Determinazione del calcio nell'acqua di mare

Spero, nel presentare questa metodica, di fare cosa gradita a molti acquariofili, in special modo a quelli che si dedicano all’allevamento degli antozoi e non solo.

Mantenere un adeguato livello di calcio è infatti essenziale per la loro crescita e salute.

Purtroppo i kit disponibili per la misura della concentrazione del calcio non sono molto adatti allo scopo e questo per due motivi: nell’acqua marina vi è una concentrazione di magnesio oltre tre volte quella del calcio e questo limita la precisione di quelle metodiche basate sulla eliminazione del magnesio interferente mediante precipitazione come idrossido in ambiente nettamente alcalino (il calcio tende a coprecipitare). L’elevata salinità aggiunge ulteriori problematiche. Poi vi è il problema della precisione e ripetibilità, fattori notoriamente assai critici nei kit dove i reattivi si dosano a gocce o con siringhe. Aggiungo infine anche il costo proibitivo dei pochi kit veramente idonei.

Quello che tra poco vi illustrerò permette di dosare il calcio con un errore inferiore all’1%, il che significa una risoluzione di almeno 4 ppm nell’intervallo 400-500 ppm, che è quello solitamente presente negli oceani.

La vetreria e i reagenti necessari per questa metodica sono normalmente disponibili presso i rivenditori specializzati. L’investimento iniziale è importante, ma per alcuni reagenti è sempre possibile suddividere la spesa se ci si mette d’accordo tra appassionati.

Descrizione del metodo:

Il calcio è titolato per via complessometrica con EGTA in presenza di Zincon come indicatore.

A differenza di molti comuni agenti complessanti come l’EDTA, quello appena menzionato ha la caratteristica di complessare il calcio molto più stabilmente rispetto al magnesio (di quasi 10^6 volte).

Rimane il problema dell’indicatore. Si potrebbe ricorrere ad un elettrodo ionospecifico, ma questo comporterebbe costi e complicazioni non accettabili. Il problema viene elegantemente aggirato con un approccio indiretto. Se si aggiunge alla soluzione un poco di complesso Zn-EGTA, questi reagisce in parte con il calcio presente liberando una piccola quantità di ioni zinco che possono venire visualizzati con lo Zincon che è un reagente organico colorimetrico specifico per tale elemento. Nel corso della titolazione con EGTA il calcio viene man mano chelato finchè, al punto di equivalenza, questi viene a mancare del tutto e si può così riformare il complesso Zn-EGTA iniziale e di conseguenza riappare il colore dell’indicatore libero.

Reagenti:

Nota: usare solo reagenti per analisi o di purezza equivalente. Non lesinare sulla loro qualità.

- EGTA 0,01M: si sciolgono 3,80 g di EGTA per complessometria (CAS n° 67-42-5) in 20 mL di NaOH 1M, portando poi a 1000 mL con acqua distillata. Evitare l’impiego di contenitori in vetro durante tutte le fasi della preparazione. Conservare la soluzione in un contenitore in PP.

- Sodio tetraborato (CAS n° 1303-96-4)

- Ammonio cloruro (CAS n° 12125-02-9)

- NaOH 0,1 M

- Reagente Zincon: in un mortaio di porcellana triturare 0,1 g di Zincon (CAS n° 62625-22-3) con 5 g di NaCl. Conservare la polvere in un contenitore di PE ben chiuso.

- Zinco solfato 0,01 M

Vetreria:

- Pipette graduate da 25,0 mL e da 5,0 mL

- Buretta da 25 mL con divisione 0,05 mL

- Bilancia elettronica di precisione 20g/0,001 g

- Agitatore magnetico regolabile

Procedimento:

In un becker da 100 mL pipettare 25,0 mL del campione. Sotto agitazione aggiungere 0,1 g di ammonio cloruro, 0,7 g di sodio tetraborato e a dissoluzione completata ancora 40 mL di NaOH 0,1 M (versati lentamente). Il pH risultante dovrà essere compreso tra 9,5 e 10. Addizionare ancora 5,0 mL di zinco solfato 0,01M e un eguale volume di EGTA 0,01M.

Dosare una puntina di spatola di reagente Zincon: la soluzione deve colorarsi in azzurro come da foto.

Titolare con EGTA 0,01M .

Pochissimo prima del viraggio la soluzione assume una colorazione azzurro-grigia.

http://uptiki.altervista.org/viewer.php?file=xsdt7rvhchulzwm54wai.jpg

Dopo poche gocce, ecco apparire la colorazione arancio pura indicante l'avvenuto viraggio, che è molto netto:

http://uptiki.altervista.org/viewer.php?file=6nw90jppx8u93i92cif.jpg

Interferenze:

Nessuna. Lo stronzio, nelle quantità normalmente presenti nell'acqua di mare (circa 8 ppm), dà un errore positivo non superiore allo 0,5%.

Calcolo:

Ca (g/L) = (V*0,01*40,08)/25

Note:

L'EGTA ha l'aspetto di una polvere di colore bianco tendente al giallino.

http://uptiki.altervista.org/viewer.php?file=r6i2gopmeu60qfzy9y0.jpg

Lo Zincon si presenta sotto forma di grumi di color rosso-bruno:

http://uptiki.altervista.org/viewer.php?file=rasama9h37z54o268fso.jpg

saluti

Mario