ANALISI DELLE ACQUE (2): determinazione dell'ammonio
Determinazione dell'azoto ammoniacale.

Quasta è una prova comparativa di possibili reattivi (e relativo sviluppo cromatico) in una determinazione colorimetrica di cui parlerò domani...nella notte...

Nella prima foto trascorsi 15 min dalla reazione, nella seconda dopo 30 min e dopo due ore nella terza.


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*** Cercar di far bene e non di far molto. (A. L. Lavoisier) ***
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Ecco di che si tratta...

E' la famosa reazione di Berthelot, opportunamente variata, per ottenere diversi cromatismi.
Sostanzialmente si fa reagire un fenolo con ammoniaca in ambiente basico per NaOH e poi si ossida con cloro l'addotto, usando come catalizzatore il nitroprussiato sodico.
Da sinistra a destra vediamo:
1) fenolo
2) timolo
3) acido salicilico
4) acido picrico
5) beta-naftolo
6) acido pirogallico
7) catecolo
8) floroglucina
9) acido solfosalicilico
10) resorcinolo
11) idrochinone
12) acido gallico

Fra tutti i composti quello che dà una migliore risposta in fatto di tonalità cromatica e d'intensità è senza dubbio il fenolo. Tuttavia, essendo poco pratico nell'uso e poco lineare lo sviluppo di colore, si preferisce oggi ricorrere ad altri prodotti, in particolare a timolo e a salicilato.

Detto questo, veniamo al sodo.
Determinare l'ammoniaca nelle acque, senza usare il tossico reattivo di Nessler, che a dirla tutta non è molto presico, nè molto sensibile.

Vi presento qui di seguito la metodica elaborata e semplificata:

-Timolo 0,1 M (15,9 g/L) in acqua e isopropanolo 1:1
-NaOH 10 g/L
-Tartrato di sodio e potassio 35 g/L (serve unicamente a chelare il calcio e il magnesio che altrimenti precipiterebbero dopo l'alcalinizzazione). Volendo si può sostituire con del citrato trisodico.
-Dicloroisocianurato sodico 2 g/L oppure ipoclorito sodico 5 %
-Nitroprussiato sodico 0,15 g/L

Timolo, sodio idrossido e tartrato o citrato si possono miscelare in un unica soluzione che chiameremo SOL. A
La soluzione di cloroderivato sarà datta SOL. B
La soluzione di catalizzatore sarà detta SOL. C.

Modo di operare

A 1 mL di campione (acqua di pozzo o di superficie) addizionare 0,5 mL di SOL. A, mescolare, quindi unire 0,5 mL di SOL. B e 0,1 mL di SOL. C.
Mescolare bene e attendere 10 minuti, quindi aggiungere 0,9 mL di acqua distillata per portare a un volume complessivo di 3 mL. Mescolare e leggere al colorimetro, a 690 nm circa, contro bianco reattivo.
La temperatura di reazione non deve essere inferiore a 25°C, in caso contrario allestire un bagnomaria a 30-40°C.
La sensibilità del metodo è di 5 mg/L di ione ammonio.



Variante semplificata:

Si può sostituire il timolo con salicilato di sodio o acido salicilico (che si compera in farmacia senza ricetta medica!) e banale candeggina come cloro-ossidante. Se non disponete del catalizzatore fatemi un fischio.

Salicilato di sodio 40 g/L e nitroprussiato disico 0,5 g/L (insieme).
Miscela ossidante: NaOH 20 g/L, sodio citrato tribasico 200 g/L, sodio ipoclorito 50 g/L (candeggina al 5%).

Modo di operare

A 10 mL di campione unire 0,5 mL di salicilato, poi 0,5 mL di miscela ossidante. Agitare, poi aggiungere 9 mL di acqua distillata.
Leggere dopo 60 minuti, dopo aver tenuto la provetta a bagnomaria a 30-40°C, a una lunghezza d'onda di 690 nm. Chi non dispone del colorimetro (in attesa di costruirlo!!!) può fare una comparazione ottica usando il principio dei tubi di Nessler, ricorrendo a semplici provette.
La sensibilità del metodo al salicilato è di 0,5 mg/L di ione ammonio, a tale concentrazione l'assorbanza è 0,100 !
Usando fenolo (metodo originale) si arriva a 0,1 mg/L di ione ammonio.
*** Cercar di far bene e non di far molto. (A. L. Lavoisier) ***
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Il metodo ideato da Berthelot prevede quindi il fenolo, ma poichè credo risulti difficile da reperire per molti di voi, ho pensato di scrivere primariamente le varianti al timolo e al salicilato.

Il metodo originale comunque è il seguente (adattato):

Soluzione di fenolo e catalizzatore: 1 g di fenolo e 15 mg di nitroprussiato sodico in 100 mL di acqua distillata.
Soluzione di ipoclorito alcalino: 2 mL di NaClO al 15% , 0,6 g di NaOH, portati a 100 mL con acqua distillata.

Metodo

A 1 mL di campione aggiungere 2 mL di soluzione di fenolo e 2 mL di soluzione di ipoclorito alcalino. Agitare e mantenere a temperatura non inferiore a 25°C per 10 minuti. Se la temperatura ambiente fosse inferiore, usare un bagnomaria a 30-40°C.
Leggere contro bianco reattivo, a una lunghezza d'onda di 580 nm.

La curva di taratura (in ione ammonio) è circa questa:

Concentrazione in mg/L --- Assorbanza (Abs)
0.1 --- 0.015
0.2 --- 0.019
0.5 --- 0.025
1.0 --- 0.050
5.0 --- 0.298
10 --- 0.577
25 --- 1.040
50 --- 2.093
100 --- 2.489
200 --- 2.656
500 --- 2.683


Il bianco reattivo ha un'assorbanza (dovuta al nitroprussiato) di circa 0.150, che va sottratta (in automatico) a ciascuna lettura. Per valori oltre i 50 mg/mL occorre diluire il campione a causa della perdità di linearità. Su valori inferiori a 0,5 mg/mL è consigliabile una concentrazione del campione o aumentare lo spessore di cella (cammino ottico).
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(2009-08-13, 23:38)Dott.MorenoZolghetti Ha scritto: ...a una lunghezza d'onda di 690 nm. Chi non dispone del colorimetro (in attesa di costruirlo!!!) può fare...

Con calma mi rileggerò anche queste interessanti prove, che ormai rimanderò all'anno prossimo.
Il colorimetro, rigorosamente "al-mode" che mi fa perdere piacevolmente il tempo e che continua nell'apposita sezione, non avrà MAI asd la fonte a 690 nm o qualsiasi altro valore a scelta dell'operatore, ma si limiterà alla lunghezza d'onda FISSA dei diodi low cost usati... eccetera...eccetera.
Ma vedremo come reagirà ad alcune di queste provette.
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Certo, certo. Per avere monocromaticità del raggio, disponendo di una sorgente ad ampio spettro...occorre un monocromatore o un set di filtri (ma questo lo sai molto bene, senza bisogno delle mie precisazioni).
Resto in attesa.;-)
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(2009-08-14, 12:25)Dott.MorenoZolghetti Ha scritto: ...ma questo lo sai molto bene, senza bisogno delle mie precisazioni...

Moreno, ti ringrazio della fiducia, tuttavia, a parte situazioni generiche e/o intuitive, la mia ignoranza in strumentazione chimica (quella che va "con la spina" ;-) ) è notevole. Quindi non dar niente per scontato in questo senso... asd
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(2009-08-15, 17:58)al-ham-bic Ha scritto:
(2009-08-14, 12:25)Dott.MorenoZolghetti Ha scritto: ...ma questo lo sai molto bene, senza bisogno delle mie precisazioni...

Moreno, ti ringrazio della fiducia, tuttavia, a parte situazioni generiche e/o intuitive, la mia ignoranza in strumentazione chimica (quella che va "con la spina" ;-) ) è notevole. Quindi non dar niente per scontato in questo senso... asd

Già! Intendo...vedo che con "robe" con la spina...hai qualche "difficoltà"...asd anche se a me il tuo "banco di lavoro" sembra una consolle della NASA.O_O
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...ho dimestichezza con elettroni che vanno e vengono... ma mica tanto quando girano attraverso quella che io chiamo "strumentazione chimica moderna" Rolleyes
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Elettroni, fotoni...è tutto la stessa cosa!...relativamente parlando!

Male che vada, ti spedisco la parte ottica di quello che ho io e tu ci metti quella elettronica...così avrai un colorimetro come si deve...e io una grana in meno per cui buttare il tempo.asd
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Ora che sono cominciate le vacanze non faccio più marcia indietro con l'analisi *Fischietta*

Ecco a voi : a destra il fenolo, a sinistra il timolo
   
   


Ah, dimenticavo : l'acqua che ho usato io contiene delle tracce di ammoniaca, secondo me... il colore a 0ppm dovrebbe essere giallo, ma è leggermente verdino...
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