ANALISI DELLE ACQUE (9): determinazione dell'alcalinità e dei bicarbonati

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**R@dIo@TtIvO**

2011-04-11 19:56

La mia prima analisi chimica quantitativa di tutta la mia vita, dopo lo stage al CNR e grazie al dottore Moreno Zolghetti per numerose dritte, prometto che pian piano imparerò, sono riuscito, per quanto possa sembrare facile, a calcolare i mg/L degli ioni HCO3- presenti in un campione d'acqua proveniente da Romitello (paesino presso Borgetto (PA)). Reattivi: - acido cloridrico 0.1N - metilarancio 0.2% - fenolftaleina 1% Attrezzature: Vetreria, pipetta graduata con pro(/e) pipetta per dosaggio (più o meno) preciso. Procedimento: Porre 50mL di campione d'acqua da analizzare in un becher da 100mL. Prelevare poi con un pipetta in vetro graduata 10mL di una soluzione di HCl 0.1N. Versare due gocce appena di fenolftaleina all'1% all'interno del campione. Se si ha cambiamento di colore in lilla procedere con la titolazione, versando lentamente a gocce la sol di HCl 0.1N. appena la sol nel becher ridiventa incolore fermare la titolazione e appuntare quanti mL di titolante sono serviti, questi mL li chiameremo F. Se con l'aggiunta di fenolftaleina il campione non cambia di colore allora F = 0. Aggiungere così 2 gocce di metilarancio 2% e mescolare. La soluzione diviene gialla.

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Dato che al mio campione dopo l'aggiunta di fenolftaleina nulla è cambiato avevo ancora 10mL di HCl 0.1N nella pipetta. Versare, dunque, lentamente la sol di HCl fino a viraggio che dovrebbe essere compreso nel valore di pH 4,4. La soluzione passa così da gialla ad arancione:
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Non eccedere con l'acido poichè poi si passa a livelli di pH più bassi e a cambiamento di colore dall'arancione al rosso. Per questo vi posto questa foto che mette a confronto la sol titolata e il metilarancio rosso:
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Segnare così gli mL utilizzati. Io ne ho usati 1.9mL, che indicheremo con M. Calcoli: Alcalinità alla fenolftaleina (Af) : F * 100 / V(mL) campione Alcalinità al metilarancio (Am) : M * 100/ V(mL) campione Alcalinità generale (Ag) : N(acido) * V(mL acido) * 1000/ V(mL)campione Af=0 ; Am= 3.8 meq/L ; Ag= 3.8meq/L Se si vuole esprimere l'alcalinità in mg/L di CaCO3, si ha che 1meq/L corrisponde a 50mg/L e quindi sono presenti 190mg/L di CaCO3 Per conoscere la concentrazione degli ioni bicarbonati HCO3- : Ag * PM(HCO3-) = 3.8 * 61 = 231.8mg/L L'acqua Vera (Nestlè) riporta, per esempio, per gli stessi ioni una concentrazione pari a : 253.5mg/L E' stato un piacere, Saluti, **R@D**

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NaClO3

2011-04-11 20:11

r@dio caro se vuoi metodiche per analisi alimentari non hai che da chiedere, conta però che sono molto strumentali.

perchè non ci dici i °F dell'acqua analizzata, secondo me sono c.ca 23.1 °F per l'acqua di superficie e 25.3 °F per la nestlè, ti dò un 9 per la capacità di adattarsi e bravo dal profondo!

hai controllato i valori guida per sapere se le acque sono nella norma?

**R@dIo@TtIvO**

2011-04-11 20:19

Ti ringrazio enormemente Clor! Eh si, se hai metodiche e tempo sono felice di accoglierle nella mia casella di posta elettronica ;-)

ale93

2011-04-12 09:01

Bravissimo!!! *clap clap*

ale93

2011-04-12 13:13

**R@dIo@TtIvO** ha scritto:

Ti ringrazio enormemente Clor! Eh si, se hai metodiche e tempo sono felice di accoglierle nella mia casella di posta elettronica ;-)

Io ho il Vogel analisi qualitativa e quantitativa, se ti interessano fammi un fischio asd

**R@dIo@TtIvO**

2011-04-12 13:15

ale93 ha scritto:

Io ho il Vogel analisi qualitativa e quantitativa, se ti interessano fammi un fischio asd

Intanto grazie per i complimenti! :-)

Si ale mi interessano hai il Vogel elettronico? sai mandarmi il link?

Dott.MorenoZolghetti

2011-04-12 17:08

Bene bene, allora posso andare in pensione?

Mi ritiro in un eremitaggio sulle Alpi Cozie e vi saluto...

Bravo R@d, ottimo lavoro. Mi sa che ti occorre una buretta...

guarda nell'uovo pasquale. ;-)

**R@dIo@TtIvO**

2011-04-12 20:08

Dott.MorenoZolghetti ha scritto:

Bene bene, allora posso andare in pensione? Mi ritiro in un eremitaggio sulle Alpi Cozie e vi saluto... Bravo R@d, ottimo lavoro. Mi sa che ti occorre una buretta... guarda nell'uovo pasquale. ;-)

No dottore non andare in pensione! Abbiamo bisogno di te! :-) Grazie comunque!| ... a me piaccione le uova di pasqua asd

Mario

2012-09-12 19:52

La determinazione dell'alcalinità dell'acqua illustrata lo scorso anno da **R@dIo@TtIvO** può essere migliorata adottando una metodica leggermente diversa.

Le modifiche riguardano l'adozione di un indicatore misto e un acido meno concentrato.

Aggiungo che esiste un altro metodo, ancora più preciso, che utilizza, per individuare il punto di viraggio, di un pHmetro abbinato ad un dosatore volumetrico. L'esatto punto di flesso viene ricavato dai massimi ottenuti dal grafico della curva derivata.

Detreminazione alcalinità totale

campo di applicazione: il metodo è adatto per acque limpide e trasparenti e che tali rimangono durante l'esecuzione della titolazione. Disturba la presenza di cloro, sebbene quest'ultimo possa essere efficacemente rimosso con aggiunta di tiosolfato in quantità stechiometrica.

reagenti:

- acido cloridrico 0,02N. In alternativa può essere impiegato anche acido solforico della stessa normalità.

- indicatore misto: sciogliere in 100 mL di acqua 0,1 g di verde di bromocresolo sale sodico (CAS n° 62625-32-5) assieme a 0,1 g di rosso metile sale sodico (CAS n° 845-10-3 ). Nota: se non si dispone dei sali sodici, è possibile usare gli indicatori in forma acida purché si provveda alla loro salificazione (0,1 + 0,1 g) con 2,9 mL di NaOH 0,02N.

vetreria:

- buretta da 25 ml con gradazione 1/10 mL

- beaker da 150 mL

- agitatore magnetico

Esecuzione dell'analisi:

Introdurre 100 mL di acqua da analizzare nel beaker. Addizionare 0,3-0,4 g di indicatore misto.

Azionare l'agitazione mantenendola moderata.

Iniziare a titolare con l'acido e in prossimità del viraggio fare le aggiunte goccia a goccia.

Il colore dell'indicatore , inizialmente azzurro-verde chiaro, poco prima del viraggio assumerà una colorazione grigia e al punto di viraggio (pH circa 4,5) apparirà una colorazione rosa-violaceo chiaro.

Calcoli:

per la titolazione del mio campione (acqua di rubinetto) ho utilizzato 12,5 mL di acido 0,02N.

alcalinità totale (in mg/L di CaCO3) = 12,5 * 0,2 * 50 = 125

Osservazioni:l'occasione è propizia per parlare di indicatori misti e spiegare meglio il perché della loro sensibilità rispetto ai singoli e dare una interpretazione, attraverso l'esame dello spettro di assorbimento, dei colori osservati.

Il file Excel in allegato aiuta a capire.

All'inizio il campione d'acqua è neutro (pH circa 7). Il colore della soluzione è azzurro-verde chiaro perché a questo pH il rosso di metile è giallo e il verde di bromocresolo è blù. Man mano che la titolazione procede il picco di assorbimento del verde di bromocresolo a 615 nm inizia a calare. Ad un certo punto la soluzione assume una colorazione pressappoco grigia. Questa particolare condizione significa che si ha un sostanziale costante assorbimento di tutte le lunghezze d'onda del visibile. Proseguendo, al punto di viraggio, avremo l'apparizione di una colorazione rosa-violacea piuttosto repentina sia perché diminuisce ancora l'assorbimento nel blù e nel giallo e sopratutto perché emerge quello nella regione da 510 a 560 nm.

saluti

Mario

Titolazione con indicatore misto VBC+RM 1-1.xlsx
Titolazione con indicatore misto VBC+RM 1-1.xlsx

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Dott.MorenoZolghetti

2012-09-12 20:38

Mario ha scritto:

La determinazione dell'alcalinità dell'acqua illustrata lo scorso anno da **R@dIo@TtIvO** può essere migliorata adottando una metodica leggermente diversa.

Le modifiche riguardano l'adozione di un indicatore misto e un acido meno concentrato.

Aggiungo che esiste un altro metodo, ancora più preciso, che utilizza, per individuare il punto di viraggio, di un pHmetro abbinato ad un dosatore volumetrico. L'esatto punto di flesso viene ricavato dai massimi ottenuti dal grafico della curva derivata.

Detreminazione alcalinità totale

campo di applicazione: il metodo è adatto per acque limpide e trasparenti e che tali rimangono durante l'esecuzione della titolazione. Disturba la presenza di cloro, sebbene quest'ultimo possa essere efficacemente rimosso con aggiunta di tiosolfato in quantità stechiometrica.

reagenti:

- acido cloridrico 0,02N. In alternativa può essere impiegato anche acido solforico della stessa normalità.

- indicatore misto: sciogliere in 100 mL di acqua 0,1 g di verde di bromocresolo sale sodico (CAS n° 62625-32-5) assieme a 0,1 g di rosso metile sale sodico (CAS n° 845-10-3 ). Nota: se non si dispone dei sali sodici, è possibile usare gli indicatori in forma acida purché si provveda alla loro salificazione (0,1 + 0,1 g) con 2,9 mL di NaOH 0,02N.

vetreria:

- buretta da 25 ml con gradazione 1/10 mL

- beaker da 150 mL

- agitatore magnetico

Esecuzione dell'analisi:

Introdurre 100 mL di acqua da analizzare nel beaker. Addizionare 0,3-0,4 g di indicatore misto.

Azionare l'agitazione mantenendola moderata.

Iniziare a titolare con l'acido e in prossimità del viraggio fare le aggiunte goccia a goccia.

Il colore dell'indicatore , inizialmente azzurro-verde chiaro, poco prima del viraggio assumerà una colorazione grigia e al punto di viraggio (pH circa 4,5) apparirà una colorazione rosa-violaceo chiaro.

Calcoli:

per la titolazione del mio campione (acqua di rubinetto) ho utilizzato 12,5 mL di acido 0,02N.

alcalinità totale (in mg/L di CaCO3) = 12,5 * 0,2 * 50 = 125

Osservazioni:l'occasione è propizia per parlare di indicatori misti e spiegare meglio il perché della loro sensibilità rispetto ai singoli e dare una interpretazione, attraverso l'esame dello spettro di assorbimento, dei colori osservati.

Il file Excel in allegato aiuta a capire.

All'inizio il campione d'acqua è neutro (pH circa 7). Il colore della soluzione è azzurro-verde chiaro perché a questo pH il rosso di metile è giallo e il verde di bromocresolo è blù. Man mano che la titolazione procede il picco di assorbimento del verde di bromocresolo a 615 nm inizia a calare. Ad un certo punto la soluzione assume una colorazione pressappoco grigia. Questa particolare condizione significa che si ha un sostanziale costante assorbimento di tutte le lunghezze d'onda del visibile. Proseguendo, al punto di viraggio, avremo l'apparizione di una colorazione rosa-violacea piuttosto repentina sia perché diminuisce ancora l'assorbimento nel blù e nel giallo e sopratutto perché emerge quello nella regione da 510 a 560 nm.

saluti

Mario

E Voi ricorrete a ben 300-400 mg di indicatore misto per 100 mL di campione? Ci potete tingere le matasse di lana di un gregge di pecorelle.

Mario

2012-09-12 20:50

E Voi ricorrete a ben 300-400 mg di indicatore misto per 100 mL di campione? Ci potete tingere le matasse di lana di un gregge di pecorelle.

Credo abbia interpretato male quanto ho scritto.

Il quantitativo di indicatore si riferisce alla soluzione, non al soluto.

saluti

Mario

I seguenti utenti ringraziano Mario per questo messaggio: Dott.MorenoZolghetti

Dott.MorenoZolghetti

2012-09-12 21:00

Mario ha scritto:

E Voi ricorrete a ben 300-400 mg di indicatore misto per 100 mL di campione? Ci potete tingere le matasse di lana di un gregge di pecorelle.

Credo abbia interpretato male quanto ho scritto.

Il quantitativo di indicatore si riferisce alla soluzione, non al soluto.

saluti

Mario

E Voi vi attardate a pesare gli indicatori liquidi?

Eccesso di zelo o ricerca della perfezione?

Per il primo, Gauss si rivolterebbe nella tomba.

Per il secondo, Agostino, farebbe lo stesso.

Mario

2012-09-12 21:09

E Voi vi attardate a pesare gli indicatori liquidi?

Eccesso di zelo o ricerca della perfezione?

Per il primo, Gauss si rivolterebbe nella tomba.

Per il secondo, Agostino, farebbe lo stesso.

Esiste una ragione più pratica.

La mia vista non è più quella di un tempo e di conseguenza trovo più comodo posizionare il beaker sulla bilancia, azzerare, poi dosare l'indicatore lentamente fino a leggere il peso richiesto. Evito così di contare le gocce o di confondermi.

saluti

Mario

I seguenti utenti ringraziano Mario per questo messaggio: Dott.MorenoZolghetti

Dott.MorenoZolghetti

2012-09-12 21:25

Mario ha scritto:

Esiste una ragione più pratica.

La mia vista non è più quella di un tempo e di conseguenza trovo più comodo posizionare il beaker sulla bilancia, azzerare, poi dosare l'indicatore lentamente fino a leggere il peso richiesto. Evito così di contare le gocce o di confondermi.

saluti

Mario

Capisco. Tra Gauss e Agostino, rendete felice Kant e la sua "ragion pratica". Però Vi posso suggerire l'impiego di sì comodi dispensatori capaci di dosare volumi fissi o variabili. Chiamansi pipette.

Così là dove l'umana natura vacilla, ecco in soccorso la tecnologia.

Altra cosa. Ho visto il grafico in allegato: fantastico, ma GOCCIE davvero non si può vedere. Togliete la I, ve lo chiede, anzi lo impone, l'Ortografia moderna secondo la regola per la quale, se al singolare davanti ai suffissi -cia o -gia c'è una consonante, cade la "i" nel plurale. Esistono eccezioni, ma non per goccia-gocce.

Mario

2012-09-12 21:51

Capisco. Tra Gauss e Agostino, rendete felice Kant e la sua "ragion pratica". Però Vi posso suggerire l'impiego si comodi dispensatori capaci di dosare volumi fissi o variabili. Chiamansi pipette.

Così là dove l'umana natura vacilla, ecco in soccorso la tecnologia.

Altra cosa. Ho visto il grafico in allegato: fantastico, ma GOCCIE davvero non si può vedere. Togliete la I, ve lo chiede, anzi lo impone, l'Ortografia moderna secondo la regola per la quale, se al singolare davanti ai suffissi -cia o -gia c'è una consonante, cade la "i" nel plurale. Esistono eccezioni, ma non per goccia-gocce.

Anche in questo caso c'è una ragione pratica. Se uso una pipetta poi devo pulirla. Invece, se uso il contagocce della bottiglia Ranvier questa fatica mi viene evitata. Trovo che pesare sia più efficace e porti anche a risparmiare tempo.

Davvero un'imperdonabile svista quella, grazie di nuovo per la segnalazione, a breve correggerò. Non sia mai che il suo vaso già così colmo trabocchi ancora per colpa mia.

saluti

Mario

Zanotti

2012-09-13 09:03

Non so per questa specifica titolazione dove forse è necessaria maggiore precisione, ma io in generale ho sempre usato pipette pasteur usa e getta per dosare gli indicatori, 3-4 gocce per l'analisi di 150-250ml di titolato in genere, e se me ne scappa una in più non muore nessuno.

Dott.MorenoZolghetti

2012-09-13 20:33

Non conosco titolazione che richieda una precisione "maniacale", dato che in ogni titolazione è insito un errore inevitabile legato ai volumi.

Nel lontano 1960, in un pregevole lavoro pubblicato su "Il Monitore Tecnico", Berbenni descrisse l'uso del blu di galammina in tutti i casi di difficile apprezzamento del punto di viraggio del sistema metilarancio-fenolftaleina. Si adottò quindi questo indicatore per le acque di mare, per quelle residue industriali e per le acque di spurgo dei generatori di vapore. Com'è noto, il blu galammina presenta due punti di viraggio: uno a pH 2.5-4.0 (da rosso porpora a blu) e un secondo a pH 7.0-9.0 (da blu a violetto). Questo pregevole fatto elimina l'utilizzo dell'indicatore misto e tutti i relativi inconvenienti.

Mario

2012-09-13 21:39

Dott.MorenoZolghetti ha scritto:

Non conosco titolazione che richieda una precisione "maniacale", dato che in ogni titolazione è insito un errore inevitabile legato ai volumi.

Nel lontano 1960, in un pregevole lavoro pubblicato su "Il Monitore Tecnico", Berbenni descrisse l'uso del blu di galammina in tutti i casi di difficile apprezzamento del punto di viraggio del sistema metilarancio-fenolftaleina. Si adottò quindi questo indicatore per le acque di mare, per quelle residue industriali e per le acque di spurgo dei generatori di vapore. Com'è noto, il blu galammina presenta due punti di viraggio: uno a pH 2.5-4.0 (da rosso porpora a blu) e un secondo a pH 7.0-9.0 (da blu a violetto). Questo pregevole fatto elimina l'utilizzo dell'indicatore misto e tutti i relativi inconvenienti.

Non conoscevo l'esistenza di questo indicatore. Può darci qualche notizia a riguardo?

grazie

Mario

Dn2k!

2012-09-15 20:01

Se ben ricordo, io riscaldavo la soluzione prima del punto equivalente per far andare via CO2 e ridurre l'errore spostando la reazione a destra.

Mario

2012-09-28 20:59

L'altro ieri ho avuto a disposizione un pHmetro pofessionale e ho provato a fare una curva di titolazione (in manuale) partendo da un campione di acqua potabile e titolando come già descritto.

Ne è venuto fuori il seguente diagramma:

I dettagli della titolazione li potete trovare nel file Excel in allegato.

Dalla curva di titolazione si può osservare che l'end point è intorno a pH 4,6.

In conseguenza di ciò l'indicatore che avevo proposto inizia a virare prima della fine titolazione e questo conduce ad un errore in difetto dell'alcalinità.

Per ovviare a questo inconveniente è necessario usare un altro indicatore.

Dopo alcune prove ne ho selezionati due.

Sono il verde di bromocresolo sale sodico e un indicatore misto composto da Rosso alizarina S + blu di metilene.

Siccome pochi tra di voi posseggono un pHmetro e ancor meno un titolatore automatico, ho provveduto a modificare la procedura al fine di mettere a disposizione un metodo di ottima precisione senza usare alcuna strumentazione.

reagenti:

- indicatore VBC: sciogliere in 100 mL di acqua 0,1 g di verde di bromocresolo sale sodico (CAS n° 62625-32-5)

- soluzione acquosa di blu di metilene allo 0,1%

- soluzione acquosa di Rosso alizarina S (CAS n° 130-22-3) allo 0,1%

- soluzione tampone a pH=4,55: in 100 mL di acqua sciogliere 9,7 g di acetato sodico triidrato assieme a 5,75 mL di acido acetico glaciale.

Procedura:

Preparare due becker. Nel primo introdurre 100 mL dell'acqua da analizzare. Nel secondo 100 mL di acqua distillata e 5 mL di soluzione tampone. Aggiungere 5 gocce di indicatore VBC oppure 5 gocce di indicatore Rosso alizarina S seguito da tanta soluzione di blu di metilene fino ad ottenersi una netta colorazione verde. Il contenuto di questo becker servirà come colore di confronto per valutare il corretto colore all'end point.

Iniziare senz'altro la titolazione con acido 0,02N fino a che i colori si equivalgono.

nota: l'indicatore al VBC è quello che fornisce i risultati migliori ma non tutti hanno la capacità visiva di cogliere quella particolare colorazione verde-azzurra. Con l'indicatore misto suggerito il viraggio è più facile da percepire.

Nella fotografia seguente

http://uptiki.altervista.org/viewer.php?file=rgt2f5scvavj3zgqfil.jpg

possiamo vedere, al centro, il colore dell'indicatore VBC all'end point (pH=4,55). Alla destra è il colore ad inizio titolazione mentre a sinistra abbiamo il colore poco dopo l'end point.

Per l'indicatore misto i colori sono i seguenti:

http://uptiki.altervista.org/viewer.php?file=kstkywpfyfszx1j68qxz.jpg

A destra siamo all'inizio della titolazione. l'altra immagine si riferisce al colore che l'indicatore assume all'end point.

saluti

Mario

titolazione alcalinità acqua potabile.xlsx
titolazione alcalinità acqua potabile.xlsx

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