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FUNDAMENTO TEORICO CLORUROS (Cl-): El ion cloruro (Cl-), es uno de los aniones inorgánicos principales en el agua natural y residual. Los contenidos de cloruros de las aguas son variables y se deben principalmente a la naturaleza de los terrenos atravesados. Habitualmente, el contenido de ion de cloruro de las aguas naturales es inferior a 50 mg/l. En el agua potable, el sabor salado producido por el Cl- es variable y depende de la composición química del agua. METODO DE MOHR: es utilizado en valoraciones químicas de cloruros y bromuros, con plata, utilizando como indicador el cromato potásico. La formación de Ag2CrO4, de color rojo, nos indicará el punto final de la valoración. Durante la valoración, las condiciones que deben darse deben ser tales que el cloruro precipite de manera cuantitativa como cloruro de plata antes de que se consiga formar el precipitado de Ag2CrO4. Por otra parte, el indicador debe ser lo bastante sensible como para poder dar un cambio de color apreciablemente nítido, con una pequeña porción de plata. Se puede llegar a calcular la cantidad de concentración del cromato, que debe de encontrarse en la disolución para que la precipitación inicie exactamente en el punto de equivalencia. Cuando la disolución se encuentre saturada de las dos sales, el cloruro y el cromato de plata, se cumplirán de manera simultanea los equilibrios siguiente ( los valores de Kps indicados son aproximados) : Ag+ + Cl- ↔ AgCl ↓ (precipitado); Kps=[Ag+][Cl-=10-10] 2Ag+ + CrO42- ↔ Ag2CrO4 ↓; Kps* = [Ag+]2[CrO4-2] = 2.10-10 Si despejamos la concentración de catión plata de las dos constantes y pasamos a igualar, obtendremos una relación de donde deduciremos que la relación de las concentraciones de ambos iones es: Kps/ √ K*ps = [Cl-] / √[CrO42-] = 7.10-5 Como en el punto de equivalencia se cumple que la concentración de iones plata es igual a la concentración de iones cloro y todo ello a su vez es igual a : √ Kps = √ 10-10 = 10-5 M Con dicho valor de concentración de cloro, tendremos la concentración de cromato que debe encontrarse presente en la disolución para que se produzca la precipitación del cromato de plata en el momento, dándonos un resultado de 0.02 M. METODO DE FAJANS: INDICADOR DE ADSORCION Se utiliza un indicador de absorción, se denomina indicadores de absorción aquellas sustancias que comunican un color distinto a la superficie de un precipitado, de tal manera que la aparición de una coloración en la superficie del precipitado indica el punto final.

Los indicadores de absorción usuales son colorantes anicónicos, atraídas por las partículas de precipitado cargadas positivamente que se producen justo después del punto equivalente. La absorción del colorante con carga negativa en la superficie cargada positivamente modifica el color de esta sustancia. El cambio de color señala el punto final de titulación. La reacción estequiométrica de titulación es simplemente una precipitación del halogenuro de plata, la reacción en el punto final se lleva a cabo entre la plata (Y) y el anión colorido de un indicador. Reaccion de Titulacion X+Ag → AgX(s) Reaccion en el punto Final AgX + Ag + Ind → AgX: Ag

:Ind

En el punto de equivalencia se neutralizará la micela y con un poco de exceso de iones plata, pasará a encontrarse cargada de manera positiva. El paso de una situación a la otra, se produce de manera normal con una sola gota de disolución de iones plata. En dicho momento, el indicador de adsorción se incorpora a la capa de contrapones y así pasa a reaccionar con la plata sobre la superficie de la partícula coloidal, como resultado se puede ver un claro cambio en la superficie. Para dicha valoración de Fajans, se suele utilizar la fluoresceína, a modo de indicador. Así, al principio de la valoración, la disolución es de color verde-amarillenta, y así en el punto de equivalencia pasa a ser de un color rojo-rosado, gracias al producto formado, AgIn, el cual no llega a ser un precipitado pues su concentración en la disolución es bastante pequeña. La fluoresceína, es un ácido de tipo débil, pKa= 8, para que pueda absorberse debe encontrarse en la cantidad suficiente en forma aniónica. El intervalo de pH óptimo se encuentra valores de 7 y 9. La diclorofluoresceína pKa = 5, produce el mismo cambio que la fluoresceína, pero debe poder valorarse a pH más ácido, siendo así un pH >4 o igual a dicho valor. Pueden ser usados como indicadores de adsorción, las sustancias que se comportan de manera análoga y de hecho existen bastantes indicadores que se pueden aplicar a la determinación del punto final de volumetrías de precipitación en las que no interviene la plata. Para poder elegir un indicador de Fajans correcto, hay que tener en cuenta que se absorben de manera preferente aquellos iones que forman con los de la red del precipitado los compuestos menos solubles. El indicador que se elija debe de ser más soluble que el compuesto cuyo precipitado se está formando. De esta manera, en la valoración de cloruro no se puede utilizar eritrosina como indicador, pues es menos soluble, y reaccionará con la plata antes que con el cloruro. Este hecho sugiere la posibilidad de valorar de manera selectiva un ion en presencia de otro que también reaccione con el valorante, si existe un indicador de solubilidad intermedia.

APLICACIÓN INDUSTRIAL Cloruro en la industria de la construcción En los últimos años en nuestro país la industria de la construcción se ha desarrollado ampliamente, siendo las estructuras de concreto armado uno de los sistemas constructivos más utilizados por excelencia. El concreto es un material compuesto, constituido por la unión de cemento, agua, aditivos, agregados (grava y arena), en diferentes proporciones de acuerdo con el diseño de la mezcla. Todos estos materiales pueden contener entre otras cosas iones cloruros.

Imagen N°1 Muestras para la determinación de cloruros

Diversos estudios han demostrado que, si los iones cloruros exceden los valores máximos establecidos en las especificaciones, pueden ejercer una influencia negativa propiciando la corrosión de las armaduras de las estructuras, razón por la cual es de vital importancia determinar la concentración de iones cloruros presentes en el cemento, en el agua de amasado, en los agregados y aditivos, o bien en el concreto en sí. Los iones cloruros presentes en el agua de concreto deben determinarse siguiendo el procedimiento establecido en la norma ASTM D 512 o con la norma ASTM C 114. Los resultados obtenidos se evalúan de acuerdo con las especificaciones de la norma ASTM C 1602/C 1602-M, en la cual se establece que, para el agua de mezcla utilizada en la producción de concreto con cemento hidráulico, la concentración máxima de iones cloruros permitida es de 500 ppm. En cuanto a las muestras de agregados se utilizan las normas ASTM C 1524 y ASTM C 114. En la primera se describe el pretratamiento de la muestra, utilizando un sistema Soxhlet para realizar la extracción, y en la segunda la determinación empleando la titulación potenciométrica.

Imagen N°2: Titulación potenciométrica

Para los aditivos de concretos la norma ASTM C-465 establece que los ensayos químicos deben realizarse con la norma ASTM C-114; estos aditivos pueden presentarse tanto en estado líquido como en sólido. En las muestras de cemento, la concentración de iones cloruros se determina siguiendo el procedimiento de la norma ASTM C 114, realizando una titulación potenciométrica con un electrodo de cloruro.

Imagen N°3: Electrodo para el ensayo de cloruros

Cuando se trata de muestras de concreto se efectúa una titulación potenciométrica, ya sea para determinar el contenido de los iones cloruros solubles en agua con la norma ASTM C 1218, o bien los cloruros solubles en ácido con la norma ASTM C 1152. En forma general, para determinar la concentración de iones cloruro de acuerdo con la norma ASTM, se debe contar con un potenciómetro calibrado, un electrodo de cloruro y una micro bureta con divisiones de 0,02 mL. El reglamento ACI (American Concrete Institute) 318, establece los límites de contenido de los iones cloruros solubles en agua en el concreto, a los siguientes porcentajes en peso del cemento, como se observa en la Tabla N°1. Tabla N°1 ACI 318- Tabla 4.4.1 Contenido máximo de iones cloruro para la protección contra la corrosión del acero de refuerzo.

Tipo de elemento

Contenido máximo de iones cloruros solubles en el agua en el concreto

Concreto pre esforzado

0.06

Concreto reforzado expuesto a cloruros durante su servicio

0.15

Concreto reforzado que vaya a estar seco protegido contra la humedad durante su servicio

1.00

Otras construcciones de concreto reforzado.

0.30

El contenido de cemento se determina con la norma ASTM C 1084. Además de estas normas, en la ASTM C 1202 encontramos el método estándar para el ensayo de indicación eléctrica de la capacidad del concreto para resistir la penetración de los iones cloruros.