Condizioni per impiegare analisi volumetrica
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- Camillo Angelo Bettini
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2 Condizioni per impiegare analisi volumetrica Elevata velocità di reazione Stechiometria nota della reazione Completezza della reazione Netta variazione di una proprietà del sistema presente nella soluzione al p. equivalenza Disponibilità di adatto indicatore Assenza di specie interferenti
3 Metodi Neutralizzazione Complessazione Ossido-riduzione Precipitazione
4 Calcoli Al p. equivalenza ( Titolante n eq1 (sost da titolare)=n eq2 (sost. con n eq = g/pe = (N/1000) V ml Per cui a) la normalità N1 può essere det da: Vol di titolante (V 2 ) a normalità N 2 necessario per titolare un volume V 1 di analita N 1 = (N 2 V 2 )/ V 1 b) Il peso in grammi (g1) della sostanza presente nella sol (o nel nel peso di campione prelevato) può essere det da: g1 = (V 2 N 2 PE 1 )/1000
5 Normalità = n equivalenti/litro 72 EQUIVALENTI varia a seconda del tipo di reazione e dei reagenti. Per determinare il n equivalenti è necessario sapere il tipo di reazione e come le specie coinvolte nella reazione effettivamente si combinano Reazione acido_base; PE PMacido = n H O scambiati ( ACIDO ) + 3 Reazione di ossido-riduzione PE ( BASE) = PM base n OH scambiati PE = PM / numero elettroni acquisiti o ceduti Formazione di precipitato PE = PM/ carica dello ione
6 6 STANDARD PRIMARIO Uno standard primario: è una sostanza che può essere usata per preparare soluzione a concentrazione nota con esattezza. Uno standard primario deve: essere stabile e reagire rapidamente completamente e selettivamente con l analita poter essere reperito facilmente e deve essere essiccabile (preferibilmente a C) e conservabile allo stato puro; rimanere inalterato durante le operazioni di pesata (non deve essere igroscopico, ossidabile all'aria o assorbire anidride carbonica); poter essere analizzato con metodi idonei al fine della determinazione della purezza (maggiore del 99,98%); avere preferibilmente un alto peso equivalente in modo da minimizzare l'errore di pesata; essere facilmente solubile in acqua. L accuratezza del risultato analitico dipende dall accuratezza della misura della concentrazione del titolante
7 Curva di titolazione Sull ascissa è riportato il volume di titolante (variabile indipendente) mentre sull ordinata è riportata la variabile dipendente (ph, pm.). Essa può essere calcolata teoricamente. Comunque si assume come criterio generale : Una variazione di 3 unità logaritmiche per l aggiunta di poche gocce prima e dopo il p.equivalente è sufficiente per ammettere che la titolazione sia quantitativa.
8 Errore di titolazione : differenza tra il volume aggiunto praticamente per raggiungere il punto finale e il volume necessario per avere l esatta equivalenza. Può essere di 0.1 % Errore= (V F V t ) *100/Vt con V t valore teorico e V F Volume aggiunto Una soluzione si considera a titolo noto quando se ne conosce la concentrazione con un accuratezza dello %
9 TITOLAZIONI COMPLESSOMETRICHE Le titolazioni complessometriche sono basate sulla formazione di un complesso tra il titolante e il titolato. Una reazione di complessazione può essere usata a fini analitici se: complessi stabili: la Ki deve essere abbastanza piccola in modo che vicino al punto equivalente si registri una notevole variazione dello ione cercato Rapporto di reazione tra ione coordinante e la specie coordinata esattamente noto raggiungere l equilibrio rapidamente
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12 Costanti di formazione M + L ML K 1 = [ML]/[M][L] ML + L ML2 K 2 = [ML 2 ]/[ML][L] ML n-1 + L MLn Kn = [MLn]/[MLn-1][L] M + n L MLn βn = [MLn]/[M][L] n = K 1 * K 2 *..Kn Costante di formazione globale
13 Costante di instabilità (Ki) Il reciproco di βn esprime la costante di instabilità Ki ed è un altro modo di rappresentare l'equilibrio (in questo caso in funzione della dissociazione): Ki= [M][L] n /[ML n ]
14 CHELOMETRIA: i chelanti saturano la sfera di coordinazione degli ioni metallici a cui si legano in uno stadio singolo e con un rapporto stechiometrico ben definito, di solito 1:1 L EDTA è il chelante di scelta nelle titolazioni complessometriche per i seguenti motivi: - forma chelati con tutti i cationi (eccetto metalli alcalini) - la maggior parte dei chelati è stabile (struttura a gabbia del chelato)
15 Chelante multidentato (legante esadentato) acido etilendiamino-tetra-acetico (EDTA) M n+ + Y 4- MY n-4 K = [MY n-4 ] / ( [M n+ ][Y 4- ] ) Costante di stabilità dipende da T e forza ionica Metallo logk stab Metallo logk stab Metallo logk stab Na + Li + Ba 2+ Mg 2+ Ca 2+ Mn Fe 2+ Ce 3+ Co 2+ Al 3+ Cd 2+ Zn Pb 2+ Ni 2+ Cu 2+ Hg 2+ Cr 3+ Fe
16 ACIDO Struttura delle forme protonate dell EDTA Le specie H 6 Y 2+ e H 5 Y + a ph>1.5 sono deprotonate e quindi non vengono considerate Ka 1 = 1.02x10-2 Ka 2 = 2.14x10-3 Ka 3 = 6.92x10-7 Ka 4 = 5.5x10-11 ph Aggiungendo acido a Y 4- si protonano per primi i 2 atomi di azoto (+ basici). BASE
17 Per cui si vede dalle costanti acide : ~ph5 H 2 Y 2-7>pH<9 HY 3- ph > 11 Y 4-.
18 Calcoli di equilibrio relativi all EDTA [MY M n+ + Y 4- MY (n-4)+ ] (n-4)+ K stabilità = [M n+ ][Y 4- ] Dove [Mn+] [Y 4- ] sono le conc rispettivamente dello ione metallico e della specie deprotonata Y 4- libera. La K condizionale effettiva dipende non solo dalla stabilità del complesso e dalla temperatura e dal mezzo in cui si opera la titolazione ma in particolare dal ph (α) e dalla presenza di altri complessanti (β) in quanto possono influenzare [M] e [L] a seguito di reazioni secondarie
19 Costanti condizionali K cond = [ ML] [ M '][ L'] Dove [M ] e [L ] sono le conc totali del metallo in soluzione non complessato da L e di L non complessato da M. Es. Ag+ e NH 3 in sol acquosa si formano i complessi Ag(NH 3 )+ e Ag(NH 3 ) 2 *. Si può anche avere: NH 3 + H+ NH 4 + pka = 9.23 Ka = [NH 3 ][H+]/[NH 4 +] (1) per cui per ph > 9.23 [NH 3 ]= C NH3 per ph < 9.23 C NH3 = [NH 3 ] + [NH 4 +] (2) per cui ricavando [NH4+] da 2) e mettendo [NH3] in funzione di [NH4+] mediante la 1) si ottiene: K Ag ( NH 3) + + [ AgNH 3 ] = [ Ag+ ][ NH ] 3 Ka [ H+ ] + Ka [ NH3 ] = CNH 3 [ AgNH 3 ] = Ka [ Ag+ ] CNH 3 [ H + ] + Ka + K cond = [ AgNH [ Ag+ ] C + 3 ] NH 3
20 Influenza del ph: α [EDTA]= la somma di tutte le specie di EDTA in forma libera H 4 Y H 3 Y - + H + H 3 Y - H 2 Y 2- + H + [H K + ] [H 3 Y - ] a1 = [H 4 Y] [H + ] [H 2 Y 2- ] K a2 = [H 3 Y - ] Le specie H 6 Y 2+ e H 5 Y + a ph>2 sono trascurabili H 2 Y 2- HY 3- + H + HY 3- Y 4- + H + [H + ] [HY 3- ] K a3 = [H 2 Y 2- ] [H + ] [Y 4- ] K a4 = [HY 3- ] [EDTA ]= [H 4 Y]+ [H 3 Y - ] + [H 2 Y 2- ] + [HY 3- ] + [Y 4- ] +[H 6 Y 2+ ] + [H 5 Y+ ] [1] K [H 3 Y - ] [EDTA] = [H a1 [H 4 Y] K a2 K 4 Y] + + a3 [H + 2 Y 2- ] K a4 [HY 3- ] + [H] + [H] + [H] + [H] + [2]
21 [EDTA]= [H Y] K a1 [H 4 Y] K a2 [H Y - ] K a3 [H + 2 Y 2- ] K a4 [HY 3- ] + [H] + [H] + + [H] + [H] + [2] Esprimendo in funzione di [Y 4- ] e [H + ] HY 3- Y 4- + H + K a4 = [H+ ] [Y 4- ] [HY 3- ] [HY 3- ] = [H + ] K a4 [Y 4- ] [3] H 2 Y 2- HY 3- + H + K a3 = [H+ ] [HY 3- ] [H 2 Y 2- ] [H 2 Y 2- ] [H + ] [HY = 3 = K a3 - ] [H + ] 2 [Y 4- ] K a3 K a4 [4] H 3 Y - H 2 Y 2- + H + K a2 = [H + ] [H 2 Y 2- ] [H 3 Y -] [H 3 Y - ] [H + ] [H 2 Y 2- = ] K = [H+] 3 [Y 4- ] K a2 K a2 K a3 a4 [5] H 4 Y H 3 Y - + H + K a1 = [H+ ] [H 3 Y - ] [H 4 Y] [H 4 Y] = [H+ ] K a1 [H 3 Y - ] = [H + ] 4 [Y 4- ] K a1 K a2 K a3 K a4 [6] [EDTA]= [H + ] 4 [Y 4- ] [H + ] 3 K a1 K a2 K a3 K a4 K a2 K a3 K a4 [Y 4- ] [H + ] 2 [Y 4- ] [H + ] [Y 4- ] [Y K a3 K a4 K 4- ] [7] a4
22 A ph alcalino la K cond tende al valore della K termodinamica. Necessita quindi tamponare le soluzioni durante la titolazione. [EDTA] = [H + ] 4 [Y 4- ] [H + ] 3 K a1 K a2 K a3 K a4 K a2 K a3 K a4 [Y 4- ] [H + ] 2 [Y 4- ] [H + ] [Y 4- ] [Y K a3 K a4 K 4- ] [7] a4 ( )( [EDTA]= 1 [H+](K )-1 [Y 4- ] + [H + ] 3 a4 + [H + ] 2 (K a3 K )-1 a4 + (K a2 K a3 K )-1 a4 + [H+ ] 4 (K a1 K a2 K a3 K )-1 a4 ) [8] αh = - 1+[H + ] (K )-1 a4 + (K [H + ] 2 a3 K a4 )- 1 + (K a2 K a3 K )-1 a4 [H + ] 3 + (K a1 K a2 K a3 K )-1 a4 [H] 4 αh è funzione solo di [H], tende a 1 in soluzione alcalina [ΣY]=[Y4-] Non dipende dal metallo che forma il complesso αh = [EDTA]/[Y4-] e quindi [9] K cond = K MY / α H Quindi a ph costante α costante K cond costante
23 Impiego della costante di formazione condizionale Calcolare le costanti condizionali di CaY M a ph 10 e a ph 6 La reazione di formazione del complesso è la seguente: Ca 2+ + EDTA CaY 2- Kf= 4.9x10 10 Determinando α Y 4-come descritto si calcolano le costanti di formazione condizionale A ph = 10 α =2.78 K cond=(4.9 x )/2.78 = 1.8 x10 10 A ph = 6 α = K cond= (4.9 x )/ = 1.1 x10 6 Il complesso metallo-edta diventa meno stabile al diminuire del valore del ph.al diminuire del ph la K di equilibrio si riduce e la reazione di fatto giunge meno a completamento
24 EFFETTO della presenza di complessanti diversi da EDTA- Spesso ammoniaca, acetato, tartrato, citrato, fosfato,vengono aggiunti come costituenti dei tamponi usati per fissare il ph. Questi possono agire da leganti monodentati o bidentati e quindi dar luogo a complessi con il metallo: M + A MA MA 2. Man Con [MAn] = Kn [MA n-1 ][A] [MAn] = [βn][μ][α] n Analogamente al ph si può scrivere: [CM]= [M] + [MA] + [MAn] introducendo le costanti si può scrivere: [CM]= [M] (1+ K1 [A] + [β2] [Α] [βn][α] n ) = [M] β L β L dipende solo dalla concentrazione di A (legante) e dalle costanti di stabilità dei complessi Affinchè un catione possa essere titolato con un chelante Y è necessario che i complessi fra M ed A abbiano una stabilità inferiore a quelli formati tra M ed Y in modo da avere lo scambio dei leganti : MAn + EDTA MEDTA + n A-
25 Costanti condizionali Quindi considerando α = C tot / [L] e β = C Me /[M] K cond K = ML α β
26 Influenza dell agente complessante
27 CURVE DI TITOLAZIONE Si ottengono riportando pm in funzione di Vt Es: abbiamo 100 ml (Vo) di Me 0.1 M All inizio ho pm = 1 Prima del punto di equivalenza: [M]= (VoMo-VtYt)/(Vo+Vt) è indipendente dal valore della costante Kcond All equivalenza: [M]=[EDTA] M + EDTA MEDTA Curva simmetrica K cond o K eff = [MEDTA]/[M][EDTA] 19 [M] 2 = [MEDTA]/K cond VoMo 1 [M] = Vo + Vt Kcond (dipende da K cond ) Dopo p-equivalenza [Y]= (VtYt-VoMo)/(Vo+Vt) una volta 1 determinato il legante libero si può calcolare pm attraverso la costante K
28 Si osserva che per titolazione di un metallo 0.1M Il p.equivalenza è K eff p. eq Il valore di K pari a 10 7 rappresenta il valore limite per avere una titolazione con una bassa incertezza (salto di 3 unità di pm) Dato che la concentrazione del Me influenza il salto, al suo diminuire il salto diminuirebbe e la titolazione non sarebbe più effettuabile. La condizione di titolabilità diventa quindi: K cond C > 10 6.
29 Dato che il p. equivalenza dipende da K cond e tale costante dipende a sua volta dal ph e dalla presenza di leganti ausiliari è fondamentale fissare un valore limite di ph che permetta di soddisfare la condizione di titolabilità. A tal fine è stato determinato il diagramma di Ringbom ove le coordinate sono log K MEDTA e ph anche se tra i due non vi è alcuna dipendenza
30 q CONCLUSIONI < <
31 Dopo p. equivalenza la curva è dipendente solo della Kcond NiEDTA e da αη Innalzamento è dovuto alla formazione dei complessi di Ni con NH 3 la cui stabilità è influenzata dal ph Non si formano i complessi del Ca con NH 3
32 Indicatori metallocromici
33 Indicatori metallocromici reazione cromatica deve essere sensibile, rapida e selettiva K indicatore-catione < K EDTA-catione Il contrasto di colore tra indicatore libero ed quello complessato con il metallo deve essere facilmente rilevabile Il complesso indicatore-metallo si deve formare in prossimità del punto equivalente cioè quando la concentrazione di ioni metallici è molto piccola La reazione tra metallo ed indicatore deve essere rapida e reversibile e deve verificarsi al ph in cui si opera la titolazione
34 NERO ERIOCROMO T = NET Rosso < ph 6 -Blu -ph 12 > Arancio ph ottimale di lavoro è 10, si opera In tampone ammoniacale e' un acido triprotico, H 3 In (pk1 = 3,9, pk2 = 6,4 e pk3 = 11,5). Nell'intervallo di ph utile ai fini delle titolazioni con EDTA (5 < ph < 13) esistono le specie H 2 In-, HIn 2- e In 3-, di colore rosso, blu e arancione, rispettivamente. HO - O 3 S N N Si evita di superare ph 11 altrimenti il viraggio è da rosso ad arancione e si vede poco. O 2 N OH Gruppo cromoforo Nero mordente C 20 H 12 N 3 NaO 7 S. (Mr 461,4). Sodio 2-idrossi-1-[(1-idrossi-2-naftil)azo]-6-nitronaftalen-4-solfonato. Nero eriocromo T. Polvere nero-brunastra, solubile in acqua e in alcool. Viraggio : libero BLU complesso VIOLETTO
35 O N + O - N N HO OH O S O Acido solfonico H K O - 1 = 5x O + H 2 In - HIn 2- + H 3 O + Na + rosso blu H 2 O + HIn 2- In 3- + H 3 O + blu arancione K 2 = 2.8x10-12 Nero Eriocromo T (nero mordente) M HIn 2- (blu) O N + O - Il Nero ET è anche un indicatore acido-base. I complessi metallici del Nero ET sono rossi e per tale motivo si tampone il ph a 7 (o maggiore) per avere la forma HIn 2- (blu). L aggiunta del metallo comporta la formazione del complesso MIn 2- (rosso). Al primo eccesso di EDTA la soluzione diventa blu in conseguenza della reazione (M= metallo bivalente): N N O O H M O S O O - Na + MIn - + HY 3- HIn 2- + MY 2- Il nero ET si usa per il magnesio, zinco, cadmio e piombo e non per il calcio in quanto la K stabilità Ca 2+ -Ind è troppo bassa (rosso)
36 36 Curve di titolazione di 30 ml di una soluzione 0,005 M di ioni calcio e di 50 ml di una soluzione 0,005 M di ioni magnesio con EDTA 0,01 M in presenza di NET a ph 10. Il salto di pm al p.e. è tanto maggiore quanto maggiore è la costante condizionale. K ' MY = K MY α = [ MY ] [ M ] C Y Ovviamente esistono molti altri indicatori metallocromici.
37 Si può anche utilizzare il metodo per spostamento: Si aggiunge alla soluzione di Calcio (con NET indicatore) una piccola quantità di MgEDTA senza influenzare la stechiometria della reazione (quantità equimolare di Mg ed EDTA). Quando si aggiunge EDTA si ha: MgEDTA +Ca Mg + CaEDTA ; CaNET + Mg MgNET + Ca EDTA si lega prima con Ca : Ca + EDTA Al p.equiv. :MgNET + EDTA MgEDTA + NET rosso blu (ph 10) CaEDTA
38 CALCONE Acido calconcarbossilico. C 21 H 14 N 2 O 7 S.3H2O. (Mr 492,5). Acido 2-idrossi-1-(2-idrossi-4-solfo-1-naftilazo)naftalen-3-carbossilico. Polvere nero-brunastra, poco solubile in acqua, molto poco solubile in acetone e in alcool, moderatamente solubile nelle soluzioni di sodio idrossido. Viraggio : libero BLU complesso VIOLETTO DITIZONE Ditizone. C 13 H 12 N 4 S. (Mr 256,3) [ ]. 1,5-Difeniltiocarbazone. Polvere nero bluastra, nero brunastra o nera, praticamente insolubile in acqua, solubile in alcool. Viraggio : libero BLU VERDASTRO complesso VIOLETTO ROSSASTRO
39 Muresside HO N OH O N OH Ca 2+ HO N OH O N OH N OH N N OH ph= 12 N OH Ca 2+ N OH N Si sceglie ph 12 per poter avere una buona variazione di colore anche se la condizione di titolabilità di Ca sarebbe soddisfatta già a ph 8 (diagramma Ringbom) Blu-violetto rosso
40 Titolazioni chelometriche: classificazione A) Titolazione diretta Il metodo consiste nell aggiunta di un indicatore metallico ad una soluzione tampone. A tale soluzione si aggiunge la soluzione di chelante fino al viraggio (si possono aggiungere agenti ausiliari). Il metodo non può essere utilizzato nei seguenti casi: - non si abbia a disposizione l indicatore adatto - si abbia difficoltà a mantenere lo ione in soluzione a causa del ph Esempi: dosaggio Mg, Zn, Fe(III), Co(II), Ni(II)
41 B) Titolazione per spostamento Si usa quando la titolazione non può essere effettuata perché non c è un indicatore adatto. Si aggiunge alla soluzione un sale di EDTA che contiene un metallo che forma un complesso meno stabile di quello del metallo da determinare, solitamente sali di Mg 2+ o Zn 2+. Mg(EDTA) 2- + M 2+ M(EDTA) 2- + Mg 2 + Il complesso Mg(EDTA) 2- può essere aggiunto in: Difetto rispetto al Me da titolare. Verrà rilasciato tutto Mg2+ che sarà presente in soluzione insieme allo ione Me in eccesso. EDTA titolerà prima Me (con cui forma complessi più forti) e poi Mg liberato per spostamento. Eccesso Verrà liberata una quantità di Mg pari a quella del Me. EDTA titolerà quindi il Mg liberato Ma per entrambi i casi al p. di equivalenza si avrà: MgIn + EDTA Mg(EDTA) + In Questa tecnica è utilizzata per la standardizzazione dell EDTA con CaCO3
42 C) Titolazioni indirette E usata per determinare alcuni anioni che formano Sali insolubili con gli ioni metallici. Esempio: Analisi solfati Si sfrutta la precipitazione del solfato con una quantità in eccesso di bario(ii). Il bario in eccesso viene titolato con EDTA-. Non c è bisogno di filtrare il precipitato solo se non si ridiscioglie a seguito dell aggiunta di EDTA.
43 D) Retrotitolazione Si usa quando: A)Non è disponibile un indicatore B)Precipitazione come idrossido del catione da dosare C) reazione di complessazione lenta Metodo: aggiunta di eccesso di EDTA e retrotitolazione con una soluzione standard di un catione bivalente (M2= Mg2+ o Zn2+) Caso b) L EDTA tende a non far precipitare l idrossido di M1 mediante la formazione di un complesso molto forte M1(EDTA) quindi l eccesso di EDTA viene titolato con M2 e quando l EDTA finisce, M2 reagirà con l indicatore formando M2Ind e quindi una variazione di colore.
44 Caso C: M1 + EDTA M1(EDTA) + EDTA eccesso + Ind reaz lenta + M2 Reaz veloce M2(Ind) M2(EDTA) + ind.i complessi M2(EDTA devono essere meno stabili dei complessi M1(EDTA) in modo da essere certi che M2 non sostituisce M1 ma la reazione tra M2 ed EDTA deve essere veloce CM1 KM1Y> CM2 KM2Y > 10 6
45 APPLICAZIONI Titolazioni complessometriche sono usate per det Metalli ad eccezione dei metalli alcalini. IL ph regola la selettività dell EDTA. A ph acidi si possono titolare gli ioni trivalenti senza avere interferenza degli ioni bivalenti (V. diagramma Ringbow) A ph 7 si possono det Cd e Zn senza avere interferenza di Mg Per eliminare molte volte eventuali interferenze di ioni si utilizzano agenti mascheranti come per es. cianuro che forma complessi molto forti con Cd, Co, Zn, Cu, Ni e che quindi impediscono la loro reazione con EDTA o per es. OH- che favorisce la precipitazione di alcuni ioni trivalenti come Al. O NH3 che forma complessi molto forti con alcuni ioni come per es. Co.
46 PREPARAZIONE e STANDARDIZZAZIONE della soluzione di EDTA 0.1 N Metodo di spostamento) 1 ) Preparazione del complesso MgEDTA nel beker piccolo. In beckerino mettere 30 ml Della soluz.di MgNO3 + 5 ml di tampone ammoniacale e NET. Titolare con EDTA fino a viraggio (rosso a blu) 2) Pesare x g di Na 2 H 2 EDTA in modo da avere soluz. 0.1 M e metterli in bottiglia di plastica dove verranno disciolti con 250 ml di H 2 O 3)Pesare g di CaCO 3 ( seccato in stufa a 120 C) ed annotare il valore esatto 4) Trasferire il sale nel becker grande aggiungere 30 ml H2O e aggiungere HCl in modo da disciogliere il sale. CaCO3(s) + 2 HCl(aq) --> CaCl2(aq) + CO2(g) + H2O(l) quindi riscaldare per alcuni minuti e dopo RAFFREDDAmento neutralizzare con tampone ammoniacale. Aggiungere 7-8 ml DI mgedta, 5 ml Tamp ammoniacale e net. Titolare
47 Denominazione: Acido Etilendiamminotetraacetico Sale Disodica 2-idrato Formula: C10H14N2Na2O8.2H2O M.=372,24 CAS [ ] Identificazione dei pericoli:nocivo per ingestione. Misure a prendere in caso di versamento accidentale 6.1 Precauzioni individuali: Evitare il contatto con la pelle, gli occhi ed i vestiti. 6.2 Precauzioni per proteggere l ambiente: Non permettere il passaggio al sistema di scarico. Evitare la contaminazione del suolo, acque e scarichi. 7. Manipolazione e stoccaggio 7.1 Manipolazione: Senza altre particolari indicazioni. 7.2 Stoccaggio: Recipienti ben chiusi. Ambiente secco. Temperatura ambiente. 8. Controlli di esposizione/protezione personale 8.1 Misure tecniche di protezione: Controllo limite di esposizione: Protezione delle mani: Utilizzare guanti adatti. 8.5 Protezione degli occhi: Utilizzare occhiali adatti. Misure igieniche particolari: Togliere gli abiti contaminati. Lavarsi le mani prima degli intervalli e alla fine del lavoro.
48 nome chimico carbonato di calcio stato fisico solido, tipo poroso e non compatto odore inodore temp. di fusione si decompone tra gli 800 e i 1300 C infiammabilità non combustibile proprietà esplosive nessuna solubilità insolubile in acqua pressione di vapore non volatile Provoca irritazione cutanea. Provoca gravi lesioni oculari. Può irritare le vie respiratorie. Tossicità acquatica: Prevedibilmente non rilevante Metodi di trattamento dei rifiuti Non smaltire il prodotto insieme ai rifiuti domestici. Non immettere nelle fognature. Riciclare se possibile altrimenti rivolgersi ad azienda autorizzata per smaltimento rifiuti industriali.
49 Titolazione Ca con EDTA 0.1 N pm ml EDTA
50 ml moli Ca [EDTA] V EDTA moli EDTA [EDTA] [Ca] PM p. eq α =2.78 K cond=(4.9 x )/2.78 = 1.8 x10 10 [M] = VM o 0 ( V + V ) K o T cond Dopo p.eq [EDTA]= (VtYt-VoMo)/(Vo+Vt e [M] = [ML]/[L]K cond
51 DUREZZA DELL ACQUA Per durezza dell'acqua si intende un valore che esprime il contenuto di ioni di calcio e magnesio (provenienti dalla presenza di sali solubili nell'acqua) oltre che di eventuali metalli pesanti presenti nell'acqua. Generalmente con questo termine si intende riferirsi alla durezza totale; I sali della durezza sono solitamente presenti nell'acqua come solfati, cloruri, nitrati, carbonati o bicarbonati La durezza viene generalmente espressa in gradi francesi ( f,), dove un grado è 1 f = 10 mg/l di CaCO 3. Possono anche essere espressi in altre unità di misura: gradi tedeschi ( T o d) molto usati dagli acquariofili con 1 T = quantità di sali equivalenti a 10 mg/l di CaO gradi inglesi (o di Clark) I dove 1 I = 1 g di CaCO3 in 70 litri di acqua gradi USA dove 1 USA = 1 mg/l di carbonato di calcio
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53 la durezza permanente esprime invece la quantità di cationi rimasti in soluzione dopo ebollizione prolungata, mentre la durezza temporanea, ottenuta per differenza tra durezza totale e quella permanente TIPI DI DUREZZA classificazione definizione Principali anioni Durezza temporanea Durezza permanente Durezza totale Scompare facendo bollire l acqua Indifferente all ebollizione Somma delle precedenti Bicarbonati dei metalli della durezza Solfati,cloruri, nitrati dei metalli della durezza Tutti i Sali della durezza
54 Metodo complessometrico La misura della durezza viene fatta in modo preciso titolando il campione di acqua con una soluzione di acido etilendiamminotetraacetico (EDTA) a concentrazione esattamente nota in presenza di nero eriocromo T (NET), un indicatore che forma un complesso di colore rosso con gli ioni di calcio e magnesio. All'interno di un intervallo di valori di ph ben definito, l'edta forma con gli ioni calcio e magnesio un complesso molto stabile (più stabile di quello con il nero eriocromo T). Il ph viene portato al valore ottimale di 10 per aggiunta di una soluzione tampone a base di ammoniaca e si inizia ad aggiungere EDTA al campione. Quando tutti gli ioni di calcio e magnesio risultano complessati dall'edta, il nero eriocromo T vira da rosso a blu scuro. Mg 2+ + NET --> [Mg-NET] 2+ (rosso) Mg-NET] 2+ + EDTA --> [Mg-EDTA] 2+ + NET (blu scuro)
55 DETERMINAZIONE CALCIO E MAGNESIO Il Calcio può essere determinato utilizzando sempre la titolazione complessometrica ma impiegando un indicatore specifico per Ca(II) come il calcon. Inoltre necessita far precipitare il Mg come idrossido impiegando un ph 12. Il magnesio può essere determinato per differenza dei volumi di equivalenza trovati per la durezza totale e per il calcio.
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61 Esempio: 150 ml di CH 3 COOH sono titolati con 100ml di una soluzione NaOH 0,10 M. Determinare la concentrazione dell'acido (ka= 1,8 * 10^-5). Il risultato è: 150 x = x = o M????? Esempio: ph 4.57 calcolare la conc di H+ Risultato della calcolatrice [H]= Log = quante cifre??????
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