Cementos - Análisis químico

I

NORMA CHILENA OFICIAL NCh147.Of69

Cementos - Análisis químico

Preámbulo

El Instituto Nacional de Normalización, INN, es el organismo que tiene a su cargo elestudio y preparación de las normas técnicas a nivel nacional. Es miembro de laINTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION (ISO) y de la COMISIONPANAMERICANA DE NORMAS TECNICAS (COPANT), representando a Chile ante esosorganismos.

Esta norma establece los procedimientos para la determinación de los componentesquímicos del cemento.

Este texto es una revisión y reemplaza a la norma NCh147 "Análisis químico de loscementos", declarada norma Chilena Oficial de la República por Decreto N°1356 del 16 deJulio de 1951 del Ministerio de Obras Públicas y Vías de Comunicación.

En el estudio de esta norma, se ha tenido a la vista, entre otros, el documento siguiente:

AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIAL, ASTM C 114-67 "StandardMethods for Chemical Analysis of Hidraulic Cement".

El Comité "Cementos y Cales" de la Especialidad de "Arquitectura y Construcción" queestudió esta norma, estuvo constituido por las personas siguientes:

Cementos Bío-Bío Hans Bucher K.Cementos Cerro Blanco de Polpaico Eduardo Lobos P.

Jorge Pantoja M.Empresas Industriales El Melón Alfonso Serrano A.Instituto de Investigaciones y Ensayes deMateriales de la Universidad de Chile, IDIEM Jorge Arriagada C.

Guillermo AdamsJosé Saavedra M.

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II

Instituto de Investigaciones Tecnológicasy Normalización, INDITECNOR Armin von Bischhoffshausen H.

El Instituto recibió respuestas durante el plazo de consulta pública de esta norma, conobservaciones de:

Ing. Hugo Brangier M., Director de INDITECNORIng. Carlos Höerning D., Asesor del H. Consejo del Instituto.

Esta norma ha sido revisada y aceptada por el Director del Instituto Nacional deInvestigaciones Tecnológicas y Normalización, INDITECNOR, Ing. Hugo Brangier M., confecha 10 de Noviembre de 1969, y aprobada en la sesión del H. Consejo del Instituto,efectuada el 25 de Noviembre de 1969, que contó con la asistencia de los señoresConsejeros: Sergio Alvarez, Jorge Covarrubias; Mauricio Froimovich; Eduardo Gana;Ernesto Gómez; Samuel Navarrete; Raúl Orellana; Hernán Rojas; Jorge Troncoso yGustavo Vicuña.

Esta norma ha sido declarada norma chilena Oficial de la República, por Decreto N°588 defecha 22 de Junio de 1970, del Ministerio de Obras Públicas y Transportes.

Esta norma es una "reedición sin modificaciones" de la norma chilena OficialNCh147.Of69, "Cementos - Análisis químico", vigente por Decreto N°588, de fecha 22de Junio de 1970, del Ministerio de Obras Públicas y Transportes.

Solamente se han actualizado las Referencias a normas que aparecen en ella.

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NORMA CHILENA OFICIAL NCh147.Of69


1 Alcance

1.1 Esta norma establece los procedimientos para la determinación de los componentesquímicos de los cementos indicados en 3 Terminología de esta norma.

1.2 Esta norma se aplica a los cementos destinados a las construcciones.

2 Referencias

NCh32 Tamices de ensayo.NCh148 Cemento - Terminología, clasificación y especificaciones generales.NCh162 Cemento - Extracción de muestras.NCh426 Agua para análisis.

3 Terminología

3.1 óxido de aluminio (alúmina: Al2O3): comprende la diferencia entre los resultados dela determinación especificada en capítulo 8 (R2O3 = Al2O3 + Fe2O3 + TiO2 + Mn2O3 +P2O5 + ZrO2 + Cr2O3 + V2O5) y la determinación especificada en capítulo 9, ambos deesta norma. Corresponde, por lo tanto, al contenido en Al2O3 más los óxidos que suelenencontrarse generalmente en cantidades pequeñas.

3.2 óxido de calcio total (CaO): comprende todo el óxido de calcio presente en el cementoen forma de silicato, aluminato, sulfato, óxido e hidróxido libre y ocasionalmente aun,como carbonato. Su valor se obtiene según capítulo 12 de esta norma.

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3.3 óxido de hierro (Fe2O3): comprende todo el hierro presente en el cemento bajo laforma metálica o de combinación y se determina según capítulo 9 de esta norma.

3.4 óxido e hidróxido de calcio, libres: comprende todo el calcio que se encuentre en elcemento bajo la forma de óxido o hidróxido [CaO, Ca(OH)2] denominado también cal librey que se determina según capítulo 17 de esta norma.

3.5 óxido de manganeso (Mn2O3): comprende la cantidad de manganeso, determinadocomo Mn2O3, según capítulo 11 de esta norma.

3.6 óxido de magnesio total (MgO): comprende todo el óxido de magnesio existente en elcemento. Su valor se determina según capítulo 13 de esta norma.

3.7 óxido de silicio total (sílice = SiO2): comprende todo el SiO2 presente que existe en elcemento.

Su valor se determina según capítulo 7 de esta norma.

3.8 óxido de sodio y potasio (álcalis: Na2O + K2O): comprende la cantidad de óxidos desodio y potasio totales que se determinan por el procedimiento indicado en capítulo 16.

3.9 pérdida por calcinación: indica los constituyentes accidentales que se eliminan por elcalentamiento entre 950 °C ± 50 °C establecido en 6.1 y 6.2. Representa normalmenteel agua higroscópica, la de cristalización, la de hidratación y el dióxido de carbono.

3.10 residuo insoluble: materias insolubles en ácido clorhídrico diluido que se encuentranen el cemento, constituidas principalmente por cuarzo y silicatos insolubles. Su valor sedetermina según capítulo 15 de esta norma.

3.11 sulfuros (S): comprende el contenido de azufre presente en el cemento, solamentebajo la forma de sulfuros y se determina según capítulo 18 de esta norma.

3.12 trióxido de azufre (SO3): comprende todo el azufre bajo la forma de sulfatos, decalcio principalmente, que se obtiene según capítulo 14 de esta norma.

4 Aparatos y reactivos

4.1 Aparatos

Las balanzas, pesas y aparatos volumétricos serán de grado analítico y deben cumplir conlas normas chilenas correspondientes.

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4.2 Reactivos

Los reactivos siguientes usados serán de grado analítico:

a) ácido acético (HC2H3O2) 99,5%

b) ácido clorhídrico (HCl) d = 1,18

c) ácido fluorhídrico (HF) 48%

d) ácido nítrico (HNO3) d = 1,42

e) ácido fosfórico (H3PO4) 85%

f) ácido sulfúrico (H2SO4) d = 1,84

g) hidróxido de amonio (NH4OH) d = 0.90

4.3 Agua destilada, según NCh426.

5 Muestras

5.1 Extracción de muestras

Se tomarán según NCh162.

5.2 Preparación de la muestra

Tomar una muestra para análisis de 200 g, representativa del cemento y pulverizarlaeventualmente en un mortero de ágata hasta que todo el cemento pase por el tamiz 14(NCh32).

Extraer a continuación el hierro mediante un imán potente.

6 Pérdida por calcinación

6.1 Pérdida por calcinación

Para todos los cementos, excepto los cementos siderúrgicos.

6.1.1 Resumen del método

El cemento se calienta en una mufla a una temperatura determinada y la pérdida en pesorepresenta normalmente el agua higroscópica, la de cristalización, la de hidratación y eldióxido de carbono.

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6.1.2 Procedimiento

Calcinar una masa m = 1,000 g de cemento en un crisol cubierto, de preferencia en unamufla, a la temperatura de 950 °C ± 50 °C durante 30 min. Pesar, calcinar de nuevodurante 5 min más y pesar. En caso de obtener una disminución de peso, repetir laoperación hasta peso constante; registrar la masa m1.

6.1.3 Expresión de resultados

Obtener el porcentaje de la pérdida por calcinación con aproximación de 0,1 por laexpresión:

Pérdida por calcinación % = 100 (m - m1)

en que:

m1 = masa, g, del material calcinado;

m = masa, g, de la muestra.

6.2 Pérdida por calcinación

Para los cementos siderúrgicos.

6.2.1 Resumen del método

Como la pérdida anotada en la calcinación representa el agua higroscópica, la decristalización, la de hidratación y el CO2, este método proporciona una corrección para laganancia de peso debida a la oxidación de los sulfuros generalmente presentes en loscementos siderúrgicos, determinando el aumento de contenido de SO3 durante lacalcinación.

6.2.2 Procedimiento

6.2.2.1 Calcinar una masa m = 1,000 g de cemento en un crisol cubierto, de preferenciaen una mufla, a la temperatura de 950 °C ± 50 °C durante 15 min. Enfriar en un secadory pesar. Sin comprobar el peso constante, se traspasa el material calcinado a un matrazde 400 ml. Deshacer los grumos del cemento calcinado con el extremo de una varilla devidrio.

6.2.2.2 Determinar el contenido de SO3 por el método indicado en capítulo 14 de estanorma. Determinar por el mismo procedimiento el contenido de SO3 de una porción delmismo cemento que no ha sido calcinado.

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6.2.3 Expresión de resultados

6.2.3.1 Obtener el porcentaje de la pérdida de peso por calcinación por la expresión:

Pérdida por calcinación, % = 100 (m1 - m) + 0,8 [(SO3)a - (SO3)b]

en que:

m1 = masa, g, del material calcinado;

m = masa, g, de la muestra;

(SO3)a = contenido, %, de SO3 en el cemento calcinado (6.2.2.2);

(SO3)b = contenido, %, de SO3 en el cemento original (6.2.2.2).

6.2.3.2 Si se obtiene un aumento de peso durante la calcinación, se resta el porcentaje deganancia de la corrección para SO3.

7 Oxido de silicio (SiO2)

7.1 Resumen del método

El método se basa en la insolubilización de la sílice por evaporación con ácido clorhídrico.La sílice se obtiene por volatilización con ácido fluorhídrico.

7.2 Procedimiento

7.2.1 Pesar una porción de masa m = 0,500 g de la muestra y colocarla en una cápsulade evaporación y deshacer los grumos en 10 cm3 de agua fría con una varilla de vidrio.Agregar, de una vez, 5 a 10 cm3 de HCl y digerir calentando suavemente hasta lacompleta descomposición. Evaporar la solución a sequedad en un baño María. Agregardespués 5 a 10 cm3 de HCl, esperar 2 min y enseguida agregar una cantidad igual deagua. Cubrir la cápsula y digerirlo por 10 min en una plancha caliente. Diluir la solucióncon una cantidad igual de agua caliente, inmediatamente después filtrar a través de unpapel filtro (textura media); enseguida lavar el residuo con ácido clorhídrico diluido (1:99)caliente y después con agua caliente. Reservar este residuo.

7.2.2 Evaporar nuevamente el filtrado a sequedad y colocar el residuo en un hornosecador durante 1 h a 105°C a 110°C. Dejar enfriar, agregar 10 a 15 cm3 de HCl ydigerirlo por 10 min en una plancha caliente. Digerir la solución con una cantidad igual deagua, inmediatamente después filtrar con un nuevo papel filtro y lavar cuidadosamente elpequeño residuo de SiO2 como se describe en 7.2.1. Agitar los filtrados y reservarlos parala determinación del R2O3.

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7.2.3 Transferir los papeles filtros que contienen los residuos de 7.2.1 y 7.2.2 a un crisol.Secar e incinerarlos, primero con un calor suave hasta que el papel filtro estécompletamente consumido sin inflamarse y finalmente a 1 000 °C ± 50 °C hasta pesoconstante; registrar masa m1.

7.2.4 Tratar el SiO2 así obtenido, que contiene pequeñas impurezas en un crisol de platinocon 0,5 a 1 cm3 de agua, 2 gotas de H2SO4 y alrededor de 10 cm3 de HF. Evaporarcuidadosamente a sequedad. Calentar el residuo a 1 000 °C ± 50 °C durante 5 min ypesar; registrar masa m2. Agregar 0,5 g de pirosulfato de potasio (K2S2O7) al crisol deplatino y calentar a una temperatura inferior al rojo hasta que el residuo de impurezas sedisuelva en el material fundido, Enfriar, disolver la masa fundida en agua, y agregar a losfiltrados reservados en 7.2.2.

7.2.5 Si el residuo del tratamiento con HF en el análisis del cemento pasa sobre0,0020 g, repetir la determinación de la sílice tomando las medidas necesarias paraasegurar la completa descomposición de la muestra.

7.2.6 En el caso del análisis químico de los cementos definidos en 4.2, 4.3, 4.4 y 4.5 deNCh148, no siempre es posible obtener residuos en el tratamiento con HF inferiores a0,002 g. En estos casos mezclar y fundir la muestra indicada en 7.2.1 con 2,5 g a 5,0 gde fundentes (carbonato de sodio o carbonato de sodio y carbonato de potasio en laproporción 1:1).

7.3 Determinación en blanco

Hacer una determinación en blanco, siguiendo el mismo procedimiento, con igualescantidades de reactivos; registrar masa mb.

7.4 Expresión de resultados

Obtener el contenido de SiO2 con aproximación de 0,1 por la expresión:

SiO2, % = 200 [m2 - (m1 - mb)]

en que:

m2 = masa, g, obtenida en 7.2.4;

m1 = masa, g, obtenida en 7.2.3;

m = masa, g, obtenida en 7.3.

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8 Determinación del R2O3


El aluminio, el hierro, el titanio y el fósforo se precipitan mediante hidróxido de amonio enel filtrado reservado en 7.2.2. Tomando cuidado, poco o nada del manganeso se precipita.El precipitado se calcina y se pesa como óxidos.

8.2 Procedimiento

8.2.1 Agregar un total del 10 ml a 15 ml de HCl a aproximadamente 200 ml del filtradoreservado en 7.2.2.

Agregar enseguida unas gotas de indicador rojo de metilo y calentar hasta ebullición.Tratar con hidróxido de amonio, gota a gota hasta que el color de la solución se torneamarillo y agregar una gota en exceso. Calentar la solución que contiene el precipitadohasta ebullición y dejar hervir durante 1 min aproximadamente o bien digerir 10 min enbaño María. Dejar en reposo por no más de 5 min el precipitado y filtrar usando papelfiltro de textura media. Lavar dos veces cuando se trata de un precipitado pequeño yhasta cuatro veces para un precipitado abundante con una solución caliente de nitrato deamonio 20 g/L preparada de la siguiente manera: a la solución caliente de lavado agregardos gotas de indicador de rojo de metilo y luego agregar gotas de NH4OH (1:1) hasta queel color vire al amarillo.

8.2.2 Dejar a un lado el filtrado y transferir el precipitado y el papel filtro al mismo vasode análisis en el cual se efectuó la primera precipitación. Disolver el precipitado con HCl(1:2) caliente. Revolver hasta macerar totalmente el papel y enseguida diluir la soluciónhasta aproximadamente 100 ml. Reprecipitar los hidróxidos como se indica en 8.2.1.Filtrar la solución y lavar el precipitado con cuatro porciones de 10 ml de solución deNH4NO3. Mezclar los filtrados y reservar para la determinación del CaO.

8.2.3 Colocar el precipitado en un crisol de platino, calentar lentamente hasta que secarbonicen los papeles, enseguida calentar a 1 000 °C ± 50 °C hasta peso constante, ypesarlo como R2O3; registrar m1.


Hacer una determinación en blanco siguiendo el mismo procedimiento con igualescantidades de reactivos; registrar masa mb.

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Obtener el porcentaje de R2O3 con aproximación de 0,1 según la expresión:

R2O3, % = 200 (m1 - mb)

en que:

m1 = masa, g, de óxidos obtenidos en 8.2.3;

mb = masa, g, obtenida en 8.3.

9 Oxido férrico


El contenido de Fe2O3 se determina en una porción separada de la muestra de cementoreduciendo el hierro al estado ferroso con cloruro estannoso (SnCl2) y titulando con unasolución de dicromato de potasio (K2Cr2O7). En esta determinación no interfiere titanio nivanadio.

9.2 Reactivos

9.2.1 Indicador de difenilamina sulfonato de bario

Disolver 0,3 g de difenilamina sulfonato de bario en 100 ml de agua.

9.2.2 Solución normal de dicromato de potasio (1 ml = 0,004 g Fe2O3).

Pulverizar y secar el dicromato de potasio (K2Cr2O7), a 190 °C ± 10 °C, hasta pesoconstante. Pesar una cantidad de reactivo seco igual a 2,4570 g para cada litro desolución a preparar. Disolver y aforar con agua en un matraz.

Esta solución no requiere mayor normalización.

9.2.3 Solución de cloruro estañoso

Disolver 5 g de cloruro estañoso (SnCl2 2H2O) en 10 ml de HCl y diluir a 100 ml. Agregargranalla de estaño exento de hierro y hervir hasta que la solución esté transparente.Mantener la solución en un frasco gotario que contenga estaño metálico.

9.3 Procedimiento

Pesar una porción de masa m = 0,500 g de la muestra en un vaso de 400 ml u otroadecuado. Añadir 40 ml de agua frías, agitar y agregar 10 ml de HCl. Calentar la solucióny deshacer los grumos del cemento con una varilla de vidrio. Calentar la solución a

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ebullición agregando SnCl2, gota a gota mientras se agita y hervir hasta que la solución sedescolore. Agregar una gota en exceso y dejar enfriar la solución hasta temperaturaambiente colocando el vaso en agua fría. Una vez frío lavar el interior del vaso con agua yagregar de una vez 10 ml de una solución saturada de HgCl2. Agitar la solución durante1 min y agregar 10 ml de H3PO4(1:1) y 2 gotas de indicador de difenilamina sulfonato debario. Añadir la cantidad de agua suficiente para que el volumen después de la titulaciónsea entre 75 ml y 160 ml. Titular con solución normal de K2Cr2O7. El punto final es aquelen el cual una sola gota cause una intensa coloración púrpura que permanece invariable alagregarle más K2Cr2O7 normal; registrar volumen V.

9.4 En el caso del análisis químico de los cementos definidos en 4.2, 4.3, 4.4 y 4.5 deNCh148, es necesario mezclar y fundir la muestra m indicada en 9.3 con 2,5 g a 5,0 g defundente (carbonato de sodio o carbonato de sodio y carbonato de potasio en laproporción 1:1).


Hacer una determinación en blanco siguiendo el mismo procedimiento con igualescantidades de reactivos. Registrar el volumen Vb, de K2Cr2O7 requerido para establecer elpunto final según 9.3. Como debe haber presente una cierta cantidad de hierro paraobtener un punto final correcto, si no se obtiene el color púrpura después de laadición de cuatro gotas de K2Cr2O7 normal, se considera la determinación en blancocomo cero (Vb = 0).


Obtener el porcentaje de Fe2O3 con aproximación de 0,1 por la expresión:

Fe2O3, % = E (V - Vb) x 200

en que:

E = Fe2O3 equivalente, g/ml, de la solución de K2Cr2O7;

V = volumen, ml, de solución de K2Cr2O7 requerido por la muestra de 0,500 g;

Vb = volumen, ml, de K2Cr2O7 requerido por la determinación en blanco, según9.5.

10 Oxido de aluminio

Obtener el contenido de Al2O3 con aproximación de 0,1 por la fórmula:

Al2O3, % = R2O3, % Fe2O3, %

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11 Oxido de manganeso


El óxido de manganeso se determina volumétricamente por titulación con solución demetarsenito de sodio, después de oxidar el manganeso con metabismutato de sodio.

11.2 Reactivos

11.2.1 Metabismutato de sodio (NaBiO3)

11.2.2 Solución de nitrito de sodio (50 g de NaNO2/litro).

11.2.3 Metarsenito de sodio, solución normal (1 ml = 0,0003 g Mn2O3)

11.2.3.1 Disolver 3,0 g de carbonato de sodio (Na2CO3) en 100 ml de agua y agregar0,90 g de As2O3 y calentar la mezcla hasta que la disolución sea lo más completa posible.Filtrar la solución si no es clara o contiene residuos. Enfriar a temperatura ambiente,transferir a un matraz aforado y diluir a 1 litro.

11.2.3.2 Disolver 0,58 g de permanganato de potasio (KMnO4) en 1 L de agua y senormaliza comparando con alrededor de 0,03 g de muestra oxidimétrica de oxalato desodio (Na2C2O4); registrar volumen Vd de KMnO4 y masa ma de Na2C2O4. Colocar 30,0 mlde la solución de KMnO4 en un matraz Erlenmeyer de 250 ml. Agregar 60 ml deHNO3(1:4) y 10 ml de nitrito de sodio (NaNO2, 50 g/L) al matraz. Hervir la solución hastaque se elimine completamente el HNO2. Enfriar la solución, agregar NaBiO3 y titular conuna solución normal de metarsenito de sodio (NaAsO2) como se indica en 11.3.2;registrar volumen Vc.

Calcular el óxido de manganeso (Mn2O3) equivalente a la solución de NaAsO2, g/ml, por laexpresión:

cd

a

VVm

E⋅

⋅=

08,7

en que:

E = Mn2O3 equivalente, g/ml, de la solución de NaAsO2;

am = masa, g, de Na2C2O4 usado en 11.2.3.2;

cV = volumen ml, de solución de NaAsO2 requerido por 30,0 ml de solución KMnO4;

dV = volumen, ml de solución de KMnO4 requerido por el Na2C2O4;7,08 proporción molecular de Mn2O3 a 5Na2C2O4 (0,236) multiplicado por 30,0

(volumen de solución KMnO4).

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11.3 Procedimiento

11.3.1 Pesar una porción de masa m = 1 000 g a 3 000 g de la muestra (ver Nota 1) enun vaso de precipitado de 250 ml; tratar con 5 a 10 ml de agua y enseguida con 60 ml a75 ml de HNO3 (1:4). Hervir la mezcla hasta que la disolución sea lo más completaposible. Agregar 10 ml de NaNO2 (50 g/L) a la solución; hervir hasta que el ácido nitrososea eliminado, y evitar que el volumen de la solución no se reduzca tanto que cause laprecipitación de SiO2 gelatinoso. Puede haber algo de SiO2 separado, que puededespreciarse, pero si hay un residuo de color rojo o café hay que agregar másNaNO2 /50 g/L) para que la descomposición sea completa y luego hervir nuevamente paraeliminar el ácido nitroso. Filtrar la solución usando papel filtro de textura media; vaciarla aun matraz Erlenmeyer de 250 ml y lavar el papel filtro con agua.

11.3.2 La solución debe tener un volumen de 100 ml a 175 ml; enfriarla a temperaturaambiente. Agregar 0,5 g de NaBiO3 en pequeñas cantidades, mientras se agitaintermitentemente. Después de completar la adición agitar la solución ocasionalmentedurante 5 min y agregar a continuación 50 ml de HNO3 (1:33) frío, que ha sidopreviamente hervido para eliminar el ácido nitroso. Filtrar la solución a través de una capade asbesto calcinado en un crisol Gooch u otro similar. Lavar el residuo cuatro veces conHNO3 (1:33) frío. Titular inmediatamente el filtrado con la solución normal de NaAsO2. Elpunto final se alcanza cuando se obtiene un color amarillo libre de tintes cafés o púrpurasy no cambia al agregarle más NaAsO2; registrar el volumen V.


Hacer una determinación en blanco siguiendo el mismo procedimiento con igualescantidades de reactivos; registrar volumen Vb.


Calcular el porcentaje de Mn2O3 con aproximación de 0,01 como sigue:

m100 )V - (V E

= % ,OMn b ⋅32

en que:

E = Mn2O3 equivalente, g/ml, de la solución de NaAsO2;

V = volumen, ml, de solución de NaAsO2 requerido por la muestra;

m = masa, g, de muestra usada;

bV = volumen, ml, de solución de NaAsO2, requerido por la determinación enblanco según 11.4.

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12 Oxido de calcio


Se basa en la determinación volumétrica del óxido de calcio (CaO) después de separar eldióxido de silicio (SiO2) y los del grupo R2O3 precipitando el calcio como oxalatos.

El oxalato se redisuelve y se titula con permanganato de potasio.

12.2 Reactivos

12.2.1 Solución de oxalato de amonio (50 g/L)

12.2.2 Solución normalizada de permanganato de potasio (0,18 N)

Preparar una solución de permanganato de potasio (KMnO4) que contenga 5,69 g/L. Dejarreposar esta solución a temperatura ambiente en un frasco ámbar durante 7 días a lomenos, hervir y enfriar a la temperatura ambiente. Retirar mediante un sifón la soluciónclara sin perturbar el sedimento en el fondo de la botella; filtrar la solución clara a travésde una capa de lana de vidrio colocada en un embudo o a través de un filtro de vidrioapropiado. Guardar en un frasco ámbar. Normalizar la solución con 0,7000 g a 0,8000 gde oxalato de sodio oxidimétrico y registrar la temperatura a la cual se hizo lanormalización.

12.2.3 Calcular el CaO equivalente de la solución como sigue:

1 ml de KMnO4N es equivalente a 0,06701 de oxalato de sodio.

0,06701 =

⋅44 KMnOde ml

sodio de oxalato de PesoKMnOde Normalidad

1 ml de KMnO4 es equivalente a 0,02804 g de CaO.

12.3 Procedimiento

12.3.1 Acidular los filtrados obtenidos en la determinación del grupo R2O3 y, si esnecesario, evaporar hasta un volumen de aproximadamente 200 ml. Agregar 5 ml deHCl, unas gotas de indicador rojo de metilo y 30 ml de solución tibia de oxalato de amonio(50 g/L).

12.3.2 Calentar la solución a 75 °C ± 5 °C y agregar NH4OH (1:1) gota a gota agitandohasta que el color vire de rojo a amarillo. Dejar reposar la solución sin calentar durante unahora y revolver ocasionalmente durante la primera media hora. Filtrar usando papel detextura fina y lavar el precipitado 8 a 10 veces con agua caliente, no debiendo exceder eltotal de agua usada de 75 ml.

Acidular el filtrado con HCl y reservar para la determinación de MgO.

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12.3.3 Traspasar el precipitado mediante un chorro de agua caliente al vaso en que seefectuó la precipitación. Diluir a 200 ml y agregar 10 ml de H2SO4 (1:1). Calentar lasolución a una temperatura cercana a la de ebullición y titular con solución normalizada deKMnO4. Continuar la titulación lentamente hasta que el color rosado persista durante porlo menos 10 s. Agregar el papel filtro que contenía el precipitado original y macerar. Si elcolor rosado desaparece, continuar la titulación hasta que nuevamente aparezca y persistapor lo menos durante 10 s; registrar el volumen, V.


Hacer una determinación en blanco siguiendo el mismo procedimiento con igualescantidades de reactivos. Registrar el volumen Vb de solución de KMnO4 requerido paraestablecer el punto final.


Obtener el contenido de CaO con aproximación al 0,1 por la expresión:

)V - (V E = % CaO, b

en que:

E = CaO equivalente de la solución de KMnO4 en % CaO/ml basado en una muestra de 0,5 g, calculado según:

E =0,5

100 0,02804 KMnO de Normalidad ••4

V = volumen, ml, de solución de KMnO4 requerido por la muestra según 12.3.3;

bV = volumen, ml, de solución de KMnO4 requerido por la determinación en blanco según 12.4.

13 Oxido de magnesio


El magnesio se precipita dos veces como fosfato amónico de magnesio del filtradodespués de separar el calcio.

El precipitado se calcina y se pesa como pirofosfato de magnesio (Mg2P2O7). El MgOequivalente se calcula.

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13.2 Reactivos

13.2.1 Solución de nitrato de amonio

Disolver 100 g de nitrato de amonio (NH4NO3) en agua, agregar 200 ml de NH4OH, diluir a1 L.

13.2.2 Ortofosfato diamónico (250 g/L) (NH4)2HPO4

13.3 Procedimiento

13.3.1 Acidular el filtrado reservado en la determinación de CaO con HCl y concentrarhasta alrededor de 250 ml. Agregar a esta solución alrededor de 10 ml de (NH4)2HPO4

(250 g/L) y enfriar la solución a temperatura ambiente colocándola en un recipiente conagua fria.

Después de enfriada, agregar NH4OH gota a gota mientras se revuelve constantementehasta que se forme el fosfato amónico y magnesio cristalino y luego agregar en exceso 5a 10 por ciento del volumen de la solución, y continuar revolviendo durante varios min.Dejar en reposo la solución 12 h como mínimo y luego filtrar, usando papel de textura finay lavar moderadamente con solución fría de NH4NO3.

13.3.2 Traspasar el precipitado del papel filtro al vaso en que se hizo la precipitaciónusando agua caliente. Lavar el papel filtro con HCl caliente (1:4) y nuevamente con aguacaliente. Diluir la solución hasta alrededor de 100 ml, agregar 1 ml de (NH4)2HPO4

(250 g/L), enfriar a la temperatura ambiente, y luego agregar NH4OH gota a gota mientrasse revuelve constantemente, hasta que se forme nuevamente el precipitado y el NH4OHesté en moderado exceso.

Enfriar, dejar reposar durante 12 h aproximadamente, filtrar y lavar con dos porciones de10 ml de solución de lavado de NH4NO3.

Colocar el precipitado en un crisol de platino o porcelana tarado e incinerarcuidadosamente el papel. Calcinar el precipitado a 1 100 °C (El precipitado de pirofosfatode magnesio no debe fundirse). Enfriar en un desecador y pesar.

Repetir la operación hasta peso constante; registrar la masa m1.


Hacer una determinación en blanco, siguiendo el mismo procedimiento con igualescantidades de reactivos. En el resultado obtenido en el análisis, hacer la correccióncorrespondiente.

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Obtener el contenido de MgO con aproximación al 0,1 por la expresión:

MgO, % = 72,4 m1

en que:

m1 = masa, g, de Mg2P2O7;

72,4 = relación molecular de 2 MgO a Mg2P2O7 (0,362) dividida por el peso dela muestra usada 0,5 g y multiplicada por 100.

14 Trióxido de azufre


El sulfato se precipita de una solución ácida con cloruro de bario (BaCl2). El precipitado secalcina y se pesa como sulfato de bario (BaSO4) y se calcula como SO3 equivalente.

14.2 Procedimiento

14.2.1 Pesar una porción de masa m = 1 000 g de la muestra, agregar 25 ml de aguafría y mientras se revuelve la mezcla, agregar 5 ml de HCl. Si es necesario, calentar lasolución y destruir los grumos hasta que la descomposición sea completa. Diluir lasolución a 50 ml y digerir por 15 min a una temperatura cercana a la de ebullición. Filtrarusando papel filtro de textura media y lavar el residuo con agua caliente hasta eliminacióncompleta de cloruros.

14.2.2 Diluir el filtrado a 250 ml y calentar a ebullición. Agregar lentamente gota a gota10 ml de BaCl2 (100 g/L) y se continúa la ebullición hasta que el precipitado esté bienformado. Decantar la solución por 2 h como mínimo a una temperatura cercana a la deebullición. Debe cuidarse de mantener el volumen de la solución entre 200 y 250 ml.

14.2.3 Filtrar a través de un papel de textura fina, lavar el precipitado con agua calientehasta eliminación total de cloruros, colocar el papel con el precipitado en un crisol deplatino o porcelana tarado e incinerar lentamente hasta que el papel se consuma sininflamarse. Calcinar a 800 °C, enfriar en un desecador y pesar. Repetir la operación hastapeso constante, registrar masa m1.


Hacer una determinación en blanco siguiendo el mismo procedimiento con igualescantidades de reactivos; registrar masa mb.

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Obtener el contenido de SO3 con aproximación al 0,01 por la expresión:

SO3, % = 34,3 (m1 ⋅ mb)

en que:

m1 = masa, g, de BaSO4 obtenido según 14.2.3;

mb = masa, g, de BaSO4 obtenido según 14.3;

34,3 = relación molecular de SO3 a BaSO4 (0,343) multiplicado por 100.

15 Residuo insoluble


Se basa en la determinación del residuo insoluble por el tratamiento de la muestra con HCly posteriormente con NaOH.

15.2 Reactivos

15.2.1 Solución de nitrato de amonio (20 g NH4NO3/L)

15.2.2 Solución de hidróxido de sodio (10 g NaOH/L)

15.3 Procedimiento

15.3.1 Pesar una porción de masa = 1 000 g de la muestra y agregar 25 ml de agua fría.Dispersar la muestra en el agua y mientras se revuelve la mezcla, agregar rápidamente5 ml de HCl. Calentar suavemente la solución y desmenuzar los grumos con una varilla devidrio hasta que la descomposición sea completa. Diluir la solución a 50 ml con aguacaliente y calentar durante 15 min a una temperatura cercana a la de ebullición. Filtrarusando papel filtro de textura media, lavar el residuo con agua caliente y reservar elfiltrado para la determinación del trióxido de azufre, si se desea. En este caso es necesariolavar hasta la completa eliminación de cloruros.

15.3.2 Traspasar el papel filtro y el residuo al vaso original, agregar 100 ml de solución deNaOH (10 g/L) y digerir a una temperatura cercana a la de ebullición durante 15 min.Resolver ocasionalmente y marcar el papel filtro. Acidular la solución con HCl usando rojode metilo como indicador y agregar 4 a 5 gotas de HCl de exceso.

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15.3.3 Filtrar usando papel filtro de textura media y lavar el residuo por lo menos 14veces con solución caliente de NH4NO3 (20 g/L). Calcinar el residuo a 900 °C a 1 000 °Cen un crisol de platino o porcelana tarado. Enfriar en un desecador y pesar. Repetir laoperación hasta peso constante; registrar masa m1.


Hacer una determinación en blanco, siguiendo el mismo procedimiento con igualescantidades de reactivos; registrar masa mb. En el resultado obtenido en el análisis hacer lacorrección correspondiente.


Obtener el contenido de residuo insoluble con aproximación al 0,1 por la expresión:

Residuo insoluble, % = 100 (m1 - mb)

en que:

m1 = masa, g, obtenida según 15.3.3;

mb = masa, g, obtenida según 15.4.

16 Oxido de sodio y óxido de potasio


El óxido de sodio y el óxido de potasio solubles en HCl se determinan mediante unfotómetro de llama, usando el procedimiento de intensidad directa.

16.2 Aparato

16.2.1 Fotómetro de llama

Puede usarse cualquier fotómetro de llama, siempre que proporcione el grado de exactitudy precisión indicado en 16.2.3 y 16.2.4.

16.2.2 El instrumento está provisto de un atomizador y un quemador que debe tenerdispositivos adecuados para regular el combustible y el aire u oxígeno; un sistema ópticoque consiste en un dispersador de luz o dispositivos de filtro capaces de evitar unainterferencia excesiva de otras longitudes de onda de luz que aquellas que se miden, y undispositivo indicador fotosensitivo capaz de medir directamente la intensidad.

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16.2.3 Calibración del instrumento

Para determinar si un instrumento proporciona el grado deseado de precisión y exactitud,deben hacerse ensayos con muestras patrones de cemento.

16.2.4 Usando los procedimientos indicados en 16.5 a 16.7 se hacen determinacionesindividuales con tres muestras distintas de cemento en tres días diferentes.

16.2.5 La diferencia máxima aceptable, en el porcentaje de cada álcali entre los valoresmáximos y mínimos obtenidos según 16.2.4 será de 0,04.

16.3 Reactivos

16.3.1 Carbonato de calcio (CaCO3). El carbonato de calcio usado en la preparación de lasolución de cloruro de calcio (16.4.1) no deberá contener más de 0,020 por ciento deálcalis totales expresado como sulfato.

16.3.2 Cloruro de potasio (KCl)

16.3.3 Cloruro de sodio (NaCl)

16.4 Preparación de soluciones

16.4.1 Solución de reserva de cloruro de calcio

Agregar 300 ml de agua a 112,5 g de CaCO3 en un vaso graduado de 1 500 ml. Mientrasse revuelve, agregar lentamente 500 ml de HCl. Enfriar la solución a temperaturaambiente, filtrar a una matraz volumétrico de 1 L, diluir hasta 1 L y mezclarcuidadosamente. Esta solución es equivalente a 63,000 ppm (6,30 por ciento) CaO.

16.4.2 Solución de reserva de cloruros de sodio y potasio

Disolver 1,8858 g de cloruro sódico (NaCl) y 1,5830 g de cloruro potásico (KCl) (ambossecados a 105 °C a 110 °C varias horas antes de pesarlos en agua. Diluir a 1 L en unmatraz aforado y mezclar cuidadosamente. Esta solución es equivalente a 1,000 ppm(0,10 por ciento) de Na2O4 y K2O.

16.4.3 Soluciones patrones

Se preparan las soluciones patrones prescritas en la tabla 1. Medir el volumen requeridode solución de reserva de NaCl-KCl en pipetas o buretas calibradas. Las soluciones dereserva de cloruro de calcio pueden medirse en probetas. Colocar cada solución en unmatraz aforado y diluir hasta el volumen indicado y mezclar cuidadosamente.

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Tabla 1 - Soluciones patrones

Número de lasolución patrón

Concentración enálcali (expresada

como Na2O o K2O

ppm

Solución dereserva de cloruro

de calcioml

Solución dereserva deNaCl - KCl

ml

Volumen totalde solución

ml

1 100 200 200 2 000

2 75 100 75 1 000

3 50 100 50 1 000

4 25 100 25 1 000

5 10 100 10 1 000

6 0 100 0 1 000

7 100 0*) 100 1 000

*) La solución exenta de calcio se usa únicamente en la determinación de la posición correcta del selector delongitud de onda para valores máximos de Na2O y K2O.

16.5 Calibración del aparato

16.5.1 Conectar el aparato y calentarlo hasta su estabilización. Ajustar la presión delcombustible y del oxígeno o aire en la forma requerida por el instrumento. Encender yajustar el quemador para condiciones óptimas de funcionamiento.

16.5.2 Si se requiere, elegir la fotocélula adecuada para el Na2O. En los instrumentos quetienen ranuras de ancho variable se fijará la abertura en condiciones óptimas previamenteestablecidas. A continuación se hace cualquier otro ajuste que sea necesario paraestablecer las condiciones de trabajo adecuadas para el instrumento.

16.5.3 Para los instrumentos de filtro se elige el filtro adecuado para Na2O. Paradispositivos dispersadores espectrales se busca la posición correcta en el dial de longitudde onda para el elemento que se va a determinar, atomizando algo de la solución exentade calcio y moviendo el selector de longitud de onda lentamente hacia atrás y adelante acada lado de la longitud de onda indicada hasta que se note el punto de trasmisión ointensidad máxima. Fijar el selector de longitud de onda en este punto. Los controles desensibilidad se fijarán de modo que den un 95% de transmisión de la escala completa paraesta determinación.

16.5.4 Lavar el atomizador con cada solución antes de leer las lecturas de esa solución.Para instrumentos que tienen atomizador del tipo de consumo total, se lava con aguadestilada entre los ensayos de cada solución.

16.5.5 Atomizar la solución patrón N°1 (100 ppm) y ajustar la sensibilidad apropiada ocontroles de sensibilidad para proporcionar lecturas en la escala completa.

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16.5.6 Atomizar la solución patrón N°6 (0 ppm). Para instrumentos equipados con unaperilla de ajuste con cero, se coloca la aguja indicadora en cero. Para instrumentos detransmisión de dial se registra la transmisión mínima sin mayor ajuste. Se repite elprocedimiento prescrito en 16.5.5 y 16.5.6 hasta que no sean necesarios ni mayorsensibilidad ni ajustes en cero para obtener la lectura en la escala completa y cero (o latransmisión mínima indicada) al pasar de una solución a otra.

16.6.7 Atomizar la solución patrón N°2 (75 ppm) y anotar la lectura de la escala.Chequear el cero o la lectura mínima con solución patrón N°6 libre de álcali. Se vuelve a lasolución patrón N°1 de 100 ppm. Estas dos últimas lecturas sirven para evaluar la lecturadel patrón de 75 ppm. Si están dentro de una división en la escala con respecto al cero (oel mínimo determinado previamente) y 100 (u otra lectura en la escala de transmisióncompleta) respectivamente, la lectura obtenida para la solución de 75 ppm puedeconsiderarse correcta. Si la lectura ya sea de la solución normal 0 ó 100 ppm no estádentro de una división en la escala de su valor predeterminado, entonces la lecturaobtenida previamente para la solución patrón N°2 de 75 ppm debe ser rechazada. En elúltimo caso repetir el procedimiento descrito en 16.5.3 hasta 16.5.6 y tomar otralectura para la solución de 75 ppm. Solamente cuando las lecturas de 0 y 100 ppm esténde acuerdo tanto antes como después de tomar las de un patrón intermedio, pueden éstasconsiderarse como exactas.

16.5.8 Determinar y registrar las lecturas de transmisión para las soluciones de 50, 25 y10 ppm siguiendo el mismo procedimiento indicado en 16.5.7.

16.5.9 Repetir todo el procedimiento indicado en 16.5.2 hasta 16.5.8 para el K2O,haciendo cambios en los filtros, fotocélulas, longitud de onda, sensibilidad y anchos deranuras según sea necesario.

16.5.10 Trazar curvas de calibración para cada óxido, usando un papel milimetrado. Latransmisión se representa en ordenadas y el porcentaje de óxido alcalino en abscisas. Sedibuja una curva pasando por los puntos.

16.6 Procedimiento

16.6.1 Solución de cemento

Pesar una porción de masa m = 1,000 g de la muestra, colocarla en un vaso de 150 ml yagregar 20 ml de agua destilada dándole movimiento giratorio. Mientras gira, agregar5 ml de HCl y diluir inmediatamente con agua a 50 ml. Destruir los grumos con una varillade vidrio, digerir en un baño de vapor o sobre una plancha caliente durante 15 min y filtrarusando papel de textura media.

Lavar el vaso y el papel filtro con agua caliente, enfriar el contenido del matraz atemperatura ambiente, diluir a 100 ml y mezclar la solución cuidadosamente.

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16.6.2 Procedimiento para Na2O.

Conectar y ajustar el instrumento para la determinación del Na2O en la forma indicada en16.5.1 a 16.5.10.

Inmediatamente después del ajuste y sin hacer cambios en el instrumental, atomizar lasolución de cemento y anotar las lecturas de la escala. Elegir las soluciones patrones queencuadran en forma más próxima el contenido de Na2O de la solución de cemento yobservar sus lecturas. Los valores deberán concordar con un margen de una división en laescala con los valores previamente establecidos durante la calibración del aparato. Encaso contrario, calibrar de nuevo el aparato para ese elemento. Finalmente alternar el usode la solución desconocida y las soluciones patrones hasta que las lecturas de lasdesconocidas concuerden con un margen de una división en la escala de medida o detransmisión y las lecturas de los patrones análogamente concuerden con los puntos decalibración. Registrar el término medio de las últimas dos lecturas obtenidas para lasolución desconocida.

16.6.3 Procedimiento para K2O

Repetir el procedimiento indicado en 16.6.2 excepto que el instrumento debe ajustarsepara la determinación de K2O.


De los promedios de las lecturas para Na2O y K2O en la muestra desconocida, se lee elporcentaje de cada óxido en la curva de calibración respectiva con aproximación al0,01%.

17 Oxido de calcio libre


17.1.1 Este método cubre la determinación del óxido de calcio libre.

Cuando se aplica a cemento envejecido debe considerarse la posibilidad de la presencia dehidróxido de calcio, ya que este método no hace diferencia entre el óxido de calcio libre(CaO) y el hidróxido de calcio libre [Ca(OH)2].

17.1.2 El método se basa en la solución del óxido de calcio libre en una disolucióncaliente de glicerol y etanol y la titulación de CaO disuelto con una solución alcohólica deacetato de amonio.

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17.2 Aparatos

17.2.1 Dispositivo para la ebullición

Se recomienda que todas las secciones del aparato para la ebullición tengan uniones devidrio intercambiables con conos esmerilados. Se permite el uso de tapones de goma queajusten bien. El matraz usado será del tipo Erlenmeyer de 200 a 250 ml de capacidad. Elrefrigerante de reflujo tendrá un largo mínimo de 300 mm si es enfriado con agua o500 mm si es enfriado con aire.

17.2.2 Bureta

Se requiere una bureta de una capacidad de 10 ml y graduada en unidades de no más de0,05 ml.

17.3 Reactivos

17.3.1 Acetato de amonio (NH4C2H3O2)

El acetato de amonio debe secarse antes de usarlo. El secado se recomienda durante unperíodo no inferior a dos semanas usando sulfato de calcio anhidro u otros agentesdesecadores de igual eficacia. Si el acetato de amonio está húmedo después de esteperíodo de secado, indica la presencia de ácido acético libre y deberá desecharse.

17.3.2 Solución normalizada de acetato de amonio

La solución se preparará disolviendo 16 g de acetato de amonio desecado en 1 L deetanol absoluto en un frasco con tapón y seco. Se normaliza esta solución en la siguienteforma: calcinar a peso constante aproximadamente 0,1 g de carbonato de calcio (CaCO3)u oxalato de calcio (CaC2O4) en un crisol de platino a 900 °C a 1 000 °C, enfriar en undesecador, y pesar con aproximación de 0,0001 g. Las pesadas deberán efectuarserápidamente para evitar la absorción de agua y dióxido de carbón (CO2).

Transferir el CaO sin moler a un matraz de ebullición de fondo plano, de 200 ó 250 ml, decono esmerilado y seco y se pesa nuevamente el crisol vacío para determinar el peso deCaO con aproximación de 0,0002 g. Agregar al matraz 60 ml de solvente de glicerol-etanol y unas pocas granallas de vidrio para asegurar una ebullición sin sobrecalentamiento una vez que se aplique el calor. Se dispersa el CaO en la solución agitandoel matraz, y se conecta al refrigerante de reflujo. Llevar a ebullición y titular en la formadescrita en 17.4. La titulación finaliza, cuando el color rosado no aparece en la solucióndurante la ebullición continua por 1 h. Si el punto final se determina con exactitud, lasolución se teñirá de rosa al enfriarse, ya que el punto final no será el mismo para unasolución caliente y una fría. Esto puede servir de evidencia de que el punto final no se hasobrepasado. Se calcula el equivalente de CaO de la solución de acetato de amonio en gpor ml dividiendo el peso de CaO usado por el volumen de solución requerido.

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17.3.3 Etanol

Se prefiere el etanol absoluto pero puede reemplazarse por etanol anhidro desnaturalizado.

17.3.4 Glicerol

Su contenido de agua debe ser inferior a un 5%. (El peso específico a 25/25°C no puedeser inferior a 1 249).

17.3.5 Solvente neutro de glicerol-etanol

Se prepara una solución de un volumen de glicerol y 5 volúmenes de etanol. A cada L desolvente agregar 0,02 g de fenolftaleína como indicador. La solución debe agitarse hastaque el indicador esté totalmente disuelto y completamente mezclado y debe quedarligeramente alcalino como lo indica el débil color rosado al enfriarse a temperaturaambiente.

Si el solvente es incoloro se le agregará una solución diluida recién preparada de hidróxidode sodio (NaOH) en etanol hasta que vire al color rosa pálido. Si el color de la mezclasolvente es rosado a temperatura ambiente, se disipa el color con solución de acetato deamonio hasta obtener coloración rosa pálido. Se llega al punto aceptable, cuando el débilcolor rosado de 60 ml del solvente desaparece al hervir o puede disiparse con no más de0,02 ml de solución de acetato de amonio. Si el color de la mezcla solvente se tornarosado o incolora al ser enfriada a temperatura ambiente, se procede a ajustarla en laforma descrita anteriormente.

17.4 Procedimiento

17.4.1 Pesar 1,2 g de la muestra y refinar en un mortero de ágata. Pesar una porción demasa m = 1,000 g de la muestra finamente molida y colocarla en el matraz de ebulliciónseco, agregar 60 ml de solvente de glicerol-etanol y unas pocas granallas de vidrio yagitar para dispersar la muestra.

Inmediatamente conectar el refrigerante de reflujo y hacer hervir la solución sobre unaplancha caliente u otra fuente adecuda de calor.

17.4.2 Retirar el matraz y titular inmediatamente con solución normalizada de acetato deamonio. El color rosado pálido debe persistir durante todo el proceso de titulación.

17.4.3 Conectar el matraz al refrigerante y calentar la solución a ebullición.

17.4.4 Repetir la titulación y los ciclos de ebullición a intervalos periódicos, cada vez quela solución se torna rosa encendido o roja. Las titulaciones pueden hacerse con unafrecuencia de 5 min pero nunca más de 20 min de intervalo en las primeras etapas. Secontinúan las titulaciones hasta que el tono rosa pálido de las titulaciones previas nose agudiza y el porcentaje de CaO de la muestra no aumente en más de 0,05 después de1 h de ebullición; registrar el volumen V.

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Obtener el contenido de CaO libre con aproximación al 0,1 por la expresión:

CaO libre, % = E ⋅ V ⋅ 100

en que:

E = CaO equivalente, g/ml, de la solución de acetato de amonio;

V = volumen, ml, de solución de acetato de amonio requerido por la muestra, según 17.4.4.

18 Sulfuros


El azufre sulfurado se determina como sulfuro de hidrógeno (H2S) de una solución ácidadel cemento en una solución de sulfato de zinc amoniacal (ZnSO4). El azufre sulfurado setitula con una solución normal de yodato de potasio (KIO3). Se supone que están ausenteslos sulfitos, tiosulfatos y otros compuestos intermedios entre sulfuros y sulfatos. Si talescompuestos están presentes, pueden causar un error en la determinación.

18.2 Aparatos

18.2.1 Matraz generador de gas

Conectar un matraz de ebullición de 500 ml con un embudo separador de cuello largo yun pequeño bulbo de conexión mediante un tapón de goma. Curvar el cuello del embudode modo que no interfiera con el bulbo de conexión, ajustar el cuello de modo que elextremo inferior quede cerca del fondo del matraz y conectar la abertura del embudo conun productor de aire comprimido. Conectar el bulbo con un tubo de vidrio en forma de L yun tubo de vidrio recto de unos 20 cm de largo. Insertar el tubo recto de vidrio en un vasodelgado y alto de 400 ml. Un matraz de destilación de tres cuellos con un tubo largo en laabertura del medio, colocado entre la fuente de aire comprimido y el embudo es unaayuda conveniente para regular la corriente de aire. La goma usada en el aparato será debuena calidad, con bajo contenido de azufre, y se limpiará previamente con HCl tibio.

18.3 Reactivos

18.3.1 Solución de cloruro de cadmio amoniacal

Disolver 15 g de cloruro de cadmio (CdCl2 ⋅ 2 H2O) en 150 ml de agua y 350 ml deNH4OH. Filtrar la solución después de dejarla reposar por lo menos 24 h.

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18.3.2 Solución de sulfato de zinc amoniacal

Disolver 50 g de sulfato de zinc (ZnSO4 ⋅ 7 H2O) en 150 ml de agua y 350 ml de NH4OH.Filtrar la solución después de dejarla reposar 24 h por lo menos.

18.3.3 Solución normal de yodato de potasio (0,03 N)

Preparar una solución de yodato de potasio (KIO3) y yoduro de potasio (KI) en la formasiguiente: secar el KIO3 a 180 °C hasta peso constante. Pesar 1,0701 g de KIO3 y 12 g deKI. Disolver y diluir a 1 L en un matraz aforado.

Esta es una muestra primaria y no requiere normalización. Un mililitro de esta solución esequivalente a 0,0004809 g de azufre.

18.3.4 Solución de cloruro estannoso

Colocar 10 g de cloruro estannoso (SnCl2 ⋅ 2 H2O) en un pequeño matraz, agregar 7 ml deHCl (1:1) y entibiar la mezcla hasta que la sal se disuelve. Enfriar la solución y agregar95 ml de agua. Esta solución debe prepararse a medida que se necesite, en vista de quela sal tiende a la hidrólisis.

18.3.5 Solución de almidón

A 100 ml de agua hirviendo agregar una suspensión fría de 1 g de almidón soluble en 5ml de agua y dejar enfriar.

Agregar una solución fría de 1 g de hidróxido de sodio (NaOH) en 10 ml de agua, luego3 g de yoduro de potasio (KI) y mezclar.

18.4 Procedimiento

18.4.1 Colocar 15 ml de la solución amoniacal ZnSO4 y 285 ml de agua en un vaso.Colocar una porción de masa m = 5 g de la muestra de cemento y 10 ml de agua en elmatraz, agitar suavemente para mojar y dispersar completamente. Este paso y elsiguiente debe efectuarse rápidamente para evitar que el cemento se agrume. Conectar elmatraz con el embudo y el bulbo. Agregar 25 ml de la solución de SnCl2 a través delembudo y agitar el matraz. Agregar 100 ml de HCl (1:3) a través del embudo y agitarnuevamente. Durante la agitación se mantiene cerrado el embudo y su tubo descargasumergido en la solución de ZnSO4. Conectar el embudo con la fuente de aire comprimido,abrir el embudo, dejar salir una lenta corriente de aire, calentar la solución lentamentehasta ebullición. Se continúa la ebullición suave durante 5 a 6 min. Retirar del calor ycontinuar el paso de aire durante 3 ó 4 min. Desconectar el tubo de salida y dejarlo en lasolución como agitador. Enfriar a 20 °C a 30 °C, agregar 2 ml de la solución, 40 ml deHCl (1:1) y titular inmediatamente con la solución de 0,03 N KIO3 hasta alcanzar un colorazul persistente; registrar el volumen V. En caso de que el contenido de sulfuro seasuperior a 0,25% debe tomarse un peso de muestra menor de manera que al titular conKIO3 el gasto no exceda de 25 ml.

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18.4.2 En general deberá preferirse la solución de ZnSO4 a la solución de CdCl2 debido aque el ZnSO4 es más soluble en NH4OH que el CdCl2. La solución de CdCl2 puede usarsecuando exista duda, ya que la presencia de residuos de azufre de sulfuros, como elsulfuro de cadmio amarillo (CdS) facilita la detección de cualquier residuo.

18.4.3 Hacer una determinación en blanco, siguiendo el mismo procedimiento con igualescantidades de reactivos. Anotar el volumen Vb de solución de KIO3 necesaria paraestablecer el punto final en la forma descrita en 18.4.1.


Obtener el contenido de azufre por la expresión:

Azufre, % = E (V - Vb) ⋅ 20

en que:

E = azufre equivalente, g/ml, de la solución de KIO3;

V = volumen, ml, de solución de KIO3 requerido por la muestra;

Vb = volumen, ml, de solución de KIO3 requerido para la determinación en blanco;

20 = 100 dividido por el peso de la muestra usada (m = 5 g).

NOTA - La cantidad de la muestra de cemento que se tome, depende del contenido de manganeso,variando de 1 000 g para 1% de Mn2O3 a 3 000 g para 0,25% o menos de Mn2O3.

NORMA CHILENA OFICIAL NCh 147.Of69

I N S T I T U T O N A C I O N A L D E N O R M A L I Z A C I O N ! I N N - C H I L E


Cement - Chemical analysis

Primera edición : 1969Reimpresión : 1999

Descriptores: construcción, materiales de construcción, cemento, análisis químico

CIN 91.100.10

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Cementos - Análisis químico

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