Amendola Giuliana IV G ANALISI DELLE ACQUE

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1 Amendola Giuliana IV G ANALISI DELLE ACQUE Strumenti: termometro a sonde, cartina al tornasole, becker, agitatore termico, buretta, spatola, pallone tarato, bacchetta di vetro. Sostanze: Carbonato di sodio (Na 2CO 3 ), nitrato d argento(agno 3 ), idrossido di sodio (NaOH ), cloruro di ammonio(nh 4Cl ), reattivo di Nessler, ammoniaca, EDTA.

2 Nitrato d'argento Carbonato di sodio Cloruro d'ammonio Nome IUPAC triossonitrato d'argento Caratteristiche generali Formula AgNO 3 bruta omoleco lare Peso 169,87 formula (u) Aspetto solido cristallin o incolore Numero CAS [ ] PubChem Proprietà chimicofisiche Densità (g/cm 3 4,35, inc.s.) Nome IUPAC triossocarbonato di disodio Nomi alternativi soda Solvay Caratteristiche generali Formula Na 2CO 3 bruta omolecolare Peso formula (u) 105,99 Aspetto solido cristallin o bianco Numero CAS [ ] Proprietà chimico-fisiche Densità (g/cm 3, 2,53 inc.s.) Solubilità in acqua 220 g/l a 293 K Nome IUPAC cloruro di ammonio Nomi alternativi sale di ammonio Caratteristiche generali Formula NH 4Cl bruta omolecolare Peso formula (u) 53,49 Aspetto polvere bianca cristallina Numero CAS [ ] Numero EINECS Proprietà chimico-fisiche Solubilità in a cqua Temperatura di fusione 2160 g/l a 293 K 212 C (485 K) Temperatura di fusione >400 C (>670 K) con decomp osizione Densità (g/cm 3, in c.s.) Solubilità in acqua 1, g/l a 273 K Temperatura di ebollizione 444 C (717 K) con decomp osizione Temperatura di fusione Temperatura di ebollizione 338 C (611 K) 5

3 Principi teorici: Viste dallo spazio, le azzurre distese oceaniche mettono in evidenza quanto sia vasta quella copertura d acqua del nostro pianeta che viene denominata idrosfera marina. La terra chiaramente possiede anche una quantità non irrilevante di acqua sotto forma di ghiaccio, marino e continentale, e sotto forma di neve: è la criosfera. E a questa si aggiunge sia pure in quantità minore, ma con gran diffusione, l acqua dei fiumi, quella dei laghi e quella sotterranea, cioè il complesso delle cosiddette acque continentali. Sorgenti, corsi d acqua, laghi e ghiacciai forniscono, sia ai vegetali che agli animali, quella quantità d acqua che indispensabile per il loro ciclo vitale. All uomo interessa in particolare l acqua potabile, sempre più scarsa in relazione all aumento della popolazione. I corsi d acqua hanno fornito, e possono ancora fornire, ingenti quantità di energia, preziose per le attività umane. Ed è opportuno sottolineare che nelle acque continentali vivono in gran quantità microrganismi capaci di decomporre i rifiuti degli animali e dell uomo. Le acque di precipitazione che si infiltrano nel sottosuolo scendendo in profondità per gravità, finche non incontrano rocce impermeabili. Si forma così una falda idrica. un corpo roccioso in grado di trattenere acque in quantità utile per alimentare sorgenti e pozzi è un acquifero. Un corpo roccioso impermeabile che impedisce il movimento è un acquicludo. Una falda idrica che è contenuta in un acquifero affiorante in superficie ed è limitata interiormente da un acquicludo è detta falda freatica. Una falda idrica contenuta in un acquifero compreso tra due acquicludi è detta falda imprigionata. Il più delle volte le acque che si sono infiltrate nel sotto suolo riemergono-in tutto o in parte-dopo un tempo più o meno lungo e a distanza variabile dalla zona di alimentazione, sotto forma di acque sorgive. Le sorgenti sboccano in superficie spontaneamente. Esse possono erogare acque con caratteristiche ed utilizzabilità diverse, a seconda della natura e delle condizioni delle rocce attraversate: Normali acque potabili se il contenuto in Sali oscilla fra 10 e 50 centigrammi per litro. acque minerali, fredde, ma con un contenuto in sali decisamente più elevato. acque termali con temperatura variabile dai 20 ai 100 e più gradi centigradi. acque termominerali calde e ricche in Sali.

4 L elevata temperatura delle sorgenti calde può derivare dal fatto che le acque sono scese fino a grandi profondità e sono state riscaldate per effetto del gradiente geotermico, o anche da reazioni chimiche, in profondità che sviluppano calore. I Sali delle acque mineralizzate vengono sciolti, durante la discesa o la risalita, dell acqua stessa che passa attraverso rocce ricche di sostanze solubili. L origine delle sorgenti può essere collegata a condizioni geologiche e topografiche diverse. Tipi più comuni di sorgenti: Sorgente di deflusso: la falda idrica giace, in rocce sabbiose, su un substrato argilloso inclinato verso la sorgente. Sorgente di sbarramento : una falda analoga al caso precedente può venire sbarrata da una faglia che rialza il substrato argilloso. Sorgente di trabocco in una sinclinale con dolomie fessurate giacenti su di un substrato impermeabile. Sorgente carsica : le acque che si infiltrano in un calàrecarsificato raggiungono un reticolo di gallerie e cunicoli dove scorrono fino al punto di emergenza. La quantità d acqua che sgorga dalle sorgenti, cioè la loro portata, si misura in litri al secondo. Un torrente invece è un corso d acqua intermittente. Le caratteristiche importanti dei corsi d acqua sono la lunghezza e la pendenza. Il comportamento idrologico di un corso d acqua è espresso dalla velocità, e dalla portata cioè il volume di acqua che passa nell unità attraverso la sezione trasversale di un corso d acqua. Dalla portata e dalla velocità dipende l energia della corrente fluviale. La variazione della portata nell arco dell anno costituisce il regime. Perché un acqua si possa considerare potabile deve risultare limpida, incolore, priva di odori e sapori sgradevoli, non deve contenere sostanze tossiche, deve avere una composizione chimica tale da essere ben tollerata dall organismo e tale da non divenire veicolo di malattie infettive. La normativa nazionale attualmente in vigore, che disciplina la qualità delle acque ad uso umano al fine di proteggere la salute dagli effetti negativi della contaminazione delle acque. In particolare nella normativa vengono indicati i valori massimi ammissibili e i valori guida per una serie di parametri: parametri organolettici (odore, colore, sapore, torbidità)

5 parametri chimico-fisici (tipici delle caratteristiche naturali delle acque come ad es. temperatura, durezza, contenuto di solfati) parametri concernenti sostanze indesiderabili (nitrati, ferro, ammoniaca, ecc.) parametri concernenti sostanze tossiche (arsenico, piombo, antiparassitari, ecc.) ed infine parametri microbiologici (coliformi, streptococchi fecali, ecc.). I caratteri organolettici più importanti sono : colore, odore, sapore, e torbidità dovuta generalmente alla presenza in sospensione di particelle di natura argillosa, di alghe ecc.. I parametri fisici che più comunemente vengono determinati sono temperatura, conducibilità elettrica, ph. I controlli chimici che si effettuano sull acqua, tendono generalmente a valutare il suo grado di mineralizzazione ed a rilevare un eventuale inquinamento di tipo organico. Tra gli indici chimici più significativi, che si riferiscono alle composizione minerale dell acqua, possiamo citare: alcalinità totale, residuo fisso, solfati, cloruri, sodio e potassio e durezza. Per mettere in evidenza un eventuale inquinamento di tipo organico si procede alla valutazione del contenuto totale di sostanze organiche ossidabili e dai prodotti derivanti dalla loro degradazione quali :ammoniaca, nitriti e nitrati (prodotti di ossidazione biologica),fosfati...

6 Modalità operative Esaminiamo il campione prelevato dal nostro territorio prelevato in diversi punti della sorgente: campione 1 direttamente dalla sorgente, campione 2 dalla vasca, campione 3 acqua mista. - Determiniamo la temperatura e il ph : la temperatura. all atto del prelievo si misura la temperatura che deve essere compresa fra i 9 e 12. Il ph misurato con la cartina al tornasole, dovrebbe oscillare tra acque troppo acide possono risultare aggressive. Preleviamo 50 ml di campione messi in un becker per determinare la temperatura e il ph. Determinazione dei cloruri : I cloruri sono sempre presenti, anche in acqua molto pura. La quantità di cloruro non deve superare i 200mg/L. i valori superiori possono essere accettati nel caso si presuma un origine minerale. La ricerca viene effettuata conagno 3. La determinazione viene effettuata su 30ml di H 2 O posti in un pallone tarato e addizionaticon 5ml di soluzione di AgNO AgNO 3 0,1N soluzione acida per acido nitrico concentrato. In presenza di una quantità minima di cloruri si ottiene una opalescenza, in presenza di più cloruri la soluzione presenterà sul fondo un colore biancastro. Reazione : Cl - +Ag + AgCl Cl - +AgNO 3 Ag + +NO - 3 Determinazione ammoniaca: La presenza di ammoniaca è indice di grave inquinamento e quindi la reazione dell ammoniaca nelle acque potabili deve essere negativa. La ricerca viene fatta con il reattivo di Nessler (soluzione alcalina di ioduro di mercurio e ioduro di potassio). La determinazione, basata sulla stessa reazione, è effettuata per via colorimetrica.

7 Si prelevano 30ml della soluzione in esame e a questi si aggiunge 0,5 di NaOH(2 N) e 1ml di Na 2 CO 3 (soluzione tampone),il tutto inseriti in un becker e agitando la soluzione. Si aggiungono a questo punto 5ml di reattivo dinessler e si portano a volume, previa precipitazioni a ph fortemente basico dei Sali alcalino-terrosi : in presenza di ammoniaca si ottiene una colorazione che, a seconda della concentrazione di azoto ammoniacale, può variare dal giallo paglierino all arancione. Reazioni: =..=..=.. =...=2 0,05 40= 4 Durezza: La durezza di un acqua è in relazione al contenuto in ioni di metalli alcalino-terrosi, soprattutto Ca ++ e Mg ++. La presenza di questi ioni conferisce all acqua particolari proprietà, che in genere costituiscono un elemento di deprezzamento; al di sopra di un certo limite, poi, l acqua deve essere ritenuta non potabile. La durezza rappresenta certamente l indice più significativo delgrado di mineralizzazione di un acqua. La durezza viene misurata in gradi francesi, che corrispondono ai mg di CaCO 3 presenti in 100 ml di acqua, per cui anche il magnesio e altri ioni, vengono convenzionalmente espressi come carbonato di calcio. I valori consigliati di durezza sono compresi tra i 15 e i 50 F. La durezza delle acque viene distinta in permanente, quando persiste anche dopo prolungata l ebollizione ed in temporanea, costituita dai bicarbonati di calcio e magnesio che a seguito a ebollizione dell acqua, precipitano sotto forma di carbonati insolubili. La somma della durezza permanente e di quella temporanea, dà la durezza totale. La misura della durezza delle acque consiste in una determinazione quantitativa e globale degli ioni calcio e magnesio presenti. Si prelevano 100ml di acqua da analizzare e vi si aggiungono, per portarne il ph a 10,20 ml dell apposita soluzione tampone, ottenuta sciogliendo 10 NH 4 Cl in acqua, poi

8 si immette una punta di nero eriocromo T, che mentre in acqua pura è di colore blu, assume color rosso vinoso combinandosi col magnesio dell acqua normale. Si titola poi con la soluzione0,1 M dell EDTA contenuta in una buretta. Quando il colore appare blu dell indicatore libero si smette di far sgocciolare la soluzione titolante dalla buretta e i legge su questa il volume di soluzione impiegato. I millilitri di soluzione titolante impiegata danno direttamente la durezza dell acqua espressa in gradi francesi. La durezza si determina con un metodo complessometrico, utilizzando EDTA (l acido etilendiaminotetracetico), come titolante, a ph 10-15, in presenza di Eriocromo nero T come indicatore, che vira da rosso vino a blu. Si prepara una soluzione tampone: prelevare 0,53g di NH 4 Cl in 100 ml di H 2 O. prelevare 10 ml di NH 3 (al 30 %) e 10 ml di NH 4 Cl e unirli per formare la soluzione tampone. 100ml di acqua vengono addizionati con 20ml di tampone ammoniacale (ph10) ed una piccola quantità di nero eriocromo T (indicatore) poi si titola con 3g di EDTA 0.01 N. in 100ml d acqua. Inserire 100ml nella buretta e attendere fino a quando la soluzione viri da viola a blu. I millilitri d EDTA usati corrispondono alla durezza in gradi francesi. Durezza <7 F 7-14 F F F F >54 F Acque Molto Dolce Poco dure Mediamente Dure Molto dolce dure dure

9 SCHEDA DI CAMPIONAMENTO Il prelievo è avvenuto a Gravina in Puglia; sorgente : pilone Sant Angelo. Al momento del prelievo: - condizioni metereologiche : nuvoloso, clima freddo. - Odore : nessuno in particolare - Colore: limpido - Corpi in sospensione: al campione contenente acqua mista vi era un insetto in sospensione. Tabella riassuntiva dei risultati ottenuti delle analisi effettuate con le metodiche sopra indicate. campioni temperatura ph Presenza cloruri Presenza Ammoniaca Campione1 19,2 7,1 + Inesistente Campione 2 19,2 7,1 ++ Quasi inesistente Campione 3 19,5 7,1 ++ Quasi inesistente Conclusioni Dai risultati ottenuti non risultano esserci inquinamenti né di ordine organico né chimico di origine agricolo-industriale.