deje secar a temperatura ambiente en aire quieto durante 12 min.

E

Compuestos aromáticos: Adicione 5 gotas de éter de petróleo a 40 gotas de ácido sulfúrico (H2SO4, gravedad específica 1,84) y 10 gotas de ácido nítrico (HNO3, gravedad específica 1,42) en un tubo de ensayo, caliente durante 10 min, deje enfriar durante 30 min, traspase a un plato poco profundo y diluya con agua.

9.10.3.4 Solución normalizada de hidróxido de sodio (0,1 N). Prepare y estandarice una solución de NaOH, 0,1 N. 9.10.3.5 Solución normalizada de hidróxido de sodio, (0,04 N). Prepare y estandarice una solución de hidróxido de sodio, NaOH, 0,04 N 9.10.4 Procedimiento 9.10.4.1 Pese 5 g ± 0,2 g de la muestra y colóquela en un Erlenmeyer de 250 ml o en un vaso de precipitados que contenga 0,1 g de bicarbonato de sodio (NaHCO3) para promover la fase de separación durante las extracciones y disuelva en 100 ml de etanol redestilado (50 %). Caliente y agite para efectuar la solución, manteniendo la temperatura por debajo de 60 °C y filtre cualquier residuo no disuelto en un crisol de Gooch con una almohadilla de fibra de vidrio o sobre un embudo usando una almohadilla de fibra de vidrio colocada sobre un disco de porcelana perforado. Lave tres veces con alcohol caliente (50 %). Lave con una pequeña cantidad de éter de petróleo para retirar cualquier traza de materia insaponificada e insaponificable. Pase todo el filtrado de alcohol, agua y éter al cilindro de extracción y llene hasta la marca de 160 ml con etanol redestilado (50 %). Adicione 50 ml de éter de petróleo, agite vigorosamente durante 1 min (Véase la Nota 13) y deje en reposo hasta que ambas fases estén bien separadas. El volumen de la fase superior debería ser de 40 ml. Retire lo máximo 23

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que pueda la fase de éter de petróleo pasándolo a través de un sifón de vidrio delgado hacia un embudo de separación con capacidad de 500 ml. 9.10.4.2 Repita la extracción al menos 6 veces usando 50 ml de éter de petróleo cada vez (Véase la Nota 14). Para evitar la extracción de ácidos grasos y de colofonia libres, lave los extractos de éter combinado primero con una mezcla de 15 ml de solución de NaOH 0,1 N y 15 ml de etanol (95 %), y luego tres veces con porciones de 25 ml de etanol (10 %), agitando vigorosamente cada vez. Pase el extracto de éter de petróleo a un vaso de precipitados y evapore el éter de petróleo en un baño de vapor con la ayuda de una corriente de aire. NOTA 13 Es necesario agitar vigorosa y completamente para asegurar resultados exactos. Las dos fases deben llevarse al mayor contacto que sea posible, de lo contrario se pueden obtener resultados bajos y discrepancias. Si aparece una emulsión, rómpala con 10 g de sulfato de sodio. NOTA 14 Este método no retira toda la materia insaponificable en los jabones a los cuales se les ha adicionado lanolina. Se requieren más extracciones cuando están presentes sustancias de esta naturaleza.

9.10.4.3 Ensaye el residuo para determinar la solubilidad mediante tratamiento con 50 ml de éter de petróleo a temperatura ambiente. Filtre y lave el residuo insoluble, si hay alguno. Evapore y seque de la misma manera en el baño de vapor y finalmente en un horno de aire entre 100 °C y 101 °C durante 30 min. Pese y devuelva al horno, volviendo a pesar a intervalos de 15 min hasta que se alcance un peso constante. Recoja el residuo en 50 ml de etanol caliente, neutralizado a la fenolftaleína, titule al mismo color que el alcohol neutro original con solución de NaOH 0,04 N y calcule el ácido oleico. Reste esta cifra del peso bruto hallado previamente e informado como "materia insaponificada e insaponificable". 9.10.4.4 Realice un ensayo en blanco del éter de petróleo evaporando 250 ml de éter con 0,25 g de estearina o alguna otra grasa dura previamente llevada a peso constante, calentando y secando como en la determinación real. El blanco no debe exceder sino unos pocos miligramos. NOTA 15 Cualquier blanco proveniente del éter de petróleo se debe restar del peso antes de calcular la materia insaponificada e insaponificable.

9.10.5 Informe del ensayo (Véase el numeral 11). 9.11

DETERMINACIÓN DE LA MATERIA INSAPONIFICABLE

9.11.1 Aparato Cilindro de extracción. Véase el numeral 9.10.2.1. 9.11.2 Reactivos Véanse los numerales 9.10.3.1 y 9.10.3.3. Además los siguientes: 9.11.2.1 Solución de hidróxido de potasio (50 %) Disuelva 500 g de hidróxido de potasio (KOH) en 500 ml de agua. 9.11.3 Procedimiento Pese 5 g ± 0,2 g de la muestra en un Erlenmeyer de 200 ml. Adicione 30 ml de etanol redestilado (95 %) y 5 ml de solución KOH y lleve a ebullición durante 1 h bajo un condensador 24

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de reflujo. Transfiera al cilindro de extracción y lave hasta la marca de 40 ml con etanol redestilado (95 %). Complete la transferencia, primero con agua caliente y luego con agua fría, hasta que el volumen total sea de 80 ml y finalmente con una pequeña cantidad de éter de petróleo. Enfríe el cilindro a temperatura ambiente y adicione 50 ml de éter de petróleo, luego prosiga con la extracción tal como se indicó en el procedimiento para materia insaponificada e insaponificable (véase el numeral 9.10.4, véanse también la Nota 13 y la Nota 14), excepto, que se puede omitir el lavado alcalino. Pese el residuo y corrija para ácidos grasos en la forma usual. Informe el resultado como materia insaponificable. 9.11.4 Informe del ensayo (Véase el numeral 11). 9.12

DETERMINACIÓN DE MATERIA INSAPONIFICADA

9.12.1 Cálculo 9.12.1.1 De la materia total insaponificada más la materia insaponificable determinadas en el numeral 9.10.4.3, reste la cifra de materia insaponificable obtenida en el numeral 9.11.3 e informe la diferencia como "materia insaponificada". 9.12.2 Informe del ensayo (Véase el numeral 11). 9.13

DETERMINACIÓN DE MATERIA GRASA LIBRE EN DETERGENTES

La materia grasa libre se calcula como el porcentaje de la materia grasa insaponificada e insaponificable (véase el numeral 9.10) más el porcentaje en peso de colofonia libre y los ácidos grasos libres (véase el numeral 9.14.5). 9.14

DETERMINACIÓN DE COLOFONÍA (MÉTODO McNICOLL)

9.14.1 Materiales y equipos El aparato requerido consiste en un matraz de vidrio para esterificación, de cuello esmerilado que ajuste al condensador de reflujo. 9.14.1.1 Matraz de esterificación, de 150 ml, ya sea de fondo redondo o de tipo Erlenmeyer. 9.14.1.2 Condensador de reflujo, se puede usar cualquier condensador de reflujo de vidrio enfriado con agua. 9.14.2 Reactivos 9.14.2.1 Solución de ácido β-naftalensulfónico. Disuelva 40 g de reactivo en 1 litro de metanol absoluto. 9.14.2.2 Indicador de fenolftaleína. Prepare una solución de 0,5 % de fenolftaleína en alcohol redestilado neutro. 9.14.2.3 Hidróxido de potasio, solución alcohólica patrón (0,2 N). Normalice con exactitud una solución de KOH 0,2 N en alcohol redestilado neutro (debido a la volatilidad del alcohol, esta solución se debe normalizar frecuentemente). 25

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9.14.4 Procedimiento 9.14.4.1 Preparación de ácidos grasos y de colofonia Para la preparación de la muestra para esta determinación, siga el procedimiento descrito en el numeral 9.15.2. 9.14.4.2 Esterificación y titulación Pese aproximadamente 2 g ± 0,001 g de ácidos grasos en el matraz de esterificación. Adicione 25 ml de solución de ácido β-naftalensulfónico, Adicione unas pocas perlas de vidrio para asegurar la ebullición lenta, conecte el condensador de reflujo y lleve a ebullición durante 30 min, realice también un ensayo en blanco usando 25 ml de reactivo. Al final del periodo de ebullición, deje enfriar el contenido del matraz, adicione 0,5 ml de indicador de fenolftaleína y titule inmediatamente con solución de KOH 0,2 N en alcohol. 9.14.5 Cálculo 9.14.5.1 Calcule el porcentaje de colofonia de la siguiente manera (véase la Nota 15): R = [(S − B ) x N x 0,346 x 100] / W R1 = R − 1,0 R2 = ( R1 x F ) / 100 Rs = ( R2 x 1,064 )

en donde R

=

colofonia en los ácidos grasos, en porcentaje.

R1

=

contenido corregido de colofonia en los ácidos grasos (véase la Nota 16), en porcentaje

R2

=

colofonia con base en la muestra original, en porcentaje

Rs

=

jabón sódico de colofonia con base en la muestra original, en porcentaje

S

=

mililitros de solución de KOH requeridos para la titulación de la muestra

B

=

mililitros de solución de KOH requeridos para la titulación del blanco

N

=

normalidad de la solución de KOH

W

=

gramos de la muestra

F

=

porcentaje de ácidos grasos totales en el jabón (véase el numeral 9.7.1.2.2)

NOTA 15 Siempre que el contenido de colofonia sea menor del 5 %, se debe verificar cualitativamente la presencia o ausencia real de colofonia mediante el ensayo de Liebermann-Storch, de la siguiente manera: Transfiera 1 ml a 2 ml de la muestra de ácidos grasos a un tubo de ensayo, trátelos con 5 ml a 10 ml de anhídrido acético y caliente en un baño de vapor. Después de enfriar, vierta de 1 ml a 2 ml en un plato de porcelana blanco y permita que 1 gota o 2 gotas de ácido sulfúrico (H2SO4 gravedad específica 1,53) resbalen por los lados del vaso. El H2SO4 gravedad específica 1,53 se prepara diluyendo 34,7 ml de H2SO4 (gravedad específica 1,84) con 35,7 ml de agua. Si la colofonia está presente, se produce inmediatamente una coloración violeta pasajera cambiando a tono marrón en el límite de contacto de los reactivos. El ensayo se debería verificar con una muestra de ácidos grasos a la cual se le ha adicionado una pequeña cantidad de colofonia.

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NOTA 16 Estudios en cooperación han demostrado que el método McNicoll da resultados aproximadamente 1 % mayores que la cantidad de colofonia presente. En consecuencia, se recomienda restar 1% del porcentaje de colofonia encontrado en los ácidos grasos.

9.14.5.2 Si se desea un verdadero jabón de ácidos grasos, reste el jabón de colofonia del jabón anhidro total determinado en el numeral 9.7.2, de la siguiente manera: T = A − RS

en donde

9.15

T

=

porcentaje de jabón de ácidos grasos verdadero

A

=

porcentaje de jabón anhidro total

Rs

=

porcentaje de jabón sódico de colofonia

PREPARACIÓN DE LA MUESTRA PARA MATERIA GRASA TOTAL (ÁCIDOS GRASOS Y DE COLOFONIA, Y MATERIA GRASA INSAPONIFICADA E INSAPONIFICABLE)

9.15.1 Reactivos 9.15.1.1 Ácido sulfúrico (1 + 4) Mezcle lentamente 1 volumen de ácido sulfúrico concentrado (H2SO4, gravedad específica 1,84) con 4 volúmenes de agua. 9.15.2 Preparación para los ensayos de colofonia y titulación, número de ácido y número de yodo 9.15.2.1 Disuelva aproximadamente 50 g de la muestra en 500 ml de agua caliente. (Si el jabón que se va a ensayar contiene alcohol, éste debería retirarse completamente mediante evaporación de la solución de jabón). Adicione 100 ml de H2SO4 (30 %), caliente a fuego lento hasta que la materia grasa se congregue en una fase bien separada. Pase la fase ácida acuosa por el sifón, adicione 300 ml de agua caliente, hierva a fuego lento durante unos pocos minutos y luego pase la fase ácida acuosa por el sifón. Repita de esta manera el lavado de los ácidos hasta que el lavado sea neutro al indicador anaranjado de metilo (usualmente de 3 a 6 lavados). Complete esta acidificación y lavado en un periodo muy corto de tiempo y mantenga cubierto el vaso de precipitados para evitar la oxidación de los ácidos. Después del último lavado, retire del vaso de precipitados, con una pipeta, las últimas trazas de agua; filtre los ácidos grasos pasándolos por 1 capa o 2 capas de papel de filtro y seque a una temperatura de 105 °C durante 40 min a 60 min o caliente rápidamente hasta 130 °C y deje enfriar. No mantenga la temperatura a 130 °C, pero si el agua está presente, decante los ácidos grasos limpios en otro vaso de precipitados y vuelva a calentarlos momentáneamente a 130 °C. Estos ácidos se pueden usar después para las determinaciones de título y de colofonia. 9.15.2.2 En la preparación de los ácidos para las determinaciones del numero ácido y del número de yodo, los ácidos lavados se deberían filtrar a través de 1 capa o 2 capas de papel filtro a una temperatura que no exceda 15 °C por encima del punto de titulación de los ácidos grasos. Si los ácidos no están perfectamente limpios y secos, vuelva a filtrar. 9.16

DETERMINACIÓN DEL TÍTULO

9.16.1 Equipo El aparato requerido se debe ensamblar como se ilustra en la Figura 2 y debe constar de lo siguiente: 27

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9.16.1.1 Baño de agua Vaso de precipitados Griffin de forma baja con capacidad de 2 L. 9.16.1.2 Botella de boca ancha Botella de boca ancha de 450 ml, con altura de 190 mm, con un cuello cuyo diámetro interno sea de 38 mm, provisto de un corcho que sostenga el tubo de ensayo (véase el numeral 9.16.1.3) y con pesos o plomo suficientes en el fondo de la botella para mantenerla estable cuando se coloque en el baño de agua. 9.16.1.3 Tubo de ensayo Tubo de ensayo de 100 mm de longitud y 25 mm de diámetro con o sin pestaña. El tubo puede tener una línea grabada que se extienda a su alrededor a una distancia de 57 mm desde el fondo, para indicar la altura a la cual se debe llenar. 9.16.1.4 Agitador Agitador de 2 mm a 3 mm de diámetro externo con un extremo doblado en forma de bucle con un diámetro de 19 mm. Se puede usar de vidrio, Níquel-cromo, acero inoxidable o alambre de metal Monel. El extremo superior del agitador se puede amoldar para la agitación manual o para conectarlo a un agitador mecánico. 9.16.1.5 Termómetro de laboratorio para el baño de agua Termómetro de laboratorio que tenga una escala desde 0 °C hasta 150 °C. 9.16.1.6 Termómetro Termómetro ASTM para ensayo de título, que tenga una escala desde -2 °C hasta +68 °C, y conforme con los requisitos para el Termómetro de 36 °C prescritos en el documento ASTM E 1. Termómetro de título Termómetro de baño

Agitador Corcho

Corcho

Baño de agua

Vaso de precipitados

Tubo de ensayo

Corcho plano

Peso Figura 2. Aparato para ensayo del título

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9.16.2 Procedimiento 9.16.2.1 Pase los ácidos grasos (véase el numeral 9.15), cuando estén fríos, al tubo de ensayo llenándolo hasta la línea de 57 mm y coloque el tubo en la botella de boca ancha. Coloque el ensamble de la botella en el baño de agua (el agua debe alcanzar el cuello de la botella), como se ilustra en la Figura 2 y ajuste la temperatura del baño a 20 °C para los ácidos grasos con títulos de 35 °C y superiores, y entre 15 °C y 20 °C por debajo del título esperado para todos los ácidos grasos con títulos inferiores a 35 °C. 9.16.2.2 Inserte el termómetro para el ensayo del título en el centro de la muestra y suspéndalo a tal altura que la marca de inmersión coincida con la parte superior de la muestra. 9.16.2.3 Cuando el termómetro marque 10 °C por encima del título esperado, agite con la varilla de agitación, de manera vertical, a una velocidad de 100 movimientos completos de arriba hacia abajo en 1 min. El agitador debería recorrer aproximadamente 3,8 cm. Lea el termómetro cada 15 s y continúe agitando hasta que la temperatura permanezca constante (o empiece a elevarse) durante 30 s. Detenga la agitación inmediatamente y anote la elevación de la temperatura. La temperatura más alta alcanzada por el termómetro se informa como título de los ácidos grasos. 9.16.3 Interpretación de resultados Se anota como título de la muestra el valor de la máxima temperatura alcanzada. 9.16.4 Precisión Las determinaciones por duplicado no deberán diferir en más de 0,2 °C. 9.16.5 Informe del ensayo (Véase el numeral 11). 9.17

DETERMINACIÓN DEL NÚMERO DE ÁCIDO DE LOS ÁCIDOS GRASOS

9.17.1 Procedimiento Para la preparación de la muestra de esta determinación siga el procedimiento descrito en el numeral 9.15. En un Erlenmeyer de 250 ml disuelva aproximadamente 2 g de ácidos grasos, entre 20 ml a 30 ml de etanol neutro (95 %) calentado cerca al punto de ebullición. Titule con álcali normalizado, usando fenolftaleína como indicador. 9.17.2 Cálculo Calcule el número de ácido del ácido graso, expresado en miligramos de KOH por gramo de ácido graso, de la siguiente manera: Número de ácido = ( AN x 56,1) / B

en donde A

=

mililitros de solución de KOH requeridos para la titulación de la muestra

N

=

normalidad de la solución de KOH

B

=

gramos de la muestra usados

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9.17.3 Informe del ensayo (Véase el numeral 11). 9.18

DETERMINACIÓN DEL ÍNDICE DE YODO (MÉTODO WIJS)

9.18.1 Reactivos 9.18.1.1 Solución normalizada de dicromato de potasio, (0,1 N) Disuelva 4,903 g de dicromato de potasio (K2Cr2O7) en agua y diluya hasta 1 L, a la temperatura en la cual se va a hacer la titulación. NOTA 17 Ocasionalmente se encuentra que el K2Cr2O7 contiene dicromato de sodio (Na2Cr2O7), aunque esto es raro. Si no se tiene certeza del carácter del K2Cr2O7, la pureza se puede determinar mediante titulación en comparación con yodo recién resublimado. Sin embargo, usualmente esto no es necesario.

9.18.1.2 Solución de yoduro de potasio (150 g/L) Disuelva 150 g de yoduro de potasio (KI) en agua y diluya a 1 L. 9.18.1.3 Tiosulfato de sodio, solución normalizada (0,1 N) Disuelva 24,8 g de tiosulfato de sodio (Na2S2O3.5H2O) en agua recién hervida y diluya hasta 1 L a la temperatura en la cual se va a hacer la titulación. Para normalizar la solución, vierta 40 ml de K2Cr2O7 al cual se le ha adicionado 10 ml de solución de KI en un matraz de vidrio con tapón, adicione 5 ml de ácido clorhídrico concentrado (HCl, gravedad específica 1,19), diluya con 100 ml de agua y permita que la solución de Na2S2O3.5H2O fluya lentamente hacia el matraz hasta que casi haya desaparecido el color amarillo del líquido. Adicione unas pocas gotas de pasta de almidón y, mientras agita constantemente, continúe adicionando la solución de Na2S2O3.5H2O hasta que el color azul desaparezca. 9.18.1.4 Preparación de almidón Lleve a ebullición 1 g de almidón en 200 ml de agua durante 10 min y deje enfriar hasta temperatura ambiente. NOTA 18 Se puede preparar una solución de almidón mejorada llevando al autoclave 2 g de almidón y 6 g de ácido bórico disueltos en 200 ml de agua a una presión de 15 Psi durante 15 min. Esta solución tiene buenas propiedades de conservación.

9.18.1.5 Solución Wijs de yodo Disuelva 13,0 g de yodo resublimado en 1 L de ácido acético glacial y adicione gas de cloro lavado y secado hasta que ya no se duplique la titulación de tiosulfato original de la solución. No debería haber más que un exceso leve de yodo y ningún exceso de cloro. Cuando la solución se hace a partir de yodo y cloro, este punto se puede determinar sin duplicar completamente la titulación (véase la Nota 19). Para la preparación de la solución Wijs use ácido acético glacial con concentraciones entre 99,0 % y 99,5 %. Para los ácidos glaciales de concentración un poco más baja, se recomienda congelar y centrifugar o drenar como medio de purificación. Conserve la solución en botellas de vidrio, color ámbar, con tapón, selladas con parafina hasta el momento de su uso. Rotule en las botellas la fecha en la cual se preparó la solución, no use la solución Wijs que tenga más de 30 d de preparada. NOTA 19 Para la preparación de la solución, McIlhiney se proporcionan los siguientes detalles: La preparación de la solución de monocloruro de yodo no presenta gran dificultad pero, se debe hacer con cuidado y exactitud para

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obtener resultados satisfactorios. En la solución no debe haber exceso apreciable de yodo o más particularmente de cloro, superior al requerido para formar el monocloruro. Esta condición se logra de manera más satisfactoria al disolver la cantidad requerida de yodo en todo el ácido acético que se va a usar, use calentamiento a fuego lento para ayudar a la solución, si es necesario; reserve luego una pequeña porción de esta solución mientras que el cloro puro y seco se adiciona a la restante, hasta que el contenido halógeno de toda la solución se duplique. Comúnmente, se encontrará que al adicionar el cloro a la parte principal de la solución hasta que el color característico del yodo libre se haya descargado, habrá un exceso leve de cloro el cual se corrige con la adición de la cantidad requerida de la porción no clorada hasta que se haya destruido todo el cloro libre. Un exceso leve de yodo hace poco o ningún daño, pero se debe evitar el exceso de cloro.

9.18.2 Procedimiento 9.18.2.1 Pese entre 0,10 g y 0,50 g de ácidos grasos (dependiendo del número de yodo), preparados de la manera que se describe en el numeral 9.15, en una botella de vidrio limpia y seca, de 450 ml (16 onzas), con tapón, que contenga de 15 ml a 20 ml de tetracloruro de carbono. Adicione 25 ml de solución de yodo con una pipeta, permitiendo que cada muestra drene durante el mismo periodo de tiempo. El exceso de yodo debería estar entre 50 % a 60 % de la cantidad adicionada, es decir, de 100 % a 150 % de la cantidad absorbida. Deje la botella en reposo en un lugar oscuro durante 30 min a una temperatura de 25 °C ± 2 °C luego, adicione 20 ml de solución de KI y 100 ml de agua. Titule el yodo con solución 0,1 N Na2S2O3.5H2O, adiciónelo gradualmente, mientras agita constantemente, hasta que el color amarillo de la solución casi haya desaparecido. Adicione unas pocas gotas de la preparación de almidón y continúe la titulación hasta que el color azul haya desaparecido por completo. Hacia el final de la reacción, tape la botella y agite vigorosamente de manera tal, que cualquier resto de yodo en solución, en el tetracloruro de carbono, pueda ser recogido por la solución de KI. Haga 2 determinaciones en blanco empleando el mismo procedimiento usado para la muestra excepto que no se debería usar grasa en los blancos. Variaciones leves en la temperatura afectan de manera apreciable el título de la solución de yodo, puesto que el ácido acético tiene un alto coeficiente de expansión térmica. Por lo tanto, es esencial que los blancos y las determinaciones en la muestra se hagan al mismo tiempo. 9.18.3 Cálculo Calcule el número de yodo de la muestra (centigramos de yodo absorbido por gramo de muestra, es decir, porcentaje de yodo absorbido), de la siguiente manera: Número de yodo = [(B − A) N x 12 ,69 ] / C

en donde A

=

mililitros de solución de Na2S2O3 requeridos para la titulación de la muestra

B

=

mililitros de solución de Na2S2O3 requeridos para la titulación del blanco

C

=

gramos de muestra usados

N

=

normalidad de la solución de Na2S2O3

9.18.4 Informe del ensayo (Véase el numeral 11). 9.19

DETERMINACIÓN DE SÍLICE COMO SILICATOS ALCALINOS

9.19.1 Reactivos 9.19.1.1 Ácido clorhídrico concentrado, HCl. Gravedad específica 1,19. 31

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9.19.1.2 Ácido fluorhídrico concentrado, HF. Solución con fracción volumétrica de 48 %. 9.19.3 Procedimiento 9.19.3.1 Cuando el material no contiene sustancias minerales que sean insolubles en agua, incinere una muestra de jabón que no contenga más de 0,2 g de sílice, en un crisol de platino, o equivalente, a baja temperatura. Cuando se carbonice, extraiga las sales solubles en agua, devuelva el papel y el residuo carbonizado al plato y complete la incineración. Junte el residuo en el crisol y el extracto de agua, acidifique cuidadosamente con HCl, finalmente adicione el equivalente de 5 ml a 10 ml de HCl en exceso. El recipiente que contiene la solución se debería cubrir con un vidrio de reloj mientras se adiciona el ácido para evitar la pérdida por aspersión. 9.19.3.2 Cuando el material contiene sustancias minerales insolubles en agua o no es necesaria una determinación de mayor exactitud, tome una porción de la solución después de titular la materia insoluble en alcohol (véase el numeral 9.2) que no contenga más de 0,2 g de sílice y adicione de 5 ml a 10 ml de HCl. 9.19.3.3 Evapore la solución acidificada (lavando y retirando la cubierta de vidrio, si se usó) hasta que se seque, en un baño de vapor o en una placa caliente a una temperatura que no supere 120 °C. Enfríe, humedezca con HCl, deje en reposo durante 5 min a 10 min, rompa los grumos con una varilla de agitación. Adicione aproximadamente 25 ml de agua caliente. Caliente durante unos pocos minutos y filtre a través de un papel sin ceniza. Lave completamente con agua caliente. 9.19.3.4 Evapore el filtrado hasta que se seque y repita el tratamiento anterior, filtrando en un segundo papel. Incinere cuidadosamente los dos papeles y su contenido en un crisol de platino pesado, primero a baja temperatura hasta que el papel se consuma y luego sobre un mechero de gas. Deje enfriar en un desecador, pese y repita hasta que se alcance el peso constante. Si se desea una exactitud mayor, humedezca con agua el contenido pesado del crisol, adicione 10 ml de HF y 4 gotas de ácido sulfúrico concentrado (H2SO4), evapore hasta secar, sobre una llama baja, incinere a la temperatura del mechero de gas durante 2 min aproximadamente, enfríe en un desecador y pese. La diferencia entre este peso y el peso anterior es el peso del sílice (SiO2). Para calcular el silicato de sodio teniendo la relación 1:3,25 de Na2O:SiO2, multiplique el peso del SiO2 por 1,308. 9.19.4 Informe del ensayo (Véase el numeral 11). 9.20

DETERMINACIÓN DE GLICERINA, AZÚCARES Y ALMIDÓN

9.20.1 Determinación de glicerina en ausencia de azúcar 9.20.1.1 Reactivos a)

b) c)

Solución de ácido peryódico. Disuelva 5,4 g de ácido peryódico (H5IO6) en 100 ml de agua, adicione 1 900 ml de ácido acético glacial (CH3COOH) y mezcle completamente. Almacene la solución en una botella de vidrio oscuro, con tapón o almacene en un lugar oscuro en una botella clara, de vidrio, con tapón. Solución de yoduro de potasio (150 g/L). Disuelva 15 g de yoduro de potasio (KI) en agua y diluya hasta 100 ml. Tiosulfato de sodio, solución estándar (0,1 N). Prepare y estandarice una solución de tiosulfato de sodio, 0,1 N (Na2S2O3). 32

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA d)

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Solución indicadora de almidón. Disuelva en frío 10 g de almidón soluble, en un litro de agua.

9.20.1.2 Procedimiento a)

Pese aproximadamente 10 g de muestra con una precisión de 0,01 g. Si el almidón está presente, será necesario retirarlo como materia insoluble en alcohol como se describió en el numeral 9.2. Adicione 91 ml de cloroformo, medido desde una bureta hasta un matraz volumétrico con capacidad entre ± 0,2 ml y 1 L. Luego, adicione 25 ml de ácido acético glacial desde una probeta graduada. NOTA 20 Si el jabón contiene más del 10 % de humedad, ajuste la cantidad de cloroformo añadido de modo que el volumen total del ácido graso y de cloroformo sea de 100 ml ± 1 ml.

b)

Transfiera cuantitativamente la muestra al matraz volumétrico y adicione aproximadamente 500 ml de agua. Tape y agite hasta que la muestra se disuelva (véase la Nota 21). Si el jabón no reacciona fácilmente, caliente el contenido del matraz y agite (véase la Nota 22). Si está caliente, deje enfriar a temperatura ambiente antes de proseguir. NOTA 21 con ellos.

Nunca se deben usar tapones de corcho cuando el ácido peryódico pueda entrar en contacto

NOTA 22 Si la fase acuosa es alcalina, debido a la gran cantidad de coadyuvantes en el jabón, adicione ácido sulfúrico concentrado (H2SO4, gravedad específica 1,84) en incrementos de 0,5 ml hasta que la solución sea definitivamente ácida al papel tornasol.

c)

Adicione agua hasta la marca, tape y mezcle completamente mediante inversión. Reserve hasta que se separen las fases acuosa y de cloroformo.

d)

Transfiera con pipeta 50 ml de solución de ácido peryódico en una serie de vasos de precipitados de 400 ml. Prepare dos blancos adicionando 100 ml de agua a cada uno.

e)

Transfiera con pipeta 100 ml de solución acuosa en un vaso de precipitados de 400 ml que contenga 50 ml de solución de ácido peryódico y agite suavemente para mezclar totalmente (véase la Nota 23). Cubra con un vidrio de reloj y deje en reposo durante 30 min (véase la Nota 24). NOTA 23 Si la solución acuosa contiene materia suspendida, filtre antes de transferir con pipeta la porción para el ensayo. NOTA 24 Se puede dejar que las muestras reposen durante 1 h y media a temperatura ambiente antes de la titulación, pero nunca más tiempo. No deje reposar en la luz directa del sol.

f)

Adicione 20 ml de solución de KI, mezcle agitando suavemente y deje en reposo mínimo durante 1 min, pero nunca más de 5 min, antes de titular. No deje en reposo a la luz directa del sol.

g)

Diluya con agua hasta aproximadamente 200 ml y titule con solución 0,1 N Na2S2O3. Use el agitador eléctrico de velocidad variable para mantener la solución completamente mezclada. Continúe la titulación hasta que desaparezca el color marrón del yodo. Adicione 2 ml de solución indicadora de almidón y continúe la titulación hasta que desaparezca el color azul del almidón con yodo. Lea la bureta con una precisión de 0,01 ml.

h)

Determine los blancos exactamente como la muestra, procediendo como en el numeral 9.20.1.2 literales f), y g). 33

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i)

Si el volumen requerido de solución de Na2S2O3 para la titulación de la muestra descrita en el numeral 9.20.1.2 literales f), y g) es menor de 0,8 veces el volumen de Na2S2O3 requerido para la titulación del blanco, proceda de la siguiente manera:

j)

Repita el ensayo usando porciones más pequeñas de las soluciones de muestra (50 ml, 25 ml, 10 ml, y 5 ml) en el procedimiento descrito en numeral 9.20.1.2 literales del e) al g), hasta que el volumen de la solución de Na2S2O3 requerido para la titulación de la muestra sea mayor de 0,8 veces el volumen del Na2S2O3 requerido para el blanco.

k)

Si son necesarios 10 ml (o menos) de la solución de muestra para hacer que el valor esté dentro del límite requerido en el literal j), repita el ensayo, empezando con una muestra más pequeña, haciendo referencia al numeral 9.20.1.2 literal a) para hallar la cantidad adecuada de la muestra para pesar. NOTA 25 El volumen de solución de Na2S2O3 requerido para la titulación de la muestra debe ser mayor de 0,8 veces el volumen de solución de Na2S2O3 requerido para la titulación del blanco para asegurar un exceso adecuado de ácido peryódico.

9.20.1.3 Cálculo Calcule el porcentaje de glicerina, con una aproximación al 0,1 %, de la siguiente manera: W

a

= WsV

/ 900

Glicerina,% = [(B − S ) N x 2,302] / Wa en donde Wa

=

gramos de la muestra representados por la alícuota usada de acuerdo con los numerales 9.20.1.2 literales e) ó h).

Ws

=

gramos de la muestra usados de acuerdo con los numerales 9.20.1.2 literales a) ó h).

V

=

volumen en mililitros de la alícuota usada de acuerdo con los numerales 9.20.1.2 literales e) y h).

B

=

volumen de solución de Na2S2O3 requerido para la titulación del blanco.

S

=

volumen de solución de Na2S2O3 requerido para la titulación de la muestra

N

=

normalidad de la solución de Na2S2O3.

9.20.1.4 Informe del ensayo (Véase el numeral 11). 9.20.2 Determinación de glicerina en presencia de azúcar 9.20.2.1 Procedimiento Proceda como en la determinación de la glicerina en ausencia de azúcar (véase el numeral 9.20.1.2, tomando una muestra de manera que la suma de la glicerina y el azúcar no sea mayor de 3,0 g. Si el almidón está presente, éste se debe retirar primero como se describe en el numeral 9.2. En todo caso, la solución se debe llevar a ebullición mínimo durante 20 min para asegurar la inversión completa de la sacarosa como en el numeral 9.20.3.2. Determine la cantidad requerida de solución de dicromato de potasio (K2Cr2O7) para oxidar tanto el azúcar como la glicerina. Determine también el azúcar mediante el método descrito en la determinación del azúcar (véanse los numerales 9.20.4.1 y 9.20.4.2). 34

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9.20.2.2 Cálculo Calcule el porcentaje de glicerina así: Glicerina, % = [(0,01142 A − 0 ,0100 A) / B ] x 100

en donde A

=

mililitros de K2Cr2O7 requeridos para oxidar tanto el azúcar como la glicerina

B

=

gramos de muestra usados

0,011 42 =

equivalente para el azúcar

0,010 0 =

equivalente para la glicerina

9.20.2.3 Informe del ensayo (Véase el numeral 11). 9.20.3 Determinación de almidón 9.20.3.1 Reactivos 9.20.3.1.1 Ácido clorhídrico (2 + 1). Mezcle 2 volúmenes de ácido clorhídrico concentrado (HCl, gravedad específica 1,19), con 1 volumen de agua. 9.20.3.1.2 Hidróxido de sodio (NaOH). 9.20.3.2 Procedimiento 9.20.3.2.1 Separe la materia insoluble en agua como se describe en el numeral 9.5.1, usando una muestra de jabón que produzca no más de 3 g de almidón. Pase la materia insoluble, sin secar, a un matraz de 500 ml provisto con un condensador de reflujo, adicione 20 ml de HCl y 200 ml de agua y lleve a ebullición durante 2 horas y media. Enfríe la solución y neutralícela inmediatamente con NaOH. Diluya el volumen hasta 250 ml, filtre y determine el azúcar reductor mediante el método gravimétrico como se describe en el método para la determinación del azúcar (véase el numeral 9.20.4.4). 9.20.3.2.2 Calcule la cantidad de dextrosa (d-glucosa) equivalente al óxido cuproso obtenido y luego la cantidad de almidón, así: D = 1,259C , S = 93,0 D / W

en donde D

=

gramos de dextrosa

C

=

gramos de óxido cuproso obtenido

S

=

fracción en masa de almidón, en %

W

=

gramos de la muestra de jabón provenientes del numeral 9.20.3.2.

9.20.3.3 Informe del ensayo (Véase el numeral 11). 35

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9.20.4 Determinación de la presencia de azúcar en glicerina 9.20.4.1 Principio del método Consiste en calentar durante 15 min la glicerina con una solución reactiva, en un baño de María. La presencia de azúcar está indicada por el desarrollo de un color definido. 9.20.4.2 Materiales y equipos 9.20.4.2.1 El aparato y los materiales deben ser los mismos descritos en el método MunsonWalker estándar. 9.20.4.2.2 Balanza 9.20.4.2.3 Material usual de laboratorio 9.20.4.3 Reactivos Los que a continuación se enuncian deben corresponder al grado analítico. 9.20.4.3.1 Urea. 9.20.4.3.2 Cloruro de estaño 9.20.4.3.3 Solución reactiva. Se prepara disolviendo mediante calentamiento 4 g de urea y 0,20 g de cloruro estaño en 10 ml de solución de ácido sulfúrico, (H2SO4, 1 + 4). Es conveniente preparar, por lo menos, 30 ml de esta solución. 9.20.4.3.4 Agua destilada. 9.20.4.4 Procedimiento Disuelva 10 g ± 0,01 g de muestra en 200 ml de agua caliente en un vaso de precipitados de 600 ml. Descomponga con 25 ml de ácido sulfúrico (H2SO4, 1 + 4); luego, deje hervir a fuego lento durante 20 min para invertir completamente la sacarosa. Deje enfriar la solución, retírela del calor y enjuague la pasta de ácidos grasos. Extraiga el líquido ácido con 25 ml de éter. Neutralice el líquido ácido con solución de NaOH, pase a un matraz de 500 ml graduado, diluya hasta la marca y mezcle completamente. Determine el azúcar invertido en 50 ml de esta solución mediante el método de Munson-Walker. Para calcular el azúcar (sacarosa), multiplique la cantidad de azúcar invertido hallado por 0,95. Si el almidón está presente, primero retírelo como se describe en el numeral 9.2.3 y luego prosiga como ya se describió anteriormente en este numeral, 9.20.4.4. 9.20.4.5 Informe del ensayo (Véase el numeral 11). 9.21

DETERMINACIÓN DE BÓRAX EN JABONES Y EN PRODUCTOS DE JABÓN

9.21.1 Reactivos 9.21.1.1 Carbonato de calcio (CaCO3), precipitado. 9.21.1.2 Glicerina, neutra. 36

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9.21.1.3 Ácido clorhídrico (1 + 1), mezcle volúmenes iguales de ácido clorhídrico concentrado (HCl, gravedad específica 1,19) y agua. 9.21.1.4 Solución indicadora de fenolftaleína. 9.21.1.5 Sílice (SiO2), polvo fino. 9.21.1.6 Carbonato de sodio (Na2CO3) 9.21.1.7 Solución de hidróxido de sodio, (0,1 N), prepare y estandarice una solución hidróxido de sodio (NaOH), 0,1 N. 9.21.2 Procedimiento 9.21.2.1 Pese 10 g ± 0,02 g de muestra (ó 5 g ± 0,01 g si hay presencia de más de 5 % de bórax) en un crisol de platino, o equivalente, y adicione 2,15 g de mezcla de fusión consistente en 200 g de Na2CO3 y 15 g de polvo fino de sílice. A esta mezcla adicione 15 ml de alcohol (de fracción volumétrica de 94 % o mayor), mezcle con ayuda de una varilla de vidrio y luego lave la varilla con un poco de alcohol, evapore la masa en un baño de agua hasta que esté totalmente seca. Incinere hasta que el material combustible se destruya, cubra el crisol con una lámina de platino, o equivalentes y ponga a fundir. 9.21.2.2 Desintegre completamente el material fundido, hirviéndolo con agua y pase la solución a un matraz de fondo redondo de 250 ml. Acidifique la mezcla con 20 ml de HCl (1 + 1), caliente hasta cerca del punto de ebullición y adicione un exceso moderado de CaCO3 precipitado seco. Conecte el matraz con el condensador de reflujo y lleve a ebullición vigorosa durante 10 min. Filtre el precipitado a través de un filtro doblado, lavando varias veces con agua caliente, pero manteniendo el volumen total del líquido por debajo de 100 ml. 9.21.2.3 Devuelva el filtrado al matraz, adicione una pizca de CaCO3 y lleve a ebullición nuevamente bajo un condensador de reflujo. Retire la llama y conecte la parte superior del condensador a una bomba de agua, aplique succión hasta que la ebullición casi haya terminado. Deje enfriar la mezcla hasta temperatura ambiente, adicione 50 ml de glicerina y titule la solución con 0,1 N NaOH libre de carbonato, usando fenolftaleína como indicador. Después de que se ha alcanzado el punto final, adicione 10 ml más de glicerina y titule nuevamente. Repita este proceso hasta que la adición de glicerina no produzca acción adicional en el punto final. 9.21.3 Cálculo Calcule el porcentaje de bórax de la siguiente manera: Bórax como Na2 B4O7 . 10 H 2O, en % = [( A × N × 0,09536 ) / B ] x 100

en donde A

=

mililitros de solución de NaOH requeridos para la titulación de la muestra

N

=

normalidad de la solución de NaOH

B

=

gramos de muestra usados

9.21.4 Informe del ensayo (Véase el numeral 11). 37

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA 9.22

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DETERMINACIÓN DE CLORUROS EN JABONES Y PRODUCTOS DE JABÓN

9.22.1 Reactivos 9.22.1.1 Solución de nitrato de magnesio (200 g/L) Disuelva 200 g de nitrato de magnesio libre de cloro (Mg (NO3)2.6H2O) en agua y diluya hasta 1 L. 9.22.1.2 Solución indicadora de cromato de potasio Disuelva 5 g de cromato de potasio (K2Cr2O7) en agua y adicione solución de nitrato de plata (véase el numeral 9.22.1.3) hasta que se produzca un precipitado levemente rojo, filtre la solución y diluya hasta 100 ml. 9.22.1.3 Solución de nitrato de plata (0,1 N) 9.22.2 Procedimiento 9.22.2.1 Neutralice con álcali libre de cloro, el agua ácida obtenida en la determinación del álcali combinado (véase el numeral 9.7.1.2.1). Titule con solución 0,1 N de AgNO3, usando indicador de cromato de potasio (véase el numeral 9.22.1.2). 9.22.2.2 En el caso en que no se vaya a determinar el jabón anhidro total, será más conveniente el siguiente método: disuelva 5 g ± 0,01 g de la muestra en 300 ml de agua, hierva si es necesario para efectuar la solución. Adicione un exceso de solución neutra de Mg (NO3)2, libre de cloruro (aproximadamente 25 ml de solución Mg (NO3)2.6H2O). Sin enfriar ni filtrar, titule con solución de AgNO3,usando indicador de cromato de potasio (véase el numeral 9.22.1.2). 9.22.3 Cálculo Calcule la fracción de masa de cloruro de sodio (NaCl) o de cloruro de potasio (KCl), en porcentaje, según lo indique el carácter del jabón, de la siguiente manera: Cloruros , en % = [A x N x B ] / C

en donde A

=

mililitros de AgNO3 requeridos para la titulación de la muestra

N

=

normalidad de la solución de AgNO3

B

=

5,85 para NaCl, ó 7,46 para KCl

C

=

gramos de muestra usados

9.22.4 Informe del ensayo (Véase el numeral 11). 9.23

DETERMINACIÓN DE CLORUROS EN MATERIA SOLUBLE EN ALCOHOL

9.23.1 Reactivos 9.23.1.1 Carbonato de calcio (CaCO3), libre de cloruro. 38

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA

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9.23.1.2 Solución de nitrato de magnesio (200 g/L). Disuelva 200 g de nitrato de magnesio libre de cloruros (Mg(NO3)2 . 6H2O) en 1 L de agua. 9.23.1.3 Solución indicadora de cromato de potasio. Disuelva 5 g de cromato de potasio libre de cloruros (K2CrO4) en agua y agregue solución de AgNO3 0,1 N hasta que se produzca un precipitado de color rojo suave. Filtre la solución y diluya el filtrado a 100 ml. 9.23.1.4 Solución estándar de nitrato de plata (0,1 N). Prepare y estandarice una solución de nitrato de plata (AgNO3) 0,1 N. 9.23.2 Procedimiento 9.23.2.1 A la solución alcohólica que queda después de la determinación de la materia grasa (véase el numeral 9.11), agregue 15 ml de solución de Mg(NO3)2. Caliente en el baño de vapor hasta que el precipitado esté coagulado, filtre y lave con agua en un vaso de precipitados de 500 ml. 9.23.2.2 Adicione 1 ml de indicador K2CrO4 por cada 100 ml de solución. Titule la solución que contiene la muestra, con solución de AgNO3 0,1 N hasta que el color rojo formado por cada gota comience a desaparecer más lentamente al agitarla, lo que demuestra que la mayoría del cloruro se ha precipitado. 9.23.2.3 Prepare un blanco adicionando a otro vaso de precipitados de 500 ml el mismo volumen de agua destilada, solución de Mg(NO3) e indicador K2CrO4 presente en el vaso de precipitados que contiene la muestra. Agregue suficiente carbonato de calcio (CaCO3) al blanco, de manera que la turbiedad de ambas soluciones parezca la misma al agitarla. Usando el blanco para comparación, continúe la titulación de la solución que contiene la muestra hasta que se presente un cambio de color, leve pero diferenciado. En el punto final el color no debería ser oscuro, sólo claramente diferente (amarillo rojizo) del color del blanco que no contiene cromato de plata. 9.23.2.4 Agregue al blanco suficiente solución de AgNO3 0,1 N, de manera que los colores de las dos soluciones sean idénticos; esta es la titulación "del blanco" que se requiere para producir el punto final. 9.23.3 Cálculo Calcule el porcentaje de cloruros (como NaCl) en materia soluble en alcohol, como sigue: C = [(V1 − V2 ) N x 0,058 5] / W x 100

en donde

C

=

fracción en masa de los cloruros (como NaCl) en material soluble en alcohol, en porcentaje.

V1

=

mililitros de solución de AgNO3 requerida para titulación de la muestra (véase el numeral 9.23.2.3).

V2

=

mililitros de solución de AgNO3 requerida para la titulación del blanco (véase el numeral 9.23.2.4)

N

=

normalidad de la solución de AgNO3 y

W

=

peso de la muestra, en g

39

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA

NTC 5604

9.23.4 Informe del ensayo (Véase el numeral 11). 9.24

DETERMINACIÓN DE FOSFATOS EN DETERGENTES

9.24.1 Método volumétrico 9.24.1.1 Principio Consiste en destruir la materia orgánica de la muestra y luego convertir el fosfato a la forma orto por hidrólisis con ácido clorhídrico. El ortofosfato formado se titula con solución de hidróxido de sodio a un pH comprendido entre 4,3 y 8,8, que corresponde a la conversión de fosfato monosódico a fosfato disódico. El resultado se expresa como pentóxido de fósforo. 9.24.1.2 Aplicación Este método de ensayo es aplicable a cualquier especie de fosfatos de metal alcalino, libre de iones que causen interferencia. Este método de ensayo se puede usar para el análisis de reforzadores de jabón y de detergente sintético si la muestra se prepara apropiadamente (véase el numeral 9.24.1.6). Este método de ensayo no se aplica cuando el nivel de fosfato presente es equivalente al 2% de P2O5 al 2 % ó inferior. 9.24.1.3 Interferencias Este método no es aplicable cuando el contenido de fosfatos es igual o inferior al 2 % de P2O5. Causarán interferencia los metales pesados, tales como hierro, aluminio, calcio, magnesio, etc., que se precipitan, ya sea como fosfatos o hidróxidos insolubles, antes de alcanzar el punto final superior. También ocurre interferencia si hay presentes boratos, sulfitos, carbonatos u otros materiales reguladores. Los dos últimos compuestos y parte del borato serán expulsados durante la ebullición en la hidrólisis ácida. El borato se elimina mediante conversión a borato de metilo, que se volatiliza posteriormente. La interferencia más común es la del ácido silícico. Los experimentos y la experiencia en análisis de sintéticos secos por atomización han demostrado que, a menos que la relación del porcentaje de SiO2 con el porcentaje de P2O5 se aproxime o exceda 0,2, la interferencia por los silicatos será tan insignificante que se puede ignorar. Los silicatos no interfieren si la relación de los porcentajes de sílice (SiO2) a pentóxido de fósforo (P2O5) no es mayor de 0,3 %. Las cantidades mayores se deben deshidratar como se indique, pero no necesitan eliminarse mediante filtración durante la preparación de la muestra. Los boratos se remueven como boratos de metilo. Todos los carbonatos se convierten a sus sales solubles correspondientes al reaccionar con el ácido clorhídrico. 9.24.1.4 Materiales y equipos -

Cápsula de porcelana o de sílice.

-

Potenciómetro o aparato de titulación electrométrica, con electrodos de vidrio y de calomel que permita lecturas con aproximación a ± 0,1 unidades de pH, y ajustado a pH entre 4,0 y a 8,0 según sea adecuado.

-

Horno mufla provisto con pirómetro y controles que mantengan la temperatura hasta de 550 °C.

-

Balanza que pese con aproximación a 0,001 g. 40

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-

Mecheros de gas, preferiblemente del tipo de chimenea o Argand.

-

Agitador con motor, de aire o eléctrico

-

Material usual de laboratorio.

9.24.1.5 Reactivos Los que se enuncian a continuación deben corresponder a un grado analítico. -

Metanol

-

Ácido clorhídrico concentrado (gravedad específica 1,19)

-

Agua destilada

-

Solución 1 N de hidróxido de sodio, libre de carbonatos y previamente normalizada. Para llevar la muestra a un pH de 4,3 puede emplearse una solución más concentrada.

9.24.1.6 Preparación de la muestra a)

Preparación de fosfatos de sodio o de potasio, comerciales. Estos no necesitan preparación especial, excepto su disolución en agua. Pese una porción de la muestra bien mezclada con precisión de 0,001 g, transfiérala directamente a un vaso de precipitados de 400 ml, y disuélvala en aproximadamente 100 ml de agua. Neutralice con HCl (gravedad específica 1,19), verifique con papel tornasol y agregue 10 ml en exceso. La cantidad óptima de la muestra está dada por la fórmula: Gramos de la muestra = (N x 280) / P en donde N

=

normalidad de la solución de NaOH que se va a usar en la titulación, y

P

=

porcentaje de P2O5 esperado en la muestra.

b)

Los productos a base de jabón se pueden analizar usando el filtrado proveniente de la determinación del dióxido de silicio (SiO2). Cuide no exceder el peso de la muestra prescrito en el literal a). Otra forma de preparar la muestra es como se indica en el literal c).

c)

Los productos reforzadores coadyuvantes sintéticos se deben analizar usando la porción insoluble en alcohol, pero el siguiente procedimiento es más rápido y exacto. Pese una muestra del tamaño seleccionado en el literal a), (pero que no exceda de 10 g), con una aproximación a 0,001 g. Coloque la muestra en una cápsula de evaporación de sílice o porcelana o en un crisol grande e incinere lentamente sobre un mechero de gas hasta que la mayoría de la materia combustible volátil se haya quemado. Pase la cápsula y su contenido al horno de mufla y calcine a una temperatura no mayor de 550 °C, durante 10 min a 15 min. No es necesario que el residuo calcinado esté libre del carbono, y usualmente es de color grisáceo. Deje enfriar y adicione cuidadosamente 10 ml de HCl. Deje evaporar hasta que se seque, recoja con 50 ml de agua y 10 ml de HCl y páselo a un vaso de precipitados de 400 ml.

41

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9.24.1.7 Procedimiento para la determinación de fosfatos en ausencia de boratos y perboratos 9.24.1.7.1 Ponga sobre un mechero a calentar lentamente la muestra tapada con un vidrio de reloj, hasta que se destruya la materia orgánica; luego ponga la cápsula y su contenido en un horno mufla a 500 °C y deje calcinar durante 10 min a 15 min. Luego, deje enfriar y agregue de 10 ml a 15 ml de ácido clorhídrico y 50 ml de agua caliente. Esta calcinación final puede efectuarse sobre un mechero si la temperatura no es superior a 500 °C y el material no se funde. 9.24.1.7.2 Si la relación de sílice a pentóxido de fósforo es mayor de 0,3 % debe efectuarse el paso siguiente: evapore la mezcla anterior hasta sequedad, en un baño de María y repita la evaporación 2 veces más, agregando cada vez 25 ml de agua caliente y 10 ml de ácido clorhídrico. Después de la tercera evaporación, caliente el residuo seco a 130 °C durante aproximadamente 30 min con el objeto de asegurar que la deshidratación de la sílice fue completa. Disuelva el residuo en 10 ml de ácido clorhídrico y 50 ml de agua caliente, agite y caliente en un baño de María. 9.24.1.7.3 Transfiera la solución a un vaso de precipitados de 400 ml; lave la cápsula con agua caliente hasta recoger un volumen de 100 ml y sométalo a ebullición durante aproximadamente 30 min para transformar los fosfatos a la forma orto por hidrólisis. 9.24.1.7.4 Deje enfriar el vaso de precipitados y su contenido. Diluya hasta 200 ml con agua y neutralice con solución 1 N de hidróxido de sodio, o más concentrada según sea el caso, hasta obtener un pH de 4,3 exactamente; ajuste la temperatura de la solución a 30 °C ± 2 °C y continúe la titulación hasta un pH de 8,8 exactamente, con la solución 1 N de hidróxido de sodio. Si es necesario, para mantener la temperatura dentro de los límites especificados, puede agregar hielo en trozos pequeños. 9.24.1.8 Procedimiento para la determinación de fosfatos en presencia de boratos y perboratos Proceda como se indica en el numeral 9.24.1.5.1, luego transfiera la solución a un vaso de precipitados y deje evaporar casi hasta sequedad en un baño de María; agregue cuidadosamente para evitar salpicaduras, aproximadamente 100 ml de metanol y luego 10 ml de ácido clorhídrico; cubra parcialmente el vaso de precipitados con un vidrio de reloj; reduzca el volumen mediante ebullición, hasta obtener aproximadamente 20 ml, en mínimo 30 min, y luego reduzca el volumen hasta 10 ml, en un baño de María, bajo una corriente de nitrógeno o aire seco y limpio. Deje enfriar y diluya hasta 200 ml con agua. Continúe el procedimiento como se indica en el numeral 9.24.1.5.4. 9.24.1.9 Cálculos El contenido total de fosfatos, expresado en porcentaje de pentóxido de fósforo (P205), se calcula mediante la siguiente ecuación: F=

7,098 x V x N M

en donde F

=

contenido total de fosfatos, expresado como fracción de masa de pentóxido de fósforo, en porcentaje

V

=

volumen de la solución de hidróxido de sodio empleada en la titulación a un pH comprendido entre 4,3 y 8,8

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N

=

normalidad de la solución de hidróxido de sodio.

M

=

masa de la muestra, en gramos

7,098

=

factor de conversión de fosfato a pentóxido de fósforo.

9.24.1.10 Informe del ensayo (Véase el numeral 11). 9.24.2 Método gravimétrico (para detergentes con alto contenido de fosfato) 9.24.2.1 Determinación de fosfato en presencia de silicatos y en ausencia de boratos y metales pesados Consiste en calcinar la muestra para destruir la materia orgánica, disolver las cenizas en ácido diluido y luego someter a ebullición suavemente para convertir los fosfatos complejos a la forma orto. Posteriormente, el fosfato se precipita como fosfato de amonio y magnesio, se calcina y se pesa el residuo como pirofosfato de magnesio. 9.24.2.1.1 Materiales y equipos a)

Crisol de sílice

b)

Cápsula de porcelana

c)

Vaso de precipitados con capacidad de 400 ml.

d)

Crisol de Gooch, con una capa de asbesto previamente lavada con ácido clorhídrico. Seque el crisol junto con la capa de asbesto y péselos.

9.24.2.1.2 Reactivos Los que a continuación se enuncian deben corresponder al grado analítico. a)

Carbonato de sodio

b)

Nitrato de sodio

c)

Ácido clorhídrico concentrado (gravedad específica = 1,18)

d)

Ácido acético glacial

e)

Hidróxido de amonio concentrado (gravedad específica = 0,88)

f)

Solución acuosa de amoníaco al 2 %.

g)

Mixtura magnesiana. Se prepara disolviendo en agua, 55 g de cloruro de magnesio y 105 g de cloruro de amonio, agregando 1 ml de ácido clorhídrico concentrado, y diluyendo hasta 1 L.

h)

Agua destilada.

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9.24.2.1.3 Procedimiento a)

Pese con aproximación a 0,1 mg, en el crisol de sílice, una cantidad de muestra que contenga aproximadamente 1 g de pirofosfato de magnesio. Agregue alrededor de dos veces su peso, de una mezcla de partes iguales de carbonato de sodio y nitrato de sodio, y mezcle completamente. Caliente suavemente sobre un mechero o en una mufla (temperatura entre 500 °C y 600 °C) hasta alcanzar una coloración roja oscura para destruir la materia orgánica. Disuelva el residuo obtenido en agua. Transfiera la solución a una cápsula de porcelana, acidifique con ácido clorhídrico concentrado y evapore hasta sequedad, para convertir el ácido silícico en sílice. Luego humedezca el residuo con ácido clorhídrico y evapore de nuevo hasta sequedad.

b)

Humedezca el residuo obtenido con ácido clorhídrico. Disuelva en agua, filtre a través de un papel de filtro Tipo Whatman No. 541 o su equivalente, recogiendo el filtrado en un vaso de precipitados de 400 ml. Lave la cápsula con agua pasando cada lavado a través del papel de filtro y finalmente lava el papel con agua. Luego, agregue 10 ml de ácido clorhídrico concentrado, hierva suavemente durante 15 min, con el objeto de asegurar que todo el fosfato presente se convierta a la forma orto. Coloque en un baño frío, agregue 5 ml de ácido acético glacial, 40 ml de mixtura magnesiana e hidróxido de amonio concentrado hasta que la solución sea alcalina, usando fenolftaleína como indicador.

c)

Posteriormente, agregue 50 ml de amoníaco en solución al 2 % y deje el precipitado en reposo durante 12 h, en frío. Transcurrido este tiempo, pase el líquido sobrenadante a través del crisol de Gooch con asbesto, previamente tarado, lave el precipitado con 100 ml de solución acuosa al 2 % de amoníaco. Transfiera al crisol y lave completamente con la solución al 2 % de amoníaco hasta que los lavados estén libres de cloruros. Seque el crisol y calcine suavemente al principio, y luego aumente la temperatura hasta que el precipitado tenga un color rojo brillante, lo cual indica que todo el fosfato se ha convertido en pirofosfato de magnesio. Deje enfriar el crisol en un desecador y pese.

9.24.2.1.4 Cálculos El contenido de fosfatos, expresado como fracción de masa, de pentóxido de fósforo, en porcentaje, se calcula mediante la siguiente ecuación: F=

M1 x 0,638 x 100 M

en donde F

=

contenido total de fosfato, expresado en porcentaje de pentóxido de fósforo

M1

=

masa de pirofosfato de magnesio, en gramos

M

=

masa de la muestra, en gramos

0,638

=

factor de conversión de fosfato a pentóxido de fósforo.

9.24.3 Determinación de fosfatos en presencia de silicatos, boratos y metales pesados 9.24.3.1 Resumen del método Consiste en calcinar la muestra para destruir la materia orgánica, disolver las cenizas en ácido clorhídrico diluido y luego remover el ácido bórico formado por evaporación con metanol. Los fosfatos complejos se transforman por hidrólisis en la forma orto y éstos se precipitan como fosfomolibdato de amonio, el cual se separa por filtración y posteriormente se disuelve con la 44

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solución al 2 % de amoníaco. Finalmente, el fosfato de amonio se precipita como fosfato de amonio y magnesio, se calcina y se pesa como pirofosfato de magnesio. 9.24.3.2 Materiales y equipos Como los indicados en el numeral 9.24.2.1.1. 9.24.3.3 Reactivos Además de los establecidos en el numeral 9.24.2.1.2 se requieren los siguientes: a)

Metanol absoluto

b)

Ácido nítrico concentrado (gravedad específica: 1,42)

c)

Solución de ácido nítrico de fracción de volumen del 1 %.

d)

Reactivo de Noyes. Se prepara disolviendo 90 g de molibdato de amonio en agua caliente y agregando 240 g de nitrato de amonio. Una vez esté todo disuelto, deje enfriar la solución y adicione 100 ml de solución 6 N de amoníaco. Luego diluya con agua hasta 1 L.

9.24.3.4 Procedimiento a)

En un crisol de sílice pese exactamente una cantidad de muestra que produzca alrededor de 1 g de pirofosfato de magnesio. Agregue aproximadamente dos veces su peso, de una mezcla de partes iguales de carbonato de sodio y nitrato de sodio y se mezclan completamente. Caliente suavemente el crisol y su contenido, sobre un mechero o en una mufla a una temperatura comprendida entre 500 °C y 600 °C, hasta que la mezcla sea de una coloración roja oscura, para destruir la materia orgánica; disuelva el residuo en agua, transfiera la solución a una cápsula de porcelana, acidifique con ácido clorhídrico concentrado y evapore hasta sequedad para convertir el ácido silícico a sílice; humedezca el residuo con un poco de agua. Agregue 5 ml de ácido clorhídrico concentrado y evapore de nuevo hasta sequedad.

b)

Luego, humedezca el residuo con ácido clorhídrico concentrado. Agregue 50 ml de metanol absoluto. Cubra la cápsula con un vidrio de reloj y evapore de nuevo hasta sequedad. Debe repetirse este último paso por lo menos 6 veces o hasta remover completamente el ácido bórico.

c)

Enjuague el vidrio de reloj con agua recogiendo los lavados en la cápsula; agregue 20 ml de ácido nítrico concentrado y evapore hasta sequedad; repita este tratamiento con otros 10 ml de ácido nítrico para asegurar que se han destruido todos los cloruros. Humedezca el residuo con un poco de ácido nítrico concentrado. Disuélvalo en agua y filtre a través de un papel de filtro tipo Whatman No. 541 o su equivalente, recogiendo el filtrado en un vaso de precipitados de 400 ml. Lave con agua el contenido del papel de filtro y la cápsula.

d)

Agregue al filtrado 10 ml de ácido nítrico concentrado y hierva suavemente durante 30 min; luego deje enfriar hasta alcanzar una temperatura de 70 °C. Agregue 100 ml de reactivo de Noyes el cual debe estar a 70 °C y mantenga en estas condiciones durante 15 min. Transcurrido este tiempo, filtre a través de un papel de filtro tipo Whatman No. 541 o su equivalente y lave perfectamente el precipitado con solución al 1 % de ácido nítrico, asegurando en esta forma la remoción completa de los metales pesados. 45

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e)

Disuelva el precipitado lavándolo con solución al 2 % de amoníaco. Coloque en un baño frío y agregue 5 ml de ácido acético glacial. Complete hasta un volumen de 125 ml, con agua. Adicione 40 ml de mixtura magnesiana y amoníaco hasta que la solución sea alcalina, usando fenolftaleína como indicador. Posteriormente agregue 20 ml de amoníaco y deje el precipitado en reposo durante 12 h en frío.

f)

Transcurrido este tiempo, transfiera el líquido sobrenadante a través de un crisol de Gooch con asbesto lavado con ácido y pesado previamente, lave el precipitado con 100 ml de solución al 2 % de amoníaco, transfiera al crisol y lave completamente con la solución al 2 % de amoníaco hasta que los lavados estén libres de cloruros; calcine suavemente al principio y luego aumente la temperatura hasta que el precipitado tenga un color rojo brillante, lo cual indica que todo el fosfato se ha convertido en pirofosfato de magnesio, deje enfriar el crisol en un desecador y péselo.

9.24.3.5 Cálculos El contenido total de fosfatos, expresado en porcentaje de pentóxido de fósforo, se calcula mediante la siguiente ecuación: F=

M1 x 0,638 x 100 M

en donde F

=

contenido total de fosfatos, expresado como porcentaje de pentóxido de fósforo

M1

=

masa de pirofosfato de magnesio, en gramos

M

=

masa de la muestra, en gramos

0,638

=

factor de conversión de fosfatos a pentóxido de fósforo.

9.24.3.6 Informe del ensayo (Véase el numeral 11). 9.24.4 Método instrumental (alterno) 9.24.4.1 Principio del método El método utiliza un autoanalizador que funciona de manera similar al que se muestra en la Figura 3. Se basa en la hidrólisis ácida del fosfato para convertirlo en ortofosfato el cual posteriormente reacciona con molibdato de amonio y sulfato de hidrazina formando un complejo azul propio del molibdeno. Este complejo coloreado pasa a través de un colorímetro para obtener una respuesta directamente proporcional a la concentración del pentóxido de fósforo (P205). 9.24.4.2 Equipos Autoanalizador compuesto fundamentalmente por: -

Automuestreador con un regulador de velocidad

-

Bomba peristáltica con manguera para aire 46

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-

Módulo para fosfatos con las siguientes partes: dos baños de calentamiento separados, controlados a 90 °C, serpentín mezclador con aproximadamente diez vueltas, dializador para fosfatos de más de 30,48 cm (12 pulgadas)

-

Colorímetro con celda de flujo de 2,5 mm de longitud y 2 filtros de 660 nm

-

Registrador que pueda avanzar a 1 cm/min o similar.

9.24.4.3 Reactivos -

Ácido sulfúrico 6 N. Prepare en un recipiente con 1,5 L de agua, al que se adicionan 333 ml de ácido sulfúrico concentrado. Deje enfriar y complete el volumen hasta 2 L.

-

Molibdato de amonio. Prepare en un recipiente con 1,5 L de agua al que se adicionan 30 g de molibdato de amonio [(NH4)6Mo7024.4H20] y 200 ml de ácido sulfúrico (H2S04) concentrado, deje enfriar y complete el volumen hasta 2 L.

-

Sulfato de hidracina. En un recipiente de 2 L de capacidad disuelva en agua, 2 g de sulfato de hidrazina [NH2NH2H2S04]. Complete el volumen hasta 2 L.

-

Solución patrón de P205 (1 mg/ml). Seque a 105 °C durante 2 h el fosfato ácido de potasio, pese 1,9180 g de éste con aproximación a 1 mg, disuélvalo en agua y complete hasta 1 L.

-

Solución de 75,0 mg P205/500 ml. Tome con una pipeta 75,0 ml de la solución patrón de P205 en un balón de 500 ml y diluya hasta un volumen de 500 ml con agua.

9.24.4.4 Procedimiento 9.24.4.4.1 Conecte el equipo (con las mangueras) como se indica en la Figura 3. Espere a que las temperaturas de los baños se estabilicen y que la línea base con los reactivos esté fluyendo a través del sistema. 9.24.4.4.2 Pese 5,00 g de detergente en un balón de 500 ml, disuelva con agua y complete hasta volumen. 9.24.4.4.3 Tome una alícuota de 10 ml, transfiera a un balón de 100 ml y lleve hasta volumen. 9.24.4.4.4 Ponga las muestras y patrones en el muestreador guardando la siguiente secuencia: el patrón de 75,0 mg/500 ml, cinco muestras del producto y así sucesivamente. 9.24.4.4.5 Inicie el muestreador y verifique el correcto funcionamiento del registrador. 9.24.4.5 Cálculos El porcentaje de fosfato expresado como P205, se calcula de la siguiente manera: Kav x A x 100 Fracción de masa de P2 05 en % = S x 0,1 en donde Kav =

K1 + K 2 2

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K1 y K2 son las alturas de los estándares al inicio y final de la secuencia de muestras que se calculan como: 75 mg P2 05 altura de la solución de 75 mg P2 05

A

=

altura de las muestras

S

=

peso de la muestra en mg

NOTA 28 Debido a la acidez del fluido a través del autoanalizador, se recomienda neutralizar los residuos antes de verterlos al sistema de drenaje local. NOTA 29

Para mejorar la precisión del método se debe moler la muestra inicialmente.

9.24.4.6 Informe de resultados (Véase el numeral 11).

95 °C

Dializador 12" Para desecho

(10,6 ml)

Membrana

95 °C D-1

Calorímetro

F/C Retorno (7,5 ml) 660 nm 15 mm F/C

Para desecho

Para desecho

Figura 3. Autoanalizador usado en la determinación de fosfatos

9.25

DETERMINACIÓN DE CARBONATO COMO DIÓXIDO DE CARBONO (CO2) MEDIANTE EL MÉTODO DE ABSORCIÓN EN SECUENCIA

9.25.1 Ensamble del aparato Coloque un matraz Erlenmeyer de 250 ml en una gasa sobre un mechero. Adapte el matraz con un tapón de goma con dos agujeros, uno para sostener un condensador de reflujo de 25 cm (10 pulgadas) y el otro para sostener un tubo embudado equipado con una llave de paso de tres vías. Estire el extremo del tubo embudado hasta tener una punta pequeña e introdúzcalo en el tapón de manera que la punta esté muy cerca del fondo del matraz. Conecte un embudo pequeño al extremo recto de la llave de paso para la introducción del ácido en el matraz. Conecte la otra abertura de la llave de paso (que recibirá aire) a un tubo de purificación que contenga asbesto de soda (ascarita) o cualquier otro absorbente adecuado para dióxido de 48

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carbono (CO2). Conecte al extremo del condensador de reflujo una secuencia que consta de lo siguiente: a)

un tubo de secado que contenga un agente deshidratante como el ácido sulfúrico concentrado (H2SO4, gravedad específica 1,84) o perclorato de magnesio anhidro (Mg(ClO4)2),

b)

un tubo pesado que contenga Ascarita y perclorato de magnesio y un segundo tubo pesado que contenga H2SO4 (gravedad específica 1,84). Conecte a esta secuencia un tubo en U protector que contenga cloruro de calcio anhidro (CaCl2) y conecte el tubo en U a un aspirador.

9.25.2 Reactivo 9.25.2.1 Ácido clorhídrico (1 + 1) Mezcle volúmenes iguales de ácido clorhídrico concentrado (HCl, gravedad específica 1,19) y agua. 9.25.3 Procedimiento Ensamble el aparato, dejando aparte la secuencia pesada, y aspire con una corriente lenta el dióxido de carbono seco (CO2), libere aire hasta que el aparato esté libre de CO2. Inserte la secuencia y continúe aspirando durante 30 min. Verifique el peso de la secuencia para determinar si el aire está pasando muy rápido o si el sistema está libre de CO2. El sistema no debe tener fugas. Pese una porción suficiente de la muestra para obtener aproximadamente 0,2 g de CO2 en el matraz Erlenmeyer, cubra con 20 ml de agua recién hervida y cierre el aparato con la secuencia en su lugar. Adicione muy lentamente 20 ml de HCl (1 + 1) a través del embudo, no aplique calor al matraz. La velocidad de adición del ácido se debería controlar cuidadosamente de manera tal que el gas no atraviese la secuencia muy rápidamente. Tan pronto como se adicione el ácido, empiece la aspiración suavemente. Cuando la absorción empiece a disminuir, empiece el calentamiento a fuego lento y continúe hasta que el contenido del matraz haya hervido durante 15 min a 20 min. Detenga el calentamiento y continúe la aspiración hasta que el matraz se haya enfriado. Retire la secuencia y pese. El incremento en el peso representa el CO2. La cantidad de este incremento multiplicado por 2,41 es igual al carbonato de sodio (Na2CO3). Si sólo está presente el carbonato de calcio (Na2CO3), el aumento en el peso multiplicado por 3,14 es igual al K2CO3. 9.25.4 Informe del ensayo (Véase el numeral 11). 9.26

DETERMINACIÓN DE CARBONATO COMO DIÓXIDO DE CARBONO (CO2) MEDIANTE EL MÉTODO DE EVOLUCIÓN VOLUMÉTRICA

9.26.1 Materiales y equipos 9.26.1.1 El aparato debe constar de lo siguiente: 9.26.1.1.1 Matraz de evolución o de la muestra, A Matraz de cuello con anillo, fondo redondo, de vidrio refractario, con un tapón de goma con dos orificios. 49

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9.26.1.1.2 Embudo de goteo, B Embudo de goteo con una llave de paso y un vástago lo suficientemente largo para alcanzar el bulbo inferior del condensador Allihn. 9.26.1.1.3 Matraz Erlenmeyer, C Matraz de vidrio refractario, con capacidad de 300 ml y acondicionado con un tapón de goma con un orificio. 9.26.1.1.4 Condensador, D Condensador Allihn de 3 o 4 bulbos con una camisa de aproximadamente 20 cm de longitud y con un brazo lateral fundido a la tubuladura. 9.26.1.1.5 Manómetro, G Manómetro de mercurio para mantener la presión prescrita en el aparato de ensayo. 9.26.2 Reactivos 9.26.2.1 Solución absorbente alcalina Mezcle volúmenes iguales de hidróxido de sodio, 1 N (NaOH, libre de carbonato) y de cloruro de bario (BaCl2 .·2H2O) 1 N, permita que sedimente de un día para otro y filtre antes de usar. 9.26.2.2 Ácido clorhídrico (0,5 N) Prepare y estandarice una solución 0,5 N ácido clorhídrico (HCl). 9.26.2.3 Ácido clorhídrico (1 + 2) Mezcle 1 volumen de HCl concentrado (gravedad específica 1,19) con 2 volúmenes de agua. 9.26.2.4 Solución de cloruro de magnesio, (200 g/L). Disuelva 200 g de cloruro de magnesio (MgCl2) en agua y diluya hasta un litro. 9.26.2.5 Solución de indicador anaranjado de metilo (1 g/L) Véase el numeral 30.2. 9.26.2.6 Solución de indicador de fenolftaleína (10 g/L) Véase el numeral 9.8.2.3. 9.26.2.7 Triclorobenceno (isómeros 1-2-4) Triclorobenceno 1-2-4, punto de ebullición aproximado a 213 °C, gravedad específica aproximada de 1,47.

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9.26.3 Procedimiento 9.26.3.1 Pese una porción suficiente de la muestra para tener aproximadamente 2 g de dióxido de carbono (CO2) en el matraz de evolución. Adicione cerca de 400 ml de agua sin hervir a la cual se le ha adicionado 2 ml de solución absorbente alcalina para evitar la pérdida de CO2. Caliente el matraz sobre un baño de vapor hasta que el jabón se disuelva y enfríe la muestra disuelta hasta que el matraz esté levemente cálido al contacto con la mano. Adicione 30 ml de solución de MgCl2 a la muestra disuelta totalmente fría. Se pueden agregar unas cuantas perlas de vidrio al matraz para evitar la ebullición intermitente cuando la solución se lleva a ebullición. Coloque 25 ml de solución absorbente alcalina en el matraz Erlenmeyer y conecte el aparato como se ilustra en la Figura 3, incluyendo agua de enfriamiento para el condensador. Evacúe el aire a través del embudo de goteo con una bomba de aspiración adecuada, reduciendo la presión entre 65 mm de mercurio y 80 mm de mercurio según indique el manómetro. Se debería tener cuidado en mantener una presión reducida apropiada durante todo el ensayo. 9.26.3.2 Adicione HCl (1 + 2), que contenga unas cuantas gotas de indicador anaranjado de metilo, a través del embudo de goteo hasta que se obtenga una reacción ácida en la solución del matraz de evolución, evitando grandes excesos de ácido. Adicione el triclorobenceno a través del embudo de goteo en una proporción aproximada de 1 ml por cada 2 g de muestra. Se recomienda tener precaución para evitar la entrada de aire en el sistema durante el ensayo. Coloque un mechero con una llama pequeña en contacto directo con el fondo del matraz de evolución y caliente continuamente durante 30 min. Retire la llama y llene el matraz de evolución y el condensador con agua libre de CO2, a una temperatura aproximada de 50 °C hasta una altura justo por debajo del nivel del brazo lateral del condensador. Agite el matraz Erlenmeyer a intervalos frecuentes desde el momento en que adicione el HCl hasta que el matraz de evolución y el condensador se hayan llenado con agua. Desconecte el matraz Erlenmeyer cuidando la entrada de aire taponando firmemente el matraz, a menos que la solución se titule inmediatamente. Titule la solución absorbente en el matraz Erlenmeyer gota agota con 0,5 N HCl hasta que sea neutral al indicador de fenolftaleína. 9.26.3.3 Blanco. Haga una determinación en blanco sin jabón, usando las mismas cantidades de reactivos y agua destilada. Este blanco establece los valores de la solución absorbente alcalina en términos de 0,5 N HCl y corrige automáticamente para el CO2 presente en los reactivos. 9.26.4 Cálculo Calcule el porcentaje de CO2 en la muestra de la siguiente manera: Fracción volumétrica de CO2, en % = [(B – S) x 0,022 x N x 100] /W en donde B

=

mililitros de HCl requeridos para la titulación del blanco.

S

=

mililitros requeridos para la titulación de la muestra

N

=

normalidad del HCl

W

=

gramos de la muestra usados

El porcentaje de CO2 en la muestra multiplicado por 2,41 es igual al porcentaje de carbonato de sodio (Na2CO3). Si sólo está presente el carbonato de potasio, el porcentaje de CO2 multiplicado por 3,14 es igual al porcentaje de K2CO3.

51

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NTC 5604

9.26.5 Informe del ensayo (Véase el numeral 11). 9.27

DETERMINACIÓN DEL CONTENIDO DEL AGENTE TENSIOACTIVO

9.27.1 Métodos analíticos para los tensioactivos aniónicos La determinación de los tensioactivos aniónicos se realizará mediante el análisis de la sustancia activa al azul de metileno (MBAS) de acuerdo con los criterios establecidos en el método descrito a continuación. 9.27.1.1 Determinación de los tensioactivos aniónicos mediante el método de análisis de la sustancia activa al azul de metileno (MBAS) 9.27.1.1.1 Principio El método se basa en la propiedad del azul de metileno, colorante catiónico, de formar con los tensioactivos aniónicos sales azules MBAS que pueden extraerse con cloroformo. A fin de evitar las interferencias, la extracción se efectuará, primero, a partir de una solución alcalina procediéndose a continuación a agitar el extracto con una solución ácida de azul de metileno. La absorbancia de la fase orgánica separada se medirá por fotometría a la longitud de onda de absorción máxima de 650 nm. 9.27.1.1.2 Reactivos a)

Solución reguladora de pH 10. Disolver 24 g de bicarbonato de sodio (NaHCO3) grado analítico y 27 g de carbonato de sodio anhidro (Na2CO3) grado analítico en agua desionizada y diluir hasta 1 000 ml.

b)

Solución neutra de azul de metileno. Disuelva 0,35 g de azul de metileno grado analítico en agua desionizada y diluya hasta 1 000 ml. Prepare la solución al menos 24 h antes de su uso. La absorbancia de la fase de cloroformo del ensayo en blanco, comparada con la del cloroformo puro, no deberá sobrepasar 0,015 por 1 cm de espesor de la capa a 650 nm.

c)

Solución ácida de azul de metileno. Disuelva 0,35 g de azul de metileno grado analítico en 500 ml de agua desionizada y mezcle con 6,5 ml de H2SO4 (d = 1,84 g/ml). Diluya hasta 1 000 ml con agua desionizada. Preparar la solución al menos 24 horas antes de su uso. La absorbancia de la fase de cloroformo del ensayo en blanco, comparada con la del cloroformo puro, no deberá sobrepasar 0,015 por 1 cm de espesor de la capa a 650 nm.

d)

Cloroformo (triclorometano) CHCl3 grado analítico, recientemente destilado.

e)

Metiléster del ácido dodecilbencenosulfónico.

f)

Solución de hidróxido de potasio en etanol, KOH 0,1 M.

g)

Etanol puro, C2H5OH.

h)

Ácido sulfúrico, H2SO4 0,5 M.

52

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i)

Solución de fenolftaleína. Disolver 1 g de fenolftaleína en 50 ml de etanol y añadir 50 ml de agua desionizada agitando continuamente. Elimine por filtración cualquier precipitado obtenido.

j)

Solución de ácido clorhídrico y metanol: 250 ml de ácido clorhídrico concentrado grado analítico y 750 ml de metanol.

9.27.1.1.3 Materiales y equipos a)

Embudo de decantación de 250 ml

b)

Matraz aforado de 50 ml

c)

Matraz aforado de 500 ml

d)

Matraz aforado de 1 000 ml

e)

Matraz de fondo redondo con esmerilado cónico y condensador de reflujo de 250 ml; granulados para facilitar la ebullición.

f)

Medidor de pH

g)

Fotómetro para medidas a 650 nm, con celdas de 1 cm a 5 cm

h)

Papel de filtro cualitativo

9.27.1.1.4 Procedimiento a)

Las muestras para analizar no deberán tomarse a través de una capa de espuma. Después de haber sido cuidadosamente limpiado con agua, el equipo utilizado para el análisis se enjuagará completamente con una solución de ácido clorhídrico y metanol (véase el numeral 9.27.1.1.2, j)), y con agua desionizada inmediatamente antes de utilizarlo.

b)

En el caso de afluentes y efluentes de la planta de lodos activados que se vayan a examinar fíltrelos inmediatamente después de efectuado el muestreo. Deseche los primeros 100 ml de los filtrados.

c)

Coloque un volumen medido de la muestra, neutralizado en caso necesario, en un embudo de decantación de 250 ml (véase el numeral 9.27.1.1.3, a)). El volumen de la muestra deberá contener entre 20 µg y 150 µg de MBAS.

d)

Si el contenido en MBAS fuese menor, se podrán utilizar hasta 100 ml de la muestra. En caso de utilizar menos de 100 ml, se diluirá la muestra en agua desionizada hasta obtener 100 ml. Añadir a la muestra 10 ml de la solución reguladora (véase el numeral 9.27.1.1.2, a)), 5 ml de la solución neutra de azul de metileno (véase el numeral 9.27.1.1.2, b)) y 15 ml de cloroformo (véase el numeral 9.27.1.1.2, d)). Agite la mezcla uniformemente y sin demasiada energía durante un minuto. Después de la separación de fases, se pasará la capa de cloroformo a un segundo embudo de decantación que contenga 110 ml de agua desionizada y 5 ml de solución ácida de azul de metileno (véase el numeral 9.27.1.1.2, c)). Agite la mezcla durante un minuto. Haga pasar la capa de cloroformo a través de un filtro de algodón hidrófilo, previamente lavado con alcohol y empapado de cloroformo, a un matraz aforado (véase el numeral 9.27.1.1.3, b). 53

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e)

Extraiga tres veces, las soluciones alcalinas y ácidas, realizando la segunda y la tercera extracción con 10 ml de cloroformo. Filtre los extractos combinados de cloroformo a través del mismo filtro de algodón hidrófilo y aforar en el matraz de 50 ml (véase el numeral 9.27.1.1.3, b)) con el cloroformo utilizado en el segundo lavado del algodón hidrófilo.

f)

Mida la absorbancia de la solución de cloroformo con un fotómetro de 650 nm en celdas de 1 cm a 5 cm comparándola con la del cloroformo puro. Aplique todo el proceso en la determinación de un blanco.

9.27.1.1.5 Curva de calibración a)

Prepare una solución de calibración a partir de la sustancia patrón metiléster del ácido dodecilbencenosulfónico (tetrapropileno Tipo PM 340) después de saponificación en la sal de potasio. La MBAS se expresará como dodecilbencenosulfonato de sodio (PM 348).

b)

Pese con una pipeta pesadora de 400 mg a 450 mg de metiléster del ácido dodecilbencenosulfónico ((véase el numeral 9.27.1, b).5)) con una aproximación de 0,1 mg, en un matraz de fondo redondo y añada 50 ml de solución de hidróxido de potasio en etanol (véase el numeral 9.27.1.1.2 f)) y algunas perlas de vidrio para facilitar la ebullición. Después de montar el condensador de reflujo, haga hervir durante una hora. Una vez enfriado, lave el condensador y la junta esmerilada de vidrio con unos 30 ml de etanol y añada dichos lavados al contenido del matraz. Valore la solución de ácido sulfúrico hasta la decoloración de la fenolftaleína. Transfiera dicha solución a un matraz aforado de 1 000 ml (véase el numeral 9.27.1.1.3, b)), enrase con agua desionizada y mezcle.

c)

A continuación vuelva a diluir una parte de esta solución madre del tensioactivo. Transfiera una alícuota de 25 ml a un matraz aforado de 500 ml (véase el numeral 9.27.1.1.3, c)), enrase con agua desionizada y mezcle. Esta solución patrón contiene: E × 1,023 mg MBAS por ml)/20 000 en donde E

es el peso de la muestra en mg.

Para establecer la curva de calibración, extraiga 1 ml, 2 ml, 4 ml, 6 ml y 8 ml de la solución patrón y diluya cada una de dichas tomas hasta 100 ml con agua desionizada. A continuación, proceda como se indica en el numeral 9.27.1.1.4, d) (incluyendo un ensayo de determinación en blanco). 9.27.1.1.6 Cálculo de los resultados La curva de calibración (véase el numeral 9.27.1, e)) indica la cantidad de tensioactivos aniónicos (MBAS) de la muestra. El contenido en MBAS de la muestra se obtendrá mediante la siguiente fórmula: MBAS en mg / L = (mg MBAS x 1 000 ) / V

en donde V

=

volumen en ml de la muestra utilizada.

54

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9.27.1.1.7 Expresión de los resultados Los resultados se expresarán como dodecilbencenosulfonato de sodio (PM 348) MBAS, en mg/L, con una precisión de 0,1 mg. 9.27.1.1.8 Informe de resultados (Véase el numeral 11). 9.27.1.2 En el caso de los tensioactivos aniónicos que no reaccionen al método de ensayo antes citado, o si resulta más apropiado por cuestiones de eficacia o precisión (que deberán justificarse), se aplicarán análisis instrumentales apropiados específicos como la cromatografía líquida de alta resolución (CLAR) y la cromatografía de gases (CG). El fabricante proporcionará a las autoridades nacionales competentes, a petición de las mismas, muestras del tensioactivo puro en cuestión. 9.27.2 También podrán usarse los siguientes métodos de ensayo para el ingrediente activo aniónico: NTC 1689 (Anexo B (Normativo) Contenido de tensioactivo aniónico. Materia activa en el producto terminado. Método del indicador mixto), ASTM D1681, ASTM D1768, ASTM D2357, ASTM D2358 o ASTM D 3049, (véase el numeral 2). 9.27.3 Métodos analíticos para los tensioactivos no iónicos La determinación de los tensioactivos no iónicos se realizará con el método de la sustancia activa al bismuto (BiAS) de acuerdo con el procedimiento analítico establecido a continuación. 9.27.3.1 Determinación de los tensioactivos no iónicos 9.27.3.1.1 Principio a)

Los tensioactivos pueden ser concentrados y aislados mediante el paso de una corriente de gas. En la muestra utilizada, la cantidad de tensioactivo no iónico deberá ser del orden de 250 µg - 800 µg. Durante el arrastre, el tensioactivo se disolverá en acetato de etilo. Después de la separación de las fases y evaporación del disolvente, el tensioactivo no iónico se precipitará en solución acuosa con el reactivo de Dragendorff modificado (KBiI4 + BaCl2 + ácido acético glacial).

b)

A continuación se procederá a filtrar el precipitado, lavarlo con ácido acético glacial y disolverlo en una solución de tartrato de amonio. El bismuto presente en la solución se valorará potenciométricamente con una solución de pirrolidinaditiocarbamato a pH entre 4 y 5, utilizando un electrodo indicador de platino pulido y un electrodo de referencia de calomelanos o de plata/cloruro de plata. El método será aplicable a los tensioactivos no iónicos que contengan entre 6 unidades y 30 unidades de óxido de alqueno.

c)

El resultado de la valoración se multiplicará por el factor empírico de 54 para convertirlo en el producto de referencia: nonilfenol condensado con 10 mol de óxido de etileno (NP 10).

9.27.3.1.2 Reactivos Los reactivos deberán prepararse en agua desionizada. a)

Acetato de etilo, r.a. puro, recién destilado.

b)

Bicarbonato de sodio NaHCO3, grado analítico. 55

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c)

Ácido clorhídrico (HCl) diluido (20 ml de ácido clorhídrico concentrado, grado analítico, diluidos con agua hasta obtener 1 000 ml).

d)

Metanol, grado analítico, recién destilado, conservado en una botella de vidrio.

e)

Púrpura de bromocresol (0,1 g en 100 ml de metanol).

f)

Agente de precipitación formado por una mezcla de 2 volúmenes de la solución A y de 1 volumen de la solución B. Conserve la mezcla en una botella de color topacio y podrá utilizarse hasta una semana después de su preparación. 1)

Solución A. Disuelva 1,7 g de nitrato básico de bismuto grado analítico (BiONO3.H2O) en 20 ml de ácido acético glacial (véase el numeral 9.27.2.1.2 g)) y complete con agua hasta 100 ml. A continuación, disuelva 65 g de yoduro potásico grado analítico en 200 ml de agua. Mezcle estas dos soluciones en un matraz aforado de 1 000 ml, añada 200 ml de ácido acético glacial y complete hasta volumen con agua.

2)

Solución B. Disuelva 290 g de cloruro de bario grado analítico (BaCl2.2H2O) en 1 000 ml de agua.

g)

Ácido acético glacial 99 % – 100 % (no usar concentraciones inferiores).

h)

Solución de tartrato amónico: mezclar 12,4 g de ácido tartárico grado analítico y 12,4 ml de amoníaco grado analítico (d = 0,910 g/ml) y completar hasta 1 000 ml con agua (o disuelva directamente la cantidad equivalente de tartrato amónico grado analítico). Solución de amoníaco diluido: 40 ml de amoníaco grado analítico (d = 0,910 g/ml) diluidos con agua hasta obtener 1 000 ml.

i) j)

Patrón de solución reguladora de acetato: disuelva 40 g de hidróxido de sodio sólido grado analítico, en 500 ml de agua en un vaso y enfriar. Añada 120 ml de ácido acético glacial (véase el numeral 9.27.2.1.2, g)). Mezcle bien, deje enfriar y transfiera a un matraz aforado de 1 000 ml. Enrase con agua.

k)

Solución de pirrolidinaditiocarbamato (en lo sucesivo denominada «solución de carbato»): disuelva 103 mg de pirrolidinaditiocarbamato de sodio (C5H8NNaS2.2H2O) en unos 500 ml de agua, añada 10 ml de alcohol n–amílico grado analítico y 0,5 g de NaHCO3 grado analítico y complete con agua hasta 1 000 ml.

l)

Solución de sulfato de cobre (para normalización de 9.27.2.1.2, k)). SOLUCIÓN MADRE. Disuelva 1,249 g de sulfato de cobre grado analítico (CuSO4.5H2O) con 50 ml de ácido sulfúrico 0,5 M y enrase con agua a 1 000 ml. SOLUCIÓN PATRÓN. Mezcle 50 ml de solución madre con 10 ml de H2SO4 0,5 M y enrase con agua hasta 1 000 ml.

m)

Cloruro de sodio grado analítico.

9.27.3.1.3 Materiales y equipos 1)

Equipo para extracción por arrastre con gas (véase la Figura 4). El diámetro de la placa porosa deberá ser igual al diámetro interno del cilindro. 56

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA

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2)

Embudo de decantación de 250 ml.

3)

Agitador magnético con barra magnética de 25 mm - 30 mm.

4)

Crisol de Gooch, diámetro de la base perforada de 25 mm, tipo G4.

5)

Papel de filtro redondo,, de fibra de vidrio, de 27 mm de diámetro; diámetro de las fibras: 0,3 µm –1,5 µm.

6)

Dos matraces para filtrado con adaptadores y juntas de caucho, de 500 ml y 250 ml, respectivamente.

7)

Potenciómetro gráfico equipado con un electrodo indicador de platino pulimentado y de un electrodo de referencia de calomelano o de plata/cloruro de plata, con un intervalo de 250 mV, y con bureta automática de 20 ml a 25 ml de capacidad, o un equipo manual equivalente. Estabilizador Conexiones esféricas

B 24

Aire o N 2 100 ml frasco de lavado

B 29/32 Acetato de etilo

Acetato de etilo

Filtro de vidrio sinterizado G1

60,5 Ø 60 36,5 Muestra de ensayo

Filtro de vidrio sinterizado G1

Figura 4. Equipo para extracción por arrastre con gas

9.27.3.1.4 Procedimiento a)

Concentración y separación del tensioactivo. 57

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1)

Filtre la muestra acuosa a través de un filtro de papel cualitativo. Elimine los 100 primeros ml del filtrado.

2)

Coloque en el equipo de extracción por arrastre con gas, previamente enjuagado con acetato de etilo, una cantidad medida de muestra, de forma que contenga entre 250 µg y 800 µg de tensioactivo no iónico. Para mejorar la separación, se añadirán 10 g de cloruro de sodio y 5 g de bicarbonato de sodio.

3)

Si el volumen de la muestra sobrepasa los 500 ml, dichas sales se incorporarán en forma sólida al aparato de extracción, burbujeando nitrógeno o aire a través del mismo para disolverlas.

4)

En el caso de utilizar una muestra más pequeña, las sales se disolverán en 400 ml de agua antes de incorporarlas al aparato de extracción.

5)

Añada agua hasta el nivel de la llave superior.

6)

Cuidadosamente añada 100 ml de acetato de etilo sobre el agua.

7)

El frasco lavador en el tubo del gas (nitrógeno o aire) se llenará hasta sus dos tercios con acetato de etilo.

8)

A continuación, se hará pasar a través del equipo una corriente de gas de 30 L/h 60 L/h; se recomienda la utilización de un caudalímetro. Al principio, la corriente de gas se irá aumentando gradualmente. El paso del gas deberá ajustarse de forma que las fases permanezcan claramente separadas, para reducir al mínimo la mezcla de las fases y de la solución de acetato de etilo con el agua. El paso del gas se cortará al cabo de 5 min.

9)

Si hay una reducción del volumen de la fase orgánica de más del 20 % por solución en el agua, deberá repetirse la operación vigilando cuidadosamente la velocidad del flujo gaseoso, reduciéndola si fuese necesario.

10)

La fase orgánica se separará y trasvasará completamente a un embudo de decantación. El agua de la fase acuosa que haya pasado al embudo de decantación (únicamente deberían ser unos pocos ml), se verterá de nuevo en el equipo de extracción por arrastre con gas. La fase de acetato de etilo se filtrará a través de papel de filtro cualitativo seco en un vaso de 250 ml.

11)

Vierta otros 100 ml de acetato de etilo en el aparato de extracción por arrastre con gas y pase de nuevo aire o nitrógeno durante cinco minutos. Trasvase la fase orgánica al embudo de decantación usado en la primera separación, rechazando la fase acuosa y filtrando la fase orgánica con el filtro utilizado para la primera dosis de acetato de etilo. Tanto el embudo de decantación como el filtro se enjuagarán con unos 20 ml de acetato de etilo.

12)

El extracto de acetato de etilo se evaporará hasta sequedad al baño de María (en una vitrina). Acelere el secado con una corriente suave de aire dirigida sobre la superficie de la solución, durante la evaporación.

58

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA b)

c)

d)

NTC 5604

Precipitación y filtración 1)

Disuelva el residuo seco (véase el numeral 9.27.2.1.4, a)) en 5 ml de metanol, añada 40 ml de agua y 0,5 ml de HCl diluido (véase el numeral 9.27.2.1.2, c)) y remueva la mezcla con un agitador magnético.

2)

Añada esta solución 30 ml de agente de precipitación (véase el numeral 9.27.2.1.2, f)) medidos con una probeta. Después de una agitación repetida se formará el precipitado. Al cabo de 10 min de agitación, deje reposar la mezcla durante al menos 5 min.

3)

Filtre la mezcla en un crisol de Gooch, cuya base se habrá recubierto con un papel de filtro de fibra de vidrio.

4)

A continuación, lave el filtro, bajo succión, con unos 2 ml de ácido acético glacial. Después, lave bien el vaso, la barra imantada y el crisol con ácido acético glacial, del que se necesitarán alrededor de 40 ml – 50 ml. No será necesario transferir cuantitativamente al filtro el precipitado que quede adherido a las paredes del vaso ya que la solución del precipitado se verterá de nuevo en el mismo vaso para su valoración, disolviéndose entonces el precipitado que haya podido quedar en él.

Disolución del precipitado 1)

El precipitado se disolverá en el crisol filtrante mediante la adición de una solución caliente (con temperatura alrededor de 80 °C) de tartrato amónico (véase el numeral 9.27.2.1.2, h)) en tres dosis de 10 ml cada una. Deje reposar cada dosis durante algunos minutos en el crisol antes de filtrarla en el matraz.

2)

Vierta el contenido del matraz de filtración en el vaso. Enjuague las paredes del vaso con 20 ml de solución de tartrato para disolver el resto del precipitado.

3)

En seguida lave cuidadosamente el crisol, el adaptador y el matraz de filtración con 150 ml – 200 ml de agua, vertiendo el agua de enjuague en el vaso utilizado para la precipitación.

Valoración 1)

Agite la solución con un agitador magnético (véase el numeral 9.27.2.1.3, c)) y añada algunas gotas de púrpura de bromocresol (véase el numeral 9.27.2.1.2, e)) y la solución de amoníaco diluido (véase el numeral 9.27.2.1.2, i)) hasta que vire a violeta (inicialmente, la solución será ligeramente ácida habida cuenta del residuo de ácido acético utilizado para el enjuague).

2)

Después, se añadirán 10 ml de solución reguladora de de acetato (véase el numeral 9.27.2.1.2, j)) y, sumergiendo los electrodos en la solución, se procederá a valorar potenciométricamente con la solución patrón de «carbato» (véase el numeral 9.27.2.1.2, k)), estando la punta de la pipeta inmersa en la solución.

3)

La velocidad de valoración no deberá sobrepasar los 2 ml/min. El punto final será la intersección de las tangentes a las dos ramas de la curva de potenciales. A veces se observa que la inflexión de la curva es muy plana; esto podrá corregirse limpiando cuidadosamente el electrodo de platino (puliéndolo con un papel abrasivo). 59

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA e)

Determinación del blanco. 1)

f)

NTC 5604

Al mismo tiempo, se procederá a una determinación del blanco siguiendo todo el proceso con 5 ml de metanol y 40 ml de agua, de conformidad con las instrucciones definidas en el numeral 9.27.2.1.4, b)). El valor correspondiente al blanco deberá permanecer por debajo de 1 ml; de lo contrario, habría que sospechar de la pureza de los reactivos (véase el numeral 9.27.2.1.2 literales c), g), h), i) y j), especialmente de su contenido en metales pesados, que deberían ser reemplazados. El valor del blanco se deberá tener en cuenta para el cálculo del resultado final.

Control del factor de la «solución de carbato». El factor de la «solución de carbato» debe determinarse diariamente antes de utilizarla. Para tal fin, se valorarán 10 ml de la solución de sulfato de cobre (véase el numeral 9.27.2.1.2, l)) con la «solución de carbato» después de la adición de 100 ml de agua y 10 ml de la solución reguladora de acetato (véase el numeral 9.27.2.1.2, j)). Si el consumo en mililitros fuere igual a «a», el factor «f» se obtendrá de la siguiente manera: f = 10/a

y todos los resultados de las valoraciones se multiplicarán por este factor. 9.27.3.1.5 Cálculo de los resultados a)

Cada tensioactivo no iónico tendrá su propio factor en función de su composición, en particular, de la longitud de la cadena de óxido de alqueno. Las concentraciones en tensioactivos no iónicos se expresarán en relación con una sustancia patrón –un nonilfenol de 10 unidades de óxido de etileno (NP 10)– para la cual se ha determinado un factor de conversión de 0,054.

b)

La cantidad de tensioactivo presente en la muestra se calculará de la siguiente manera: mg de tensioactivo no iónico, expresado como mg de NP 10 = (b — c) x f x 0,054

en donde

b

=

volumen de «solución de carbato» utilizado para la muestra (ml),

c

=

volumen de «solución de carbato» utilizado para la determinación en blanco (ml),

f

=

factor de la «solución de carbato».

9.27.3.1.6 Expresión de los resultados. Los resultados deberán expresarse en mg/L, como NP 10, con una aproximación de 0,1. 9.27.3.1.7 Informe de resultados. Véase el numeral 11). 9.27.3.2 En el caso de los tensioactivos no iónicos que no reaccionen al método de ensayo antes citado, o si resulta más apropiado por cuestiones de eficacia o precisión (que deberán justificarse), se aplicarán análisis instrumentales apropiados específicos como la cromatografía líquida de alta resolución (CLAR) y la cromatografía de gases (CG). El fabricante proporcionará a las autoridades nacionales competentes, a petición de las mismas, muestras del tensioactivo puro en cuestión. 60

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA

NTC 5604

9.27.4 Métodos analíticos para los tensioactivos catiónicos La determinación de los tensioactivos catiónicos en los ensayos se realizará con el análisis de la sustancia activa al azul de disulfina (DBAS) de acuerdo con los siguientes procedimientos DBAS: el método usado en la República Federal de Alemania (1989) DIN 38 409 -Ausgabe: 1989-07. En el caso de los tensioactivos catiónicos que no reaccionen al método de ensayo antes citado, o si resulta más apropiado por cuestiones de eficacia o precisión (que deberán justificarse), se aplicarán análisis instrumentales específicos apropiados, como la CLAR o la CG. El fabricante proporcionará a las autoridades nacionales competentes, a petición de las mismas, muestras del tensioactivo puro en cuestión. 9.27.5 Métodos analíticos para los tensioactivos anfotéricos La determinación de tensioactivos anfotéricos se puede hacer mediante análisis utilizando los métodos siguientes: 1)

Si no hay catiónicos: Método usado en la República Federal de Alemania (1989) DIN 38 409–Teil 20.

2)

En los demás casos: El método Orange II (Boiteux, 1984).

En el caso de los tensioactivos anfotéricos que no reaccionen a los ensayos antes citados, se aplicarán análisis instrumentales específicos, apropiados, como la cromatografía líquida de alta resolución (CLAR) y la cromatografía de gases (CG). El fabricante proporcionará a las autoridades competentes, a petición de las mismas, muestras del tensioactivo puro en cuestión. 9.28

DETERMINACIÓN DEL CLORO ACTIVO EN DETERGENTES EN POLVO

9.28.1 Principio EL cloro o hipoclorito de los polvos abrasivos , en presencia de almidón como indicador dado su elevado potencial redox oxidan el yoduro a yodo, y éste se valora con disolución patrón de tiosulfato de sodio desprendiendo gas cloro. 9.28.2 Reactivos 9.28.2.1 Solución al 10 % de ácido sulfúrico. 9.28.2.2 Solución al 15 % de yoduro de potasio (libre de yodato). 9.28.2.3 Solución 0,1 N de tiosulfato de sodio. 9.28.2.4 Solución al 0,5 % de almidón soluble. 9.28.2.5 Cloroformo 9.28.3 Procedimiento 9.28.3.1 Se pesan de 3 g a 4 g de la muestra y se colocan en un Erlenmeyer con capacidad de 500 cm3 y tapa esmerilada, se adicionan 100 cm3 de agua destilada e inmediatamente 15 cm3 de cloroformo, 10 cm3 de ácido sulfúrico y 10 cm3 de solución de yoduro de potasio. 61

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA

NTC 5604

9.28.3.2 La solución se deja en reposo unos minutos y se titula con solución de tiosulfato de sodio hasta la desaparición del color amarillo, luego se adicionan 5 cm3 de almidón y se titula hasta la desaparición del color azul. 9.28.4 Cálculos El contenido de cloro activo se calcula, en porcentaje, mediante la siguiente ecuación: C=

V x N x 3,55 m

en donde C

=

contenido de cloro activo, en porcentaje.

V

=

volumen de tiosulfato empleado en la titulación, en centímetros cúbicos.

N

=

normalidad de la solución de tiosulfato de sodio

M

=

masa de la muestra, en gramos.

9.28.5 Informe del ensayo (Véase el numeral 11).

10.

OTROS ENSAYOS

10.1

DETERMINACIÓN DEL pH DE SOLUCIONES DE JABÓN O DE DETERGENTE

10.1.1 Principio del método Por medio de un potenciómetro previamente calibrado con una solución reguladora de pH, cercana al pH que se va a tomar, mida el pH con aproximación a ± 0,01 unidades, en 1 min o 2 min. 10.1.2 Muestreo El material debe muestrearse de acuerdo con lo establecido en la GTC 146, en la norma ISO 8121 o en la norma ASTM D501, la que sea aplicable. 10.1.3 Materiales y equipos 10.1.3.1 Potenciómetro 10.1.3.2 Termómetro con un intervalo de temperatura entre 25 °C y 50 °C, con exactitud de 0,1 °C y calibrado 10.1.4 Reactivo 10.1.4.1 Agua destilada o equivalente El agua destilada o equivalente debe ser hervida, o purgada con aire libre de CO2, para remover éste y debe ser protegida con soda-cal o soda-asbesto (ascarita) mientras se enfría y durante el almacenamiento. El pH del agua debe estar entre 6,2 y 7,2 a 25 °C. El residuo en la evaporación, cuando se calienta a 105 °C durante 1 h, no debe ser mayor de 0,5 mg/L. 62

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NTC 5604

10.1.5 Procedimiento para detergentes sintéticos 10.1.5.1 Preparación de las soluciones Prepare una solución de detergente al 1 % con agua destilada o equivalente (véanse las notas a continuación) y transfiérala a un recipiente volumétrico. Agite el recipiente hasta que la muestra esté completamente disuelta. Asegúrese que el soluto esté completamente disuelto y permita un tiempo para la evolución de los gases disueltos. Llene hasta la marca de calibración con agua destilada o equivalente. Tape el frasco; mezcle completamente. La condición deseable requiere que la solución alcance el equilibrio. Permita que la solución se equilibre a una temperatura de 25 °C ± 2,0 °C. El uso de un probador de compensación de temperatura puede permitir temperaturas alternativas. Los registros deben mostrar el intervalo de tiempo entre la preparación de la solución y la medición del pH. NOTA 26 El procedimiento para detergentes, excepto jabón, es aplicable a algunas composiciones que contienen proporciones menores de jabón siempre que las soluciones no muestren evidencia de gelificación previa a la realización de la medición del pH. NOTA 27 La medición del pH de soluciones gelificadas carece de estabilidad y reproducibilidad. El procedimiento para jabones está diseñado para producir soluciones que no gelificarían antes de que la medición el pH de realice. Este procedimiento (véase el numeral 10.1.6) se debe usar para todas las soluciones de detergentes, con jabón o sin jabón que muestren evidencia de gelificación o solución incompleta cuando se preparen de acuerdo con lo indicado en el numeral 10.1.5.1. El procedimiento para jabones no es aplicable para composiciones detergentes que se saben están químicamente alteradas por el agua en ebullición usada para disolver la muestra.

10.1.5.2 Determinación del pH Calibre el medidor de pH y los electrodos adecuados. Los electrodos recomendados son electrodos de combinación Fischer Accuphast o los electrodos Orion Ross de flujo seguro o electrodos equivalentes. Mida el pH de la solución mientras está agitándola. 10.1.6 Procedimiento para jabones 10.1.6.1 Preparación del aparato Use un medidor de pH y electrodos como se indica en la norma ASTM E 70. Ajuste el botón controlador de la temperatura a 25 °C y ajuste el equipo con una solución reguladora adecuada, de pH entre 9 y 11, a 25 °C. Deje el electrodo en la solución reguladora para mantener en equilibrio la temperatura. Tenga el aparato listo para uso inmediato. 10.1.6.2 Preparación de la solución Pese una solución de muestra de fracción másica del 1 % (véase la Nota 27), y transfiérala a un Erlenmeyer. Adicione 100 ml de agua destilada hirviendo o equivalente que se ha hervido bastante durante 15 min, antes del ensayo. Tape el frasco con un tapón, neutro y limpio que tenga un orificio en el que esté encajado un termómetro adecuado que de lecturas con aproximación al 0,1 °C más cercano en el rango de temperaturas entre 0 °C y 25 °C, y acomodado de tal manera que el bulbo del termómetro esté completamente sumergido en el líquido. Agite el frasco y el contenido hasta que se tenga una solución completa aparente de la muestra. Deje enfriar rápidamente bajo un flujo de agua corriente hasta alcanzar una temperatura de 25 °C ± 2 °C. Con prontitud vierta suficiente solución en el recipiente para medir el pH casi hasta llenarlo. 10.1.7 Informe del ensayo (Véase el numeral 11) 63

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA 10.2

NTC 5604

DETERMINACIÓN DEL CONTROL DE ESPUMA EN DETERGENTES

10.2.1 Principio El ensayo consiste en medir la cantidad de espuma, que es producida por una solución del detergente que se va a examinar (preparada bajo determinadas condiciones) cuando cae sobre una pequeña cantidad del mismo líquido. 10.2.2 Materiales y equipos a)

Montaje para medir la espuma. Véase la Figura 5. -

Embudo de separación de 500 ml

-

Tubo plástico

-

Tubo de vidrio

-

Probeta de 1 000 ml

-

Pinzas, aro y soporte

b)

Balanza

c)

Vidrio de reloj

d)

Vaso de precipitados de 250 ml

f)

Pipeta volumétrica de 50 ml

g)

Agitador

10.2.3 Procedimiento a)

Se pesa una muestra de 0,6 g con aproximación al miligramo, se lleva a un vaso de precipitados de 250 ml y se calienta con 150 ml de agua destilada, hasta que se disuelva completamente.

b)

Se enfría la solución a una temperatura de 25 °C.

c)

De una solución de agua dura de concentración conocida, se toma la cantidad necesaria para preparar 250 ml de solución, con una dureza de 40 mg/L expresada como CaCO3.

d)

La muestra preparada, según lo indicado en el literal a), se transfiere a un vaso de precipitados de 600 ml y se diluye con la solución de agua dura, preparada según lo indicado en el literal c).

e)

Se lava bien la probeta de 1000 ml del montaje para medir la espuma y se deja drenar durante 10 min.

f)

Se toman con la pipeta volumétrica 50 ml de muestra diluida, y se mojan las paredes de la probeta de 1 000 ml con un movimiento circular, cuidando de no hacer espuma. 64

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA g)

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Se vierten en el embudo de separación 200 ml de muestra diluida, cuidando de no hacer espuma. NOTA 30 El embudo de separación debe estar previamente lavado (con la solución preparada en el literal d)) y drenado (escurrido) durante 10 min.

h)

Se coloca la probeta de 1 000 ml debajo del embudo de separación y se abre completamente la llave de éste para dejar caer un chorro de solución de solución en la probeta. Hay que tener cuidado de que el chorro no toque las paredes de la probeta. Una vez haya drenado toda la solución, el volumen de la espuma se obtiene de la diferencia entre el volumen total alcanzado por la solución, la espuma y el volumen de la solución. NOTA 31 Cuando no se obtiene un mismo nivel de volumen (existencia de picos) deben promediarse los niveles máximo y mínimo. NOTA 32

i)

Si se requiere observar la estabilidad de la espuma, se mide ésta a los 5 min.

Se repite el procedimiento con mezcla patrón que sirva como referencia, y cuya composición sea la indicada en la Tabla 2.

Aro para embudo

Embudo de separación de 500 ml Tubo de plástico 20 cm

Pinzas para bureta

Tubo de vidrio con Ø interior de 2 mm y de longitud 10,5 cm

1000 ml

Probeta de 1000 ml 82 cm

500 ml

0

Figura 5. Montaje para medir espuma

65

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA

NTC 5604 Tabla 2. Mezcla patrón

Componente

Porcentaje en masa

Ingrediente activo (sal sódica del ácido sulfónico) Tripolifosfato de sodio. Na6P3O10 Carbonato de sodio. Na2CO3 Sulfato de sodio Na2SO4 (para completar el 100 %)

22 20 5 -

10.2.4 Interpretación de los resultados El volumen de espuma producido por el fabricante debe ser menor o igual que el del compuesto patrón establecido. 10.2.5 Informe del ensayo (Véase el numeral 11). 10.3

ENSAYO DE EFECTIVIDAD DEL DETERGENTE EN EL LAVADO DE ROPA

10.3.1 Principio del método En condiciones definidas se lava con el detergente telas artificialmente sucias. Se determina la eficiencia del detergente para remover la mugre, por el cambio de reflectancia que experimentan las telas. 10.3.2 Materiales y equipos 10.3.2.1 Máquina lavadora o tergotómetro. 10.3.2.2 Reflectómetro calibrado por medio de placas esmaltadas cuyos valores de reflectancia están dentro de los valores de las telas o ropa que se someten a ensayo. 10.3.2.3 Telas patrón artificialmente sucias con carbón, arcilla, óxido de hierro u otros. 10.3.2.4 Telas patrón limpias. 10.3.3 Reactivos 10.3.3.1 Agua. 10.3.3.2 Agua con una dureza de 100 mg/L expresados como carbonato de calcio. 10.3.3.3 Detergente patrón: a)

Materia activa: 15 %

b)

Materia insoluble en agua: 43 %

c)

Carbonatos expresados como Na2CO3: 25 %

d)

Agua: 17 %

10.3.3.4 Detergente de prueba 66

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA

NTC 5604

10.3.4 Procedimiento 10.3.4.1 Calibre el reflectómetro, de acuerdo con las instrucciones dadas por el fabricante, entre 0° y 45° de reflectancia luminosa. Estandarice el instrumento con las placas de esmalte vitrificado que tienen valores de reflectancia próximos a las telas patrón que se ensayan. Realice sobre las telas, un número suficiente de lecturas de reflectancia con el fin de obtener valores estadísticamente significativos. 10.3.4.2 Ponga a funcionar el tergotómetro o la máquina lavadora a 90 ciclos por minuto. Mantenga el agua a una temperatura adecuada. 10.3.4.3 Prepare por duplicado, soluciones del detergente patrón a una concentración, temperatura y dureza de agua deseada. Se recomiendan concentraciones de detergente de 0,1 %; 0,15 %; 0,2 % y 0,25 %; temperatura de 25 °C y 37 °C y durezas de agua entre 35 mg/L y 150 mg/L. Para una única prueba se recomiendan las siguientes condiciones : concentración de detergente 0,2 %; dureza 100 mg/L y temperatura 25 °C. 10.3.4.4 Transfiera las soluciones a los recipientes de la lavadora. Ubique las telas de ensayo también dentro de cada recipiente y lávelas durante 10 min. 10.3.4.5 Remueva las telas, escúrralas manualmente y trasládelas a un recipiente que contenga 1 L de agua de la misma dureza y temperatura normalizada. Enjuague las teas durante 3 min. 10.3.4.6 Deje secar las telas después de exprimirlas entre toallas o al aire seco. NOTA 33

No se debe usar secadora o plancha porque pueden cambiar el color de las telas y modificarlas.

10.3.4.7 Determine la reflectancia de las telas lavadas y secas, teniendo cuidado de doblar la tela 4 veces para tener el mismo fondo de lectura. 10.3.4.8 Repita la prueba hasta obtener valores estadísticamente significativos. 10.3.5 Cálculos El mejoramiento de la reflectancia y por consiguiente la eficiencia del detergente se determina de acuerdo con la siguiente ecuación : % reflectancia =

A- B x 100 C-B

en donde A

=

valor promedio de la reflectancia obtenido de las telas sucias después del lavado.

B

=

valor promedio de la reflectancia obtenida de las telas sucias antes del lavado.

C

=

valor promedio de reflectancia de las telas patrón limpias.

67

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NTC 5604

10.3.6 Interpretación de los resultados Si la reflectancia obtenida en las telas lavadas con el detergente de prueba es por lo menos el mismo valor de la reflectancia obtenida en las telas lavadas con el detergente patrón, el producto cumple el ensayo. 10.3.7 Informe del ensayo (Véase el numeral 11) 10.4

DETERMINACIÓN DEL RESIDUO SOBRE EL TAMIZ EN DETERGENTES EN POLVO (MÉTODO SECO)

10.4.1 Aparatos a)

Tamices de 74 μm (No. 200)

b)

Manguera de caucho de 7 mm de diámetro interno y longitud conveniente.

c)

Balanza

d)

Horno capaz de mantener una temperatura uniforme de 105 °C ± 5 °C.

10.4.2 Reactivos Agua destilada. 10.4.3 Procedimiento 10.4.3.1 Pese 10 g ± 0,001 g de muestra, previamente cortada en trozos pequeños y transfiérala a un vaso de precipitados de 1 000 ml. Agregue 500 ml de agua previamente calentada a 60 °C ± 2 °C y agite con una varilla de vidrio para homogeneizar. 10.4.3.2 Deje en reposo durante 10 min, mantenga la temperatura en 60 °C ± 2 °C. Transvase cuantitativamente a los tamices, previamente secados y tarados al miligramo, ayudándose con un frasco lavador que contenga agua a 60 °C ± 2 °C. 10.4.3.3 Lave el material depositado sobre los tamices durante 10 min, con una corriente oscilante de agua a 60 °C ± 2 °C utilizando para ello una manguera de caucho. El caudal, de agua debe ser de 2 L/min a 3 L/min. 10.4.3.4 Si el agua tiende a desbordarse, sacuda el tamiz suavemente hasta que el lavado pueda hacerse sin interrupciones. 10.4.3.5 Coloque los tamices en una estufa a 105 °C ± 2 °C durante 30 min, se dejan enfriar en un desecador y se pesa al miligramo, repitiendo estas operaciones hasta que dos pesadas sucesivas sólo difieran en menos de 2 mg. 10.4.3.6 Determine la masa del residuo sobre cada tamiz. 10.4.4 Cálculos Calcule el residuo sobre cada tamiz, expresado como porcentaje, mediante la siguiente ecuación: 68

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NTC 5604 R=

m2 - m1 m

x 100

en donde A

=

residuo sobre cada tamiz, expresado como porcentaje.

m2

=

masa del tamiz con el residuo en g.

m1

=

masa del tamiz en g.

m

=

masa de la muestra en g.

10.4.5 Informe del ensayo (Véase el numeral 11). 10.5

DETERMINACIÓN DE BLANQUEADORES ÓPTICOS EN DETERGENTES (MÉTODO CUALITATIVO)

10.5.1 Materiales y equipos 10.5.1.1 Fuente de luz ultravioleta. 10.5.1.2 Papel de filtro. 10.5.1.3 Vaso de precipitados. 10.5.2 Procedimiento 10.5.2.1 Sumerja una tira de papel de filtro de 3 cm de longitud en una solución acuosa al 2 % de la muestra durante 15 min. Transcurrido este tiempo, retire, deje escurrir y aplique un chorro suave de agua destilada durante 1 min. Posteriormente, enjuague la tira sumergiéndola en 3 cantidades sucesivas de 100 cm3 de agua destilada durante 1 min. 10.5.2.2 Paralelamente se hace un ensayo con otra tira del mismo papel y agua destilada en lugar de la muestra. 10.5.2.3 Compare las dos tiras bajo la fuente de luz ultravioleta, preferiblemente en un cuarto oscuro. 10.5.3 Interpretación de resultados La presencia de blanqueadores ópticos está indicada por el brillo de la tira impregnada con la muestra. 10.5.4 Informe (Véase el numeral 11).

11.

INFORME DEL ENSAYO

La información que se debe incluir en el informe de ensayo debería describir la muestra e incluir al menos los siguientes datos, según el caso: 69

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA

NTC 5604

11.1

Laboratorio que realiza el análisis

11.2

Nombre y dirección de la organización o persona que solicita el análisis.

11.3

Ubicación específica e identificación completa de la muestra.

11.4

Fecha y hora del muestreo.

11.5

Número de identificación de la muestra o cualquier otra indicación que la identifique

11.6

Método de muestreo, y tratamiento de la muestra.

11.7

Ensayo efectuado y método empleado.

11.8

Resultado del ensayo.

11.9

Observaciones.

11.10 Fecha del ensayo.

70

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA

NTC 5604 ANEXO A (Informativo) BIBLIOGRAFÍA

[1]

ASTM INTERNATIONAL. Standard Test Methods for Sampling and Chemical Analysis of Soaps and Soap Products. USA, ASTM, 2006. 20 p. (ASTM D460-91 (Reapproved 2005)).

[2]

ASTM INTERNATIONAL. Standard Test Methods for Chemical Analysis of Soaps Containing Synthetic Detergents. Philadelphia, 2006. 9 p. (ASTM D820-93 (2003)).

[3]

ASTM INTERNATIONAL. Standard Guide for pH of Aqueous Solutions of Soaps and Detergents. Philadelphia, 2006. 2 p. (ASTM D1172-95 (Reapproved 2001)).

[4]

REGLAMENTO (CE) No 648/2004 DEL PARLAMENTO EUROPEO Y DEL CONSEJO de 31 de marzo de 2004 sobre detergentes. Disponible en: http://eur-ex.europa.eu/LexUriServ/site/es/oj/2004/l_104/l_10420040408es00010035.pdf

[5]

AOCS Official Method. Véase: http://www.aocs.org/

[6]

Charles L. Thomas, Herman S. Bloch, and James Hoekstra. Ind. Eng. Chem. Anal. Ed.; The Proximate Analysis of Gasoline 1938; 10(3) pp 153 - 156; DOI: 10.1021/ac50119a011 Véase el numeral http://pubs3.acs.org/acs/journals/doilookup?in_doi=10.1021/ac50119a011

71