Analisi del cemento. Progetto sostieni una classe. 4A a.s.2015/2016

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1 Analisi del cemento Progetto sostieni una classe 4A a.s.2015/2016

2 Progetto sostieni una classe Il progetto nasce come collaborazione tra l azienda Cementirossi e il nostro Istituto al fine di integrare le conoscenze e le competenze scolastiche con le metodologie e le competenze richieste nel mondo del lavoro. Durante il primo anno del progetto abbiamo conosciuto e visitato l azienda e successivamente a gruppi abbiamo prodotto campioni di cemento e svolto su questi campioni analisi meccaniche di resistenza alla compressione. Quest'anno invece la classe si è impegnata a seguire le analisi chimiche del cemento svolte in azienda e, in seguito, a provare riprodurre le tecniche analitiche apprese nel laboratorio della scuola.

3 Il cemento Il componente principale del cemento è il clinker. Il clinker viene prodotto a partire da materie prime naturali (marne) che vengono frantumati, finemente macinati, omogeneizzati e alimentati al forno di cottura. Il clinker è costituito principalmente da calcio, silice, alluminio e ossidi di ferro. In uscita dal forno il clinker viene raffreddato e inviato alla fase successiva per la macinazione nei mulini con l'aggiunta di altri componenti selezionati Tutti i costituenti vengono macinati per formare una polvere omogenea: il cemento. Le proprietà del cemento sono correlate alla sua composizione

4 Analisi chimiche del cemento Le analisi quantitative effettuate sono di due tipi: Complessometriche: ossido ferrico ossido di magnesio ossido di alluminio Gravimetriche: ossido di silicio perdita a fuoco anidride solforica Obbiettivo: determinare la quantità dei principali costituenti del cemento che ne conferiscono la qualità, verificando quindi la validità del campione.

5 Analisi Complessometrica la complessometria è l'analisi volumetrica che sfrutta reazioni di complessazione dando origine a complessi

6 Analisi complessometrica con EDTA L EDTA (acido etilendiamminotetraacetico è un complessante di moltissimi ioni metallici) Le titolazioni complessometriche con EDTA sono applicate nella determinazione di ogni ione metallico, ad eccezione degli ioni dei metalli alcalini. Nelle titolazioni complessometriche l'individuazione del punto di arresto può essere effettuata mediante uso dei cosiddetti indicatori metallocromici. Questi, come l'edta, sono acidi poliprotici in grado di formare chelati con l'analita in esame, e sono caratterizzati dal fatto che, in opportune condizioni di ph, l'indicatore libero e quello legato al metallo hanno diversa colorazione.

7 Titolazioni con EDTA Determinazione del magnesio Determinazione ossido ferrico Una nuova parte di soluzione viene prelevata e portata a ph= 10,1± 0,1. Si L'ossido ferrico viene rilevato nota il passaggio di viraggio attraverso la titolazione con dall'azzurro al giallo. EDTA, eseguita a ph= 1,5 ± 0,1. Al viraggio si nota una colorazione che passa dal viola al giallo. Determinazione dell'ossido di calcio Viene prelevata una parte di soluzione che viene in seguito portata a ph= 12,6 ± 0,1. Si ha un viraggio dall'azzurro al giallo.

8 Titolazione con solfato di zinco La titolazione con solfato di zinco viene utilizzata per titolare l'ossido di alluminio all'interno del nostro campione di cemento. Questa è una retrotitolazione e viene usata per determinare l'alluminio perché quest'ultimo impiega troppo tempo a reagire con l'edta. Alla soluzione in cui si ricerca l'ossido di alluminio viene aggiunto un quantità nota in eccesso di EDTA il quale viene retrotitolato con il solfato di zinco.

9 ANALISI GRAVIMETRICA L'analisi gravimetrica è un metodo chimico usato principalmente per scoprire la percentuale di un dato elemento all'interno di una soluzione o di un campione solido. Consiste nel prelevare una parte di campione, pesarlo e porlo per un periodo di tempo all'interno di un forno elettrico; una volta estratto dal forno il campione viene pesato nuovamente.la perdita di peso permette di determinare la quantità di elemento ricercato all'interno del campione. Il cemento è costituito in maggior parte dall'ossido di calcio ( la cui concentrazione è rilevata attraverso una titolazione); attraverso l analisi gravimetrica è possibile determinare la perdita a fuoco (perdita dei componenti volatili), la quantità di ossido di silice e di solfati precedentemente precipitati da una soluzione madre.

10 RISULTATI DELLE ANALISI I NOSTRI DATI Cemento calcinazione % CaO 64.07% SiO % SO3 2.12% MgO 1.5% Al2O3 Dato non attendibile Fe2O3 4.08% DATI DELLA CEMENTIROSSI Cemento calcinazione 1.28% CaO 64.51% SiO % SO3 2.72% MgO 1.47% Al2O3 4.03% Fe2O3 4.01%

11 Il fine di questo progetto è quello di proiettare gli studenti nell'ottica del mondo lavorativo; grazie alla collaborazione della Cementirossi noi chimici di quarta abbiamo appreso nuove tecniche che ci hanno aiutato ad approfondire il lavoro pratico in un ambiente professionale. Nonostante i risultati delle nostre analisi non siano stati del tutto corretti, questo lavoro ci è servito a capire gli errori che abbiamo commesso e quindi a migliorare il modo in cui lavoriamo. Confrontando i valori ottenuti nel nostro laboratorio con il referto fornitoci dalla Cementi Rossi possiamo evidenziare che ad esclusione di un dato, tutti gli altri valori risultano accettabili nell ambito dell incertezza della misura. Il dato non attendibile è la percentuale di ossido di alluminio presente nel campione. Riguardando la metodica e rifacendo l analisi si è trovato che la non attendibilità del dato era dovuta alla soluzione di solfato di zinco il cui valore di concentrazione non corrispondeva a quanto dichiarato. Per mancanza di tempo non si è potuto ripetere la prova con la soluzione alla concentrazione richiesta.