NTC5604 Metodos de Ensayo Para La Toma de Meustras

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NORMA TÉCNICA

NTC

COLOMBIANA 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

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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 -ACCYTEC- AMWAY 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 -ACCYTEC-

ASOCIACIÓN NACIONAL DE INDUSTRIALES -ANDI-

AUDITEMOS EU

BASF QUÍMICA COLOMBIANA S.A.

CENTRO NACIONAL DE PRODUCCIÓN MÁS LIMPIA

CIBA ESPECIALIDADES QUÍMICAS S.A.

CLEAN SHESTER DE COLOMBIA LTDA- COLOMBIA INDUSTRIAL AUTOMOTRIZ LTDA-

COMPROIND LTDA.

DISPROALQUÍMICOS LTDA. DISTRIBUIDORA FULLER LTDA. ESCOBAR & MARTÍNEZ S.A.

FULLER ASEO Y MANTENIMIENTO LTDA. GRASAS Y DERIVADOS S.A.

HADA S.A.

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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.

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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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NTC 5604

Página

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

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Página

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

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Página

TABLAS

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

ANEXO

ANEXO A (Informativo)

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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

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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.

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7. 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

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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

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.

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.

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9.1.3.4 Cálculo

Calcule el porcentaje de humedad en el jabón, de la siguiente manera:

(

)

[

0,998 / 100

]

% , V x W x Humedad = (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.

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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:

P R MI = x100

en donde

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.

9.2.5 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)).

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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:

m N V

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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: m N V B = x x 28,25 en donde

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.

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

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

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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).

9.5 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:

P S MI = x100

en donde

Ml = porcentaje en masa de materia insoluble en agua.

S = masa del residuo, en gramos.

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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:

W N V en CO Na₂ ₃ % =106 x /20 2) en donde

V = mililitros de ácido clorhídrico 1N usado N = normalidad del ácido, y

W = peso de la muestra (14,1), g

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

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b) Embudo de separación

c) Baño de vapor

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.

9.7.1.2.1 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:

NW M en

O

Na₂ , %=3,099 / 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:

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NW M en O K₂ , %=4,710 / 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:

W / MNZ A F = − 5) en donde

F = fracción de masa de ácidos grasos totales, en porcentaje

M = volumen gastado de solución de NaOH 0,5 N,en ml

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

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, recójaloen 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.

9.7.2 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.

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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

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.

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:

(

) (

)

(

) (

)

100 000 1 x x x W PM Nb Vb Na Va anhidro Jabón / % = −

(22)

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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:

(

) (

)

W PM Na Va anhidro Jabón /1000 100 % = x 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)

PM equivalente de jabón, el cual debe ser suministrado por el fabricante, de acuerdo con la formulación

W = peso de muestra tomada en el numeral 9.7.2.4 a)

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

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

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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:

140 3, x C K =

(

1

)

100 3 2CO K W x K de Porcentaje = /

(

2 3

)

1 03455 0 V V V V K V t k + − = = / ,

(

)

[

V V 002805 100

]

W2 libre KOH de Porcentaje ⋅ = t− k x , x / 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).

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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.

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.

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).

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e) 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.

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

(

)

m N A C B X = − − x10,6x en donde

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

expresado en cm3_.

B = volumen de la solución de ácido clorhídrico empleado en la titulación para llegar a pH 3,8,

expresado en cm3.

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.

9.9.2 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.

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f) 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.

- 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.

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 reguladora, en ml Cantidad de solución fenolftaleína, en ml 0 - 10 5 - 20 15 - 25 10 – 40 2 4 5 7 10 7 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.

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ml de solución/100 ml Contenido de Na2CO3, en % 1 2 5 10 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 Muestra Aire Acido sulfurico Gas de CO Reactivo de color CO Celda de flujo Retorno oo oo oooo Mezclador doble Residuo 0,32 2,50 3,40 3,90 1,60 2,90 Agua destilada Residuo Tubo de ascarita Muestreador Registrador Calorímetro Tubos de 4 mm Filtros 542µ Residuo

Válvula de paso de 3 vias 0,60 ml/min Bomba proporcionadora 2 2 Leva 20,5 oo oo oooo Mezclador doble Figura 1. Autoanalizador

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- 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.

e) 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 Patrón del 12 % Tubo 11 Muestra 3

Tubo 4 Patrón del 16 % Tubo 14 Patrón del 14 %

Tubo 6 Destilada H20 Tubo 16 Muestra 7

Tubo 9 Muestra 1 Tubo 19 Muestra 10

Tubo 10 Muestra 2 Tubo 20 Patrón del 14 %

Tubo 21 y así sucesivamente

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 De la gráfica, en % Corrección, en % (-0,4%)

patrón del 14 % muestra 1 muestra 2 patrón del 14 % 14,5 15,6 15,7 14,3 15,2 15,3 9.9.2.7 Informe de resultados (Véase el numeral 11).

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NORMA TÉCNICA COLOMBIANA

NTC 5604

9.10 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 %

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NORMA TÉCNICA COLOMBIANA

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 (H} 2SO4,

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