Un test per i nitrati

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Mario

2014-12-23 20:33

Buonasera,

recentemente, due noti personaggi abituali frequentatori di questo forum, hanno dissertato sulla presenza o meno di nitrati in alcuni campioni prelevati in ambito rurale.

Per confermare questa presenza e sotenere l'importanza del reperto hanno eseguito dei test analitici, chi con la reazione di Lunge e chi con la soluzione solforica della brucina. Il risultato è stato positivo per entrambi, con loro grande soddisfazione.

Ma i saggi analitici pocanzi accennati sono poco adatti allo scopo. Sono infatti troppo sensibili, poco specifici e parecchio obsoleti. Non ultimo, impiegano reagenti che non tutti possono avere a disposizione.

La domande, come si dice in questi casi, sorgono spontanee: è possibile far di meglio? C'è una metodica alla portata di un normale homelab e che sia pure poco costosa/pericolosa? E per una determinazione  semiquantitativa cosa si può fare?

Ecco cosa ho escogitato:

Premessa: le prove sono state esegute usando una soluzione contenenente 68 ppm di ione nitrato.

Principio del metodo: dopo aver eliminato le interferenze (se presenti), lo ione nitrato viene quantitativamente ridotto a ione nitrito in ambiente alcalino mediante lo zinco. L'esistenza dello ione nitrito è ribadita grazie alla sua reazione ossidante nei confronti dello ione ioduro in ambiente acido. Viene inoltre presentata una reazione di conferma alternativa con possibilità di stima semiquantitativa dell'azoto nitroso.

Reagenti:

-          NaOH 5M

-          Acido acetico glaciale

-          Zinco in polvere

-          Potassio ioduro

-          Acido solfammico

-          Indicatore per iodometria

Procedura in asenza di interferenze

In un beker da 50 mL introdurre 20 ml di soluzione da analizzare, 1 ml di NaOH 5M e 0,5 g di zinco in polvere. Agitare con un’ancoretta magnetica per 20 minuti. Filtrare su carta. Il filtrato deve apparire limpido e incolore.

Il nitrato viene ridotto a nitrito             NO3- + 2NaOH + Zn +  H2O --> NO2- + Na2[Zn(OH)4]  

Prelevarne 2 ml, aggiungere una punta di spatola di KI (circa 25 mgr) e a dissoluzione avvenuta, ancora 12 gocce di acido acetico conc. Il pH deve risultare intorno a 3. In caso contrario aggiungere acido solforico 0,1M.

La soluzione assume un colore giallo perchè si genera iodio.      2NO2- + 2KI + 4H+ --> 2NO + I2 + 2K+ + 2H2O

Diluendo con 6 ml di acqua e aggiungendo una punta di spatola di indicatore per iodometria ( va bene anche la salda d’amido) si forma la nota colorazione blu-viola.

http://www.imagestime.com/show.php/996490_nC230438668.JPG.html

Se si aggiungono alcuni cristalli di sodio tiosolfato la soluzione ridiventa limpida e incolore. Attraverso queste variazioni cromatiche viene confermata la presenza dei nitrati nella soluzione di partenza.

Volendo si può misurare direttamente il contenuto di ione nitrito attraverso la reazione di Griess. In commercio esistono dei comodissimi kit consistenti in una polvere da dosare direttamente nella soluzione da esaminare. Una volta sciolta basta aspettare alcuni minuti e leggere visualmente o al fotometro l’intensità della colorazione ottenuta. Nel nostro caso ho usato il kit “Aquamerk nitriti” della ditta Merck Millipore (cod.114658). Diluire 1:50 con acqua distillata il filtrato, prelevarne 5 ml e aggiungervi una dose di reattivo col microcucchiaio in dotazione. Sciogliere il tutto e dopo 5 minuti comparare la caratteristica colorazione viola

http://www.imagestime.com/show.php/996492_nC230439669.JPG.html

con la scala cromatica in dotazione oppure effettuare la lettura dell’assorbanza con un fotometro.

Procedura in presenza di interferenze

Innanzitutto bisogna verificare se tali interferenze esistono. Si procede perciò come già descritto, omettendo però le aggiunte di NaOH e Zn. Se si manifestano le colorazioni sopra menzionate è necessario eliminare le interferenze. Tra tutte, la più importante è quella dei nitriti, che devono essere assolutamente eliminati. Il problema non è da poco perchè in soluzione acida lo ione nitrito facilmente disproporziona generando tracce non trascurabili di nitrato

3HNO2 --> HNO3 + 2NO + H2O

In pratica si deve trovare un reagente che reagisca velocemente non appena si forni l’acido nitroso. Non vanno bene l’urea (reazione lenta), l’idrazina (tossica), la sodio azide (difficile da reperire). Va benone l’acido solfammico, dosato in lieve eccesso, il quale distrugge ogni traccia di nitrito. Controllare che il pH sia almeno uguale a 2 e in caso contrario correggere con acido solforico diluito.

NH2SO3H + HNO2  --> N2 + HSO4- + H2O + H+

Il surplus di acido solfammico è poi eliminato per idrolisi bollendo lungamente la soluzione

NH2SO3H + H2O --> HSO4- + NH4+

I clorati non interferiscono. I bromati e iodati liberano iodio. Possono essere eliminati bollendo la soluzione debolmente solforica in presenza di ioduri in sufficiente quantità.

Notevoli quantitativi di ammonio interferiscono e vanno ridotti bollendo la soluzione alcalina prima dell’aggiunta dello zinco.

saluti

Mario

I seguenti utenti ringraziano Mario per questo messaggio: fosgene, al-ham-bic, ohilà, quimico, luigi_67

al-ham-bic

2014-12-23 23:47

Resta il mistero dei due personaggi... ¿ *Si guarda intorno* ?

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Interessante anche questo metodo, visto che per i nitrati la scelta non è immediata né vastissima.

Se mi si presenterà una occasione adeguatamente "rurale",  proverò.