Fósforo

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¿Qué es el fósforo?

El fósforo (P) es un elemento químico de número atómico 15 y masa atómica 31. Debido a su alta reactividad, el fósforo no se encuentra de forma natural como elemento libre, sino que normalmente se encuentra en forma de fosfato en los minerales. El fosfato suele encontrarse en la corteza terrestre con una concentración de aproximadamente 1 gramo por kilogramo.

Los dos tipos de fósforo elemental son el fósforo blanco y el fósforo rojo. Cuando se expone al oxígeno, el fósforo blanco emite una luz tenue debido a la oxidación (también conocida como quimioluminiscencia).

El fósforo pertenece al grupo de elementos pnicógenos formado por el nitrógeno, el fósforo, el arsénico, el antimonio, el bismuto y el unumpentio (al que se le ha asignado recientemente el nombre de moscovio). Estos elementos se agrupan por su estructura atómica similar, que les confiere la capacidad de formar compuestos estables debido a su tendencia a formar enlaces covalentes dobles y triples. A excepción del nitrógeno (que permanece como gas), el resto de elementos pnicógenos son sólidos a temperatura ambiente.

Los organismos complejos, como las plantas y los animales, utilizan el fósforo debido a que los fosfatos son un componente del ADN, el ARN, el ATP y los fosfolípidos. El fósforo se extrae para su uso en detergentes, pesticidas, productos neurotóxicos y, sobre todo, fertilizantes.

Fosfatos/ortofosfato

El ortofosfato (uno de los fosfatos más comunes) está formado por un átomo de fósforo unido a cuatro átomos de oxígeno. El ortofosfato se denomina a veces "fósforo reactivo", ya que se une fácilmente con otros elementos y compuestos deficientes en electrones. Esto se debe a que los tres electrones "adicionales" de los átomos de oxígeno son muy propensos a unirse a los protones del mismo modo.

Fosfatos condensados

Los fosfatos condensados son varias moléculas de ortofosfato "condensadas" que comparten un enlace covalente entre los átomos de fósforo (P) y oxígeno (O) adyacentes. Este grupo incluye los metafosfatos, los pirofosfatos y los polifosfatos, que suelen utilizarse para controlar la corrosión en los sistemas de distribución de agua potable.

Fósforo total/fósforo orgánico

El fósforo total es la suma de todas las formas de fósforo existentes: ortofosfato o fosfatos, fosfatos condensados y fósforo orgánico. El fósforo orgánico suele encontrarse en forma de fosfatos contenidos en el interior o unidos a un compuesto orgánico.


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¿Por qué medir el fósforo?

Si bien los fosfatos no generan problemas de sabor y olor y, por lo tanto, tampoco suponen un problema a la hora de consumir agua potable, los altos niveles de fosfato en los vertidos de aguas residuales pueden afectar considerablemente al ecosistema del entorno. Los altos niveles de fosfatos presentes en el agua de captación pueden acelerar el crecimiento de distintos tipos de algas y plantas, lo que puede provocar la eutrofización y la proliferación de algas. Cuando esto ocurre, los peces y los organismos acuáticos no reciben oxígeno, lo que provoca la muerte de los peces de gran tamaño y la destrucción de los hábitats. La medición del fosfato que se encuentra en los efluentes de aguas residuales es esencial para mantener el buen estado del ecosistema y proteger la fauna. Muchas zonas cuentan con límites estrictos para el vertido de fosfatos con el fin de proteger el ecosistema al que llegan estas aguas. Además de suponer un riesgo para el ecosistema, el hecho de no monitorizar y controlar los niveles de fosfato puede acarrear infracciones y sanciones. Es posible que las plantas de agua potable que utilizan fosfatos para controlar la corrosión deban monitorizar los fosfatos del agua procesada, del sistema de distribución y de otras etapas del proceso de tratamiento. Las soluciones de Hach® están diseñadas para mantener el cumplimiento normativo y proporcionar a sus operadores los conocimientos que necesitan para tomar decisiones relativas al tratamiento.

Encuentre en Hach el equipo de medición, los recursos, la formación y el software que necesita para monitorizar y gestionar correctamente los niveles de fósforo de su aplicación específica.

Productos destacados para medir el fósforo

Analizadores de fosfato

Los analizadores Phosphax de Hach están diseñados para su uso en ambientes de exterior extremos y proporcionan un fácil acceso a los reactivos y a las piezas que puedan requerir mantenimiento.

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Analizadores de fósforo total de la serie EZ

Los analizadores en continuo de la serie EZ ofrecen múltiples opciones para monitorizar el contenido de fósforo total en el agua.

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Analizadores de fosfato de la serie EZ

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Analizador de fosfato 5500 sc

El analizador de fosfato 5500 sc solo requiere 2 litros de reactivo para funcionar de forma autónoma hasta 90 días, lo que supone el doble de tiempo que los instrumentos predecesores de la serie 5000.

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Espectrofotómetros

Hach es una empresa innovadora en el campo de la espectrofotometría y ofrece muchos de los espectrofotómetros líderes en el mercado del análisis de agua.

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Colorímetros

Si busca un dispositivo de análisis de un solo parámetro, como el DR300, o un instrumento más sofisticado y sencillo, como el DR900, que puede medir una gran cantidad de parámetros con hasta 90 métodos, contamos con la solución que necesita.

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Reactivos fósforo total

Hach ofrece reactivos de alta calidad para los análisis de agua rutinarios y más exigentes.

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LT200

El LT200 está diseñado para ahorrar tiempo y garantizar la exactitud durante los análisis que requieren digestión de muestras.

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¿Qué procesos requieren la monitorización del fósforo?

Agua potable

El agua de captación puede contener altas concentraciones de fosfatos debido a la escorrentía agrícola, lo que puede provocar la eutrofización de las aguas superficiales mediante el crecimiento de algas y la liberación de cianotoxinas. Los fosfatos condensados se suelen utilizar para controlar la corrosión en los sistemas de distribución de agua potable, por lo que los procesos de tratamiento del agua potable pueden requerir la monitorización del fosfato tanto en el agua bruta como en el agua procesada y distribuida.

Este vaso de agua limpia depende de un sistema de distribución que utiliza fosfatos condensados para controlar la corrosión en los sistemas de distribución de agua potable.

Tratamiento de aguas residuales

El fósforo es un nutriente esencial para las plantas y, especialmente, para el crecimiento de las algas. El vertido de fósforo, junto con otros nutrientes esenciales presentes en los efluentes de aguas residuales, favorece el crecimiento de algas en las corrientes receptoras de estas aguas residuales. Las algas generan problemas de sabor y olor, son estéticamente desagradables y, lo que es más importante, provocan una enorme demanda de oxígeno cuando dejan de proliferar. El agotamiento del oxígeno producido por la proliferación de algas moribundas es tóxico para los peces y provoca otros trastornos importantes en el medio acuático. Por estas razones, los organismos reguladores suelen establecer una normativa estricta sobre la cantidad de fósforo que se permite verter en las aguas residuales.

Los métodos más comunes para eliminar el fósforo de las aguas residuales son la eliminación biológica y la precipitación química. Estos procesos suelen denominarse tratamiento terciario y requieren la monitorización del fósforo.

Este tanque de aireación de una planta de tratamiento de aguas residuales monitoriza el fósforo. El fósforo soluble se reducirá a lo largo del tanque de aireación durante el ciclo aeróbico.

¿Cómo se monitoriza el fósforo?


Analizador de fosfato 5500 sc de Hach

Métodos colorimétricos (ortofosfato)

El ortofosfato (fósforo reactivo) se combina con el molibdato en un medio ácido para obtener un color azul o amarillo. Tenga en cuenta que ningún test analítico es perfecto y que algunos fosfatos condensados también pueden medirse con estos tests. Debido a la composición química ácida, puede detectarse parte del ortofosfato en suspensión si la muestra no se ha filtrado previamente a 0,45 micras. Para medir todo el contenido de fósforo, incluidos los fosfatos en forma de partículas, debe utilizarse un test de fósforo total, que incorpora una rigurosa digestión para convertir la mayor parte del fosfato en partículas en formato disuelto.

De sobremesa/portátil:

LCK349 para fosfato (ortofosfato/fosfato total), LR

LCK348 para fosfato (ortofosfato/fosfato total), HR

LCK350 para fosfato (ortofosfato/fosfato total), UHR

LCK049 para ortofosfato

Método 8048 PhosVer 3

Método 8048 PhosVer 3 TNT

Método 8114 Molibdovanadato TNT HR

Reactivos Chemkey de Ortofosfato, LR (PPA)

Reactivos Chemkey de Ortofosfato, HR (PPA)

Análisis en continuo:

Analizador de fosfato 5500 sc

Analizador de fosfato de rango bajo Phosphax sc LR

Analizador de fosfato Phosphax sc

Analizadores de fosfato de la serie EZ


Set de reactivos TNT para la determinación de fósforo (total e hidrolizable con ácido) de Hach, método de rango bajo con ácido ascórbico

Fosfato hidrolizable con ácido/fosfato condensado

Para la medición de los fosfatos condensados, en primer lugar deben transformarse en ortofosfato mediante ácido sulfúrico y calor, digiriendo la muestra a 150 °C durante 30 minutos. Se denomina "fosfato hidrolizable con ácido", ya que los fosfatos condensados se hidrolizan en ortofosfato. Tras la digestión, se utilizan los métodos de ácido ascórbico o molibdovanadato para medir el ortofosfato. Una parte del fosfato orgánico se hidrolizará en ortofosfato, por lo que no se obtiene un fosfato condensado "puro". Sin embargo, basta con realizar la digestión y el test colorimétrico para conocer la concentración tanto del ortofosfato original como de los fosfatos condensados. Si solo desea conocer la concentración de fosfato condensado, entonces solo debe realizar el test de ortofosfato en la misma muestra sin digestión y restar esos resultados del primer valor de concentración.

Método TNT de rango bajo 8180 para la determinación de fósforo hidrolizable con ácido (PhosVer 3)


LCK-348-fosfato.jpg

Fósforo total/fosfato orgánico

Los fosfatos orgánicos son compuestos resistentes que no se descomponen fácilmente. Para analizarlos, no solo es necesario digerir previamente la muestra con ácido sulfúrico y calor, sino que también hay que añadir un oxidante potente, como el persulfato de potasio, con el fin de liberar los ortofosfatos de los enlaces orgánicos. Tras la digestión, se pueden utilizar los mismos métodos de ácido ascórbico o molibdovanadato para medir la concentración de fosfato. El test descrito convertirá todas las diferentes formas de fosfato en ortofosfato, lo que significa que se obtiene fósforo total. Si desea conocer únicamente la concentración de compuestos orgánicos de fosfato, es necesario realizar el test de fósforo hidrolizable con ácido y restar esos resultados de la concentración de fósforo total (las concentraciones de fósforo total siempre serán mayores que la concentración de ortofosfato).

De sobremesa:

LCK349 para fosfato (ortofosfato/fosfato total), LR

LCK348 para fosfato (ortofosfato/fosfato total), HR

LCK350 para fosfato (ortofosfato/fosfato total), UHR

Método TNT de rango bajo 8190 para la determinación de fósforo total (PhosVer 3)

Método TNT de rango alto 10127 (Molibdovanadato)

En continuo:

Analizadores de fósforo total de la serie EZ

Analizador de TOC/TN/TP BioTector B7000

Preguntas frecuentes

¿Se puede utilizar el analizador Phosphax sc en aplicaciones de agua de mar?

No. El Phosphax sc no puede utilizarse para aplicaciones de agua de mar, ya que este método solo funciona con un contenido de cloruro de hasta 1000 mg/L. El contenido de cloruro en el agua de mar suele ser superior a 19 000 mg/L.

¿Cuál es la diferencia entre el método azul y los métodos amarillos para fosfatos?

El fósforo reactivo puede medirse colorimétricamente mediante varios reactivos distintos. En primer lugar, el fósforo reacciona con el molibdato en una solución ácida y forma un complejo de fosfomolibdato. En las mediciones de rango bajo, el complejo de fosfomolibdato se reduce tanto con un aminoácido como con un ácido ascórbico, lo que crea un tipo azul de molibdeno característico. Las mediciones de rango alto pueden realizarse mediante la reacción del complejo de fosfomolibdato con el reactivo de vanadio para crear un producto de color amarillo. La intensidad del color tanto de los complejos azules como de los amarillos es proporcional a la concentración de fósforo en la muestra.