Volume titolante (VT, ml) E(V), Volt 0,55 0,366 1,05 0,354 1,60 0,342 2,00 0,339 2,55 0,335 3,00 0,33 3,40 0,327

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1 3 Esercizi numerici 3.1. Esercizi di Potenziometria. 0,1030 g di un dentifricio sono trattati con 60cm 3 di acqua distillata. La sospensione viene centrifugata e portata a volume a 100 cm cm 3 di tale soluzione sono introdotti in un beacker, contenente g di NaCl. La soluzione e analizzata con il metodo delle aggiunte standard, addizionando una soluzione 6, M di NaF, 0.1 M NaCl. Dopo ogni aggiunta (Vt), si misura il valore costante della f.e.m. E della pila (F): Ag,AgCl, 0.1M NaCl// Soluzione di misura/elettrodo a Fluoruro (Cella F) I valori ottenuti sono riportati nella Tabella. Determinare la concentrazione di ioni F - solubile (in % di NaF) nel prodotto (P.M.(NaF)=41.99 uma) Volume titolante (VT, ml) E(V), Volt 0,55 0,366 1,05 0,354 1,60 0,342 2,00 0,339 2,55 0,335 3,00 0,33 3,40 0,327 Esercizio 2. 10,145 g di suolo sono trattati con 70 cm 3 di acqua distillata e tenuti sotto agitazione per 2 h. La sospensione e filtrata e portata a 100 cm 3. Di questa soluzione sono prelevati con una pipetta 50 cm 3 e trasferiti in un beacker, contenente g di NaCl ( uma) (soluzione Sx). La soluzione e inserita nella pila: Ag,AgCl, 0.1M NaCl// Soluzione SX/Elettrodo a potassio (Cella K) Il valore misurato della f.e.m. e EX=0.178 V. La calibrazione dell elettrodo a K si effettua con una soluzione di KCl M (Sc). Diluendo i volumi indicati nella Tabella della soluzione Sc a 100 cm 3, si preparano 4 soluzioni a titolo noto di K +. I valori della f.e.m..della cella (K) per ogni soluzione sono indicati nella Tabella. Calcolare la concentrazione di K + (P.A.=39.1 uma) nel suolo in mg/kg di K. Volume E, V Soluzione Sc 1,0 0,162 2,0 0,18 3,0 0,189 4,0 0,198 LAB_03-1

2 3.2. Esercizi di Voltammetria. Esercizio. Per analizzare il contenuto di Pb e Zn di un suolo, g sono stati trattati a caldo con una miscela costituita da 15 cm 3 di HCl conc. e 5 cm 3 di HNO3 conc. Dopo la soluzione e stata svaporata, ripresa con un tampone CH3COOH/CH3COONa 0.2 M e portata a volume in un matraccio tarato da 25 cm 3. Tutto il volume di soluzione e analizzata mediante Voltammetria di stripping anodico, con il metodo delle aggiunte standard, raccogliendo i dati riportati in Tabella. Volume (VT, cm 3 ) i, na Pb Zn La soluzione aggiunta ha la seguente composizione: 3, M di Pb(II) e 5, M di Zn(II), Determinare la concentrazione dei metalli nel suolo(in mg/kg) ( P.A.(Pb)=207.2 uma, P.A.(Zn)=65.41uma ). Esercizio L di un campione d acqua di fiume sono stati eluiti in una colonna con resina a scambio cationico, per preconcentrare il Cd(II) ed il Pb(II) La colonna e stata poi trattata con 10 cm 3 di HCl 0.1 M. e l eluato viene raccolto in un matraccio da 25 cm 3 e portato a volume. Tutta la soluzione viene analizzata mediante Voltammetria di stripping anodico, impiegando il metodo delle aggiunte standard. I dati raccolti, dopo ogni aggiunta sono indicati nella Tabella. Volume (VT, cm 3 ) i, na Pb Cd ,2 22, ,4 46, ,3 66, ,6 79,1 La soluzione aggiunta ha la seguente composizione: 2, M di Pb(II) e 4, M di Cd(II), Valutare la concentrazione dei metalli nel suolo (in µg/l) ( P.A.(Pb)=207.2 uma, P.A.(Cd)= uma ). Risposta. LAB_03-2

3 3.3. Esercizi di Spettroscopia UV-VIS. Una compressa di 3,502 g di preparato farmaceutico contiene una miscela di acido acetilsalicilico (1) e caffeina (2). 0,847 g sono solubilizzati in 1 L di acqua; 20 cm 3 di tale soluzione vengono trasferiti in un matraccio e aggiunti a 10 cm 3 di HCl 0,2 M; il matraccio viene portato al volume di 100 cm 3 (Soluzione incognita). Le soluzioni analizzate dei singoli componenti hanno le seguente concentrazioni: 0, M acido acetilsalicilico 0,04 M HCl (soluzione 1), M caffeina, 0.04 M HCl (soluzione 2). I dati spettrofotometrici sono riportati nella Tabella. Calcolare la % dei due componenti nella compressa. Lunghezza d onda nm Assorbanza Soluzione 1 Soluzione 2 Soluzione incognita 220 0,411 0,412 0, ,527 0,256 0, ,629 0,207 0, ,444 0,137 0, ,345 0,131 0, ,109 0,166 0, ,029 0,334 0, ,062 0,493 0, ,105 0,384 0, ,211 0,006 0,213 Esercizio.2. Per determinare il contenuto di ibuprofen (206.3 uma ) e paracetamolo ( uma) di una compressa di analgesico viene utilizzata l analisi multicomponente, misurando l assorbanza delle seguenti soluzioni: 1)Soluzione incognita: 0,3397 g della compressa si trasferiscono in un matraccio. Si aggiungono 10 cm3 di una soluzione 0.2 M HCl e si porta al volume di 1L. Si prelevano 20 cm3 di tale soluzione e si diluiscono a 100 cm3 in un matraccio. 2) Soluzione 0, M di ibuprofen, 0,04 M HCl 3) Soluzione M di paracetamolo, 0.04 M HCl I dati spettrofotometrici ottenuti dallo spettro di assorbimento delle tre soluzioni sono riportati nella Tabella. Calcolare la % dei due componenti nella compressa. LAB_03-3

4 Lunghezza d onda nm Assorbanza Soluzione buprofen Soluzione paracetamolo Soluzione incognita 200,00 0,420 0,712 0, ,00 0,370 0,531 0, ,00 0,390 0,320 0, ,00 0,223 0,490 0, ,00 0,050 0,674 0, ,00 0,005 0,605 0, ,00 0,002 0,361 0, ,00 0,003 0,156 0, ,00 0,003 0,118 0, ,00 0,004 0,013 0,007 LAB_03-4

5 3.4. Esercizi di Spettrofotometria IR 2,5 L di un campione di acqua di fiume viene estratto 2 volte con 10 cm 3 di CCl4. Le fasi estratte sono raccolte iu un matraccio e portate a volume di 25 cm 3. La misura a 2960 cm -1 fornisce un assorbanza di 0,0673. La curva di taratura viene costruita con 2,2,4-trimetilpentano (C8H18, 114,26 uma) 1,249 mm (Sc), diluendo a 25 cm 3, i volumi di soluzione Sc indicati nella Tabella. Esprimere la concentrazione delle soluzioni in mg/l di C (12,01 uma) Volume di Sc, cm 3 Assorbanza 0,5 0,084 1,0 0,169 1,5 0,254 2,0 0,319 fase estratta 0,054 Determinare la concentrazione di olio in mg/l di C. Esercizio 2. Il contenuto % di lornoxicam (371.8 uma) (un antiinfiammatorio) di una compressa (3.480 g) viene determinato mediante misure FT-IR, La miscela da analizzare si ottiene mescolando 0,3500 g di compressa polverizzata g di lattosio ed aggiungendo KBr fino a 0.800g di polvere totale (campione incognito). La molecola di ibuprofen presenta un assorbimento a a 1230 cm -1. Il lattosio si utilizza come standard interno e presenta un assorbimento a 1060 cm -1. Le miscele solide a concentrazione nota di ibuprofen (per la retta di taratura) si preparano con la seguente procedura: Standard 1: g di ibuprofen g di lattosio ed aggiungendo KBr fino a 0.800g. Standard 2: g di ibuprofen g di lattosio ed aggiungendo KBr fino a 0.800g. Standard 3: g di ibuprofen g di lattosio ed aggiungendo KBr fino a 0.800g. Standard 4: g di ibuprofen g di lattosio ed aggiungendo KBr fino a 0.800g. Si prepara una pasticca per ogni miscela e si sottopone a misura IR. I dati raccolti sono indicati nella Tabella. Miscela solida Campione incognito Calcolare la % di lornoxicam nella compressa. Assorbanza 1230 cm cm -1 Standard 1 0,0102 0,0175 Standard 2 0,0186 0,0150 Standard 3 0,0291 0,0182 Standard 4 0,0355 0,0151 0,0212 0,0169 LAB_03-5

6 3.5. Esercizi di Spettrofluorimetria. Esercizio 1. Si intende determinare il contenuto di formaldeide (30.03 uma) in un campione di siero. A tale scopo 15 cm 3 di siero viene trattato con il reattivo di Nash e portati ad un volume di 100 cm 3. L intensita di fluorescenza misurata e pari a Per preparare le soluzioni per la retta di taratura, si utilizza una soluzione di formaldeide M (Sc). Nella Tabella sono indicati i volumi di Sx (a cui si aggiunge il reattivo di Nash) diluite ad un volume finale di 100 cm 3, con le rispettive intensita di fluorescenza. Volume di Sc, cm 3 Calcolare la concentrazione di formaldeide in mg/l. Intensita di fluorescenza 1,0 0,0467 2,0 0,0882 3,0 0,118 4,0 0,164 Esercizio 2. La formaldeide contenuta in 10,52 g di un prodotto ittico viene estratta con 20 cm 3 di acido tricloroacetico. Dopo filtrazione, 10 cm 3 di estratto sono trattati con il reattivo di Nash e portati ad un volume di 100 cm 3. L intensita di fluorescenza misurata e pari a Per preparare le soluzioni per la retta di taratura, si consideri una soluzione di formaldeide 0, M (Sc). Nella Tabella sono indicati i volumi di Sx (a cui si aggiunge il reattivo di Nash) diluite ad un volume finale di 100 cm 3, con le rispettive intensita di fluorescenza.. Soluzione Volume di Sc, cm 3 Intensita di fluorescenza Standard 1 1,00 0,0467 Standard 2 2,00 0,0882 Standard 3 3,00 0,118 Standard 4 4,00 0,164 LAB_03-6

7 3.6. Esercizi di Spettroscopia di assorbimento atomico. 0,1079 g di particolato atmosferico viene prelevato dall aspirazione di 150 m 3 di aria a 33 C e 1 Atm, per determinare il Cromo (52.00 uma) ed il Nichel (58,69 uma). Il solido viene sottoposto ad un trattamento con HCl conc. e HNO3 conc. La sospensione viene centrifugata, ottenendo una soluzione di 50 cm 3 (soluzione incognita). Per costruire la retta di taratura si utilizza una soluzione 3, M di Cromo(III) e 5, M di Nichel(II), diluendo i volumi indicati nella Tabella ad un volume di 100 cm 3. La soluzione incognita e le soluzioni a titolo noto sono analizzati mediante Spettroscopia di assorbimento atomico. I risultati sono riportati nella Tabella. Soluzione Volume Sc, Assorbanza cm 3 Cr(III) Ni(II) Standard 1 0,50 0,0077 0,0044 Standard 2 1,00 0,0196 0,0132 Standard 3 1,50 0,0251 0,0175 Standard 4 2,00 0,0385 0,0311 Soluzione incognita 0,0112 0,0031 Determinare la concentrazione dei due metalli in g/nm 3 (N=Normal m 3, cioè volume calcolato in condizioni standard, 0 C e 1 atm). Esercizio 2. 2,060 g di un campione di pesce viene essiccato a 65 C e trattato con HNO3 conc. e H2O2. La soluzione ottenuta si porta a volume di 25 cm 3 con acqua (soluzione incognita). La soluzione si sottopone all analisi di Nichel (58,69 uma) e di Cobalto(58,93 uma), mediante Spettrofotometria di assorbimento atomico. La retta di taratura si prepara partendo dalla soluzione Sc= M di Ni(II) procedura: Standard 1: 1.00 cm 3 di Sc diluito a 50 cm 3 con acqua; Standard 2: 2.00 cm 3 di Sc diluiti a 50 cm 3 con acqua; Standard 3: 3.00 cm 3 di Sc diluiti a 50 cm 3 con acqua; Standard 4: 4.00 cm 3 di Sc diluiti a 50 cm 3 con acqua. Soluzione Assorbanza Ni(II) Co(II) Standard 1 0,019 0,024 Standard 2 0,023 0,061 Standard 3 0,058 0,073 Standard 4 0,080 0,108 Soluzione incognita Determinare la concentrazione dei due metalli in mg/kg.. 0,029 0,133 e 4, M di Co(II), secondo la LAB_03-7

8 3.7. Esercizi di Gascromatografia. Un campione di aria si sottopone all analisi dei benzene (78.11 uma) e toluene (92.14 uma). 50 m 3 di aria sono aspirati a 27 C, attraverso una fiala di carbone. La cartuccia si eluisce con esano in un matraccio. Si aggiungono 2.00 cm 3 di soluzione di n-ottano M (ST, standard interno) e si porta al volume di 25 cm 3. Le soluzioni a concentrazione nota (Standard) si preparano a partire dalla soluzione Sc= M di benzene, M di toluene in esano e dalla soluzione ST. Si eseguono le seguenti diluizioni (con esano): Standard 1=1.50 cm 3 di Sc cm 3 di soluzione ST; diluire a 25 cm 3 con esano; Standard 2=3.00 cm 3 di Sc cm 3 di soluzione ST; diluire a 25 cm 3 con esano; Standard 3=4.50 cm 3 di Sc cm 3 di soluzione ST; diluire a 25 cm 3 con esano; Standard 4=6.00 cm 3 di Sc cm 3 di soluzione ST; diluire a 25 cm 3 con esano; L analisi GC con rivelatore FID della soluzione ottenuta (Campione) e delle soluzioni standard fornisce i risultati riportati in Tabella. SOLUZIONE SEGNALE FID (mv) Benzene Toluene n-ottano Standard Standard Standard Standard Campione Determinare la concentrazione dei due inquinanti nel campione di aria, esprimendoli in µg/nm 3 (N=Normal m 3, cioè volume calcolato in condizioni standard, 0 C e 1 atm). Esercizio 2. 5 litri di un campione di acqua di fiume sono estratti 2 volte con 10 cm 3 di esano, per l analisi di toluene (92.14 uma) ed etilbenzene ( uma). Le fasi organiche sono state trasferite in un matraccio, in cui sono versati 2.00 cm 3 di soluzione di n-ottano M (ST, standard interno) e poi portate a volume di 25 cm 3. Le soluzioni standard si preparano a partire dalla soluzione Sc= 5, M di toluene, 8, M di etilbenzene in esano e dalla soluzione ST. Si eseguono le seguenti diluizioni (con esano): Standard 1=1.00 cm 3 di Sc cm 3 di soluzione ST; diluire a 25 cm 3 con esano. Standard 2=2.00 cm 3 di Sc cm 3 di soluzione ST; diluire a 25 cm 3 con esano. Standard 3=3.00 cm 3 di Sc cm 3 di soluzione ST; diluire a 25 cm 3 con esano. Standard 4=4.00 cm 3 di Sc cm 3 di soluzione ST; diluire a 25 cm 3 con esano. L analisi GC con rivelatore FID della soluzione ottenuta (Campione) e delle soluzioni standard fornisce i risultati riportati in Tabella. LAB_03-8

9 SOLUZIONE SEGNALE FID (mv) Toluene Etilbenzene n-ottano Standard Standard ,4 10,2 Standard Standard ,3 9,7 Campione incognito ,6 Determinare la concentrazione dei due inquinanti nel campione di acqua in mg/l. Risposta. LAB_03-9

10 3.8. Esercizi di Cromatografia liquida. L analisi del fenolo (94.11 uma) nell aria di un ambiente industriale viene eseguita mediante HPLC (rivelatore fluorimetrico), impiegando il p-etilfenolo come standard interno (soluzione ST= M). 18 m 3 di aria (prelevati a 32 C e 1 atm) sono aspirati attraverso una fiala contenente una resina stirene-divinilbenzene. La fiala viene eluita con metanolo in un matraccio, si aggiunge 2.00 cm 3 di ST e si portata a volume di 25 cm 3. Le soluzioni a concentrazione nota di fenolo (per la retta di taratura) si preparano utilizzando la soluzione (Sc) M di fenolo, con la seguente procedura: Standard 1=1.50 cm 3 di Sc cm 3 di soluzione ST: diluire a 25 cm 3 con metanolo; Standard 2=3.00 cm 3 di Sc cm 3 di soluzione ST: diluire a 25 cm 3 con metanolo; Standard 3=4.50 cm 3 di Sc cm 3 di soluzione ST: diluire a 25 cm 3 con metanolo; Standard 4=6.00 cm 3 di Sc cm 3 di soluzione ST: diluire a 25 cm 3 con metanolo. SOLUZIONE Intensita Fluorescenza Fenolo p-etilfenolo Standard 1 0,0201 0,0132 Standard 2 0,0223 0,0081 Standard 3 0,0446 0,0102 Standard 4 0,0832 0,0133 Campione incognito 0,0250 0,0151 Determinare la concentrazione del fenolo nell aria, in mg/nm 3, (N=Normal m 3, cioè volume calcolato in condizioni standard, 0 C e 1 atm), Esercizio 2, L analisi della caffeina (194,20 uma) in una matrice solida si effettua mediante HPLC (rivelatore spettrofotometrico), usando l acido salicilico come standard interno (soluzione ST=2, M di acido salicilico), 5,76 g di chicchi di caffe sono macinati in un mortaio ed estratti con 15,0 cm 3 di diclorometano, La sospensione viene filtrata e la soluzione ottenuta si svapora a secco, Il residuo si trasferisce con metanolo in un matraccio, si aggiungono 5 cm 3 di ST e si porta al volume di 50 cm 3, Le soluzioni a concentrazione nota (Standard) si preparano a partire dalla soluzione Sc= 1, M di caffeina, con la seguente procedura:: Standard 1=1,50 cm 3 di Sc+ 5,00 cm 3 di soluzione ST; diluire a 50 cm 3 con metanolo, Standard 2=3,00 cm 3 di Sc+ 5,00 cm 3 di soluzione ST; diluire a 50 cm 3 con metanolo, Standard 3=4,50 cm 3 di Sc+ 5,00 cm 3 di soluzione ST; diluire a 50 cm 3 con metanolo, Standard 4=6,00 cm 3 di Sc+ 5,00 cm 3 di soluzione ST; diluire a 50 cm 3 con metanolo, Dai cromatogrammi ottenuti, si ricavano i dati sperimentali raccolti nella Tabella, Soluzione Assorbanza Caffeina Acido salicilico Standard 1 0,127 0,101 Standard 2 0,245 0,110 Standard 3 0,411 0,099 Standard 4 0,614 0,105 Campione incognito 0,298 0,113 Determinare la concentrazione di caffeina nel campione in mg/kg, LAB_03-10

11 Esercizio 3, 20,0 cm 3 di un campione di siero umano viene estratta 2 volta con 10 cm 3 di acetato di etile per determinare il contenuto di fenolo (94,11 uma) e catecolo (110,1 uma), La fase viene svaporata, ripresa con acetonitrile e trasferita in un matraccio fino ad un volume di 25 cm 3 (soluzione Sx), L analisi viene condotta con HPLC con rivelatore fluorimetrico ed utilizzando una soluzione (ST) 0, M di p-etilfenolo come standard interno, La soluzione da analizzare si prepara mescolando in un matraccio 10 cm 3 di Sx + 5,00 cm 3 di ST e portando al volume di 50 cm 3, Partendo da una soluzione 1, M di fenolo e 2, M di catecolo (Sc), la retta di taratura si prepara dalle seguenti soluzioni: Standard 1=2,00 cm 3 di Sc+ 5,00 cm 3 di soluzione ST; diluire a 50 cm 3 con aceto nitrile, Standard 2=4,00 cm 3 di Sc+ 5,00 cm 3 di soluzione ST; diluire a 50 cm 3 con aceto nitrile, Standard 3=6,00 cm 3 di Sc+ 5,00 cm 3 di soluzione ST; diluire a 50 cm 3 con aceto nitrile, Standard 4=8,00 cm 3 di Sc+ 5,00 cm 3 di soluzione ST; diluire a 50 cm 3 con acetonitrile, L analisi delle soluzioni ha fornito i dati riportati nella Tabella, SOLUZIONE Intensita Fluorescenza Fenolo Catecolo p-etilfenolo Standard 1 0,031 0,024 0,021 Standard 2 0,037 0,021 0,009 Standard 3 0,052 0,03 0,007 Standard 4 0,054 0,033 0,005 Campione incognito 0,023 0,018 0,014 Determinare la concentrazione dei due inquinanti in mg/l LAB_03-11