Acidimetria

Con il termine acidimetria si intende la parte della chimica volumetrica per mezzo della quale, usando una soluzione acida a titolo esattamente noto e in presenza di un opportuno indicatore, si può stabilire il titolo di una soluzione basica. Da: Vocabolario on-line Treccani Fonte: www.treccani.it

Così come è stato visto per l‘alcalimetria, lo scopo dell’acidimetria è quello di determinare le specie inorganiche, organiche e biologiche che posseggono intrinseche proprietà basiche. L’acidimetria permette di: determinare l’alcalinità dell’acqua effettuare importanti analisi su diversi tipi di medicinale.

L’alcalinità dell’acqua Per alcalinità di una soluzione si intende la sua capacità di reagire con ioni idrogeno, cioè di neutralizzare gli acidi. Si definiscono due tipi di alcalinità: Alcalinità stechiometrica; Alcalinità attuale. Si definisce alcalinità stechiometrica quella derivante essenzialmente dalla concentrazione di carbonati e bicarbonati. La loro presenza è importante in quanto svolgono una funzione tampone nei confronti delle variazioni di pH determinate dall’attività fotosintetica. Inoltre le due molecole complessano i metalli tossici. Si definisce, invece, alcalinità attuale la concentrazione di ioni OH-; si può calcolare misurando il pH mediante un pHmetro, tenendo conto della temperatura alla quale la misurazione è stata effettuata.

L’alcalinità dell’acqua è dovuta alla presenza di ioni carbonato (CO32-)e bicarbonato (HCO3-) e, se il pH è sufficientemente elevato, agli ioni ossidrile. Possono però reagire con gli ioni H+, e quindi contribuire ad aumentare l’alcalinità, gli anioni di molti acidi deboli (ioni solfuro, bisolfuro, fosfato, borato) e l’ammoniaca. L’acido debole che più comunemente si trova in acqua è l’acido carbonico (H2CO3) che si forma quando la CO2, atmosferica o proveniente da sottosuolo o dalla decomposizione aerobica delle sostanze organiche, si discioglie in acqua. CO2 (gas) ↔ CO2 (aq) CO2 (aq) + H2O ↔ H2CO3 (aq) H2CO3 (aq) ↔ H+ + HCO3- HCO3- ↔ H+ + CO32- gli equilibri 3) e 4) tendono a spostarsi a destra al diminuire della concentrazione degli ioni idrogeno e quindi la concentrazione di ioni bicarbonato e carbonato, a parità di tutte le altre condizioni, cresce all'aumentare del pH. Un acqua naturale può avere pH basico nel caso in cui in essa si siano disciolti sali che danno idrolisi basica, ad esempio bicarbonato di calcio oppure bicarbonato di sodio, oppure sostanze basiche come l’ammoniaca.

L'alcalinità determinata da carbonati e bicarbonati non è pericolosa per la salute umana e quindi la legislazione italiana sulle acque potabili non fissa un particolare valore guida ed un valore massimo ammissibile per questo parametro.

Determinazione dell’alcalinità dell’acqua Tale metodo riguarda la determinazione dell’alcalinità dovuta a basi forti. Esso consiste nel titolare un campione dell’acqua in esame con una soluzione di riferimento di un acido forte. Al fine di evidenziare il contenuto di acidi forti in presenza di carbonati è necessario condurre la titolazione fino ai due successivi punti di equivalenza del bicarbonato e dell’acido carbonico. Tali punti di equivalenza possono essere individuati osservando il viraggio dell’indicatore fenolftaleina (viraggio da pH 8 a 10) e metilarancio (viraggio da pH 3,5 4,5).

Determinazione dell’alcalinità dell’acqua (2) Detto a il volume della soluzione acida di riferimento avente normalità N usata per raggiungere il primo punto di equivalenza e b quello totale (incluso il volume a) necessario per il secondo punto di equivalenza, il valore di P (alcalinità alla fenolftaleina) e T (alcalinità totale) sono ricavati dalle seguenti formule: Fonte: www.apat.it In cui V rappresenta il volume (in mL) di campione prelevato. L’alcalinità dell’acqua, espressa come mg CaCO3/L si ricava moltiplicando per 50 (peso equivalente del carbonato di Calcio) il risultato ottenuto dalla relazione 2.

Ricavati P e T (in meq/L) dalla titolazione del campione, l’alcalinità dovuta agli idrossidi si determina sulla base delle assunzioni descritte in tabella. Fonte: www.apat.it

Reazione responsabili dell’alcanità P CO32- + H+ ↔ HCO3- OH- + H+ ↔ H2O Reazione responsabili dell’alcanità M HCO3- + H+ ↔ CO2 + H2O

Esempio applicativo Si supponga di voler determinare l’alcalinità P e M di una campione di acqua utilizzando una soluzione acida di HCl 0,115 N. Considerando che il volume di acqua prelevato è di 100 mL e che: V fenolftaleina = 2,3 mL V metilarancio = 8,8 mL Dove V = volume A che valore corrisponderà l’alcalinità P e T, nonché l’alcalinità del campione espressa come mg CaCO3/L? P (meq/L) = 2,3 mL x 0,115 N x 1000 mL 100 mL P (meq/L) = 2,645 T (meq/L) = 8,8 mL x 0,115 N x 1000 mL T (meq/L) = 10,12

… continuo mg CaCO3/L = 10,12 meq/L * 50 = 506 2,645 meq/L < 10,12 meq/L /2 Idrossidi = 0 meq/L Carbonati = 2 * 2,645 meq/L = 5,29 meq/L Bicarbonati = 10,12 meq/L – 5,29 meq/L = 4,83 meq/L

LEGGERE IL VOLUME FINALE DI TITOLANTE E ANNOTARLO Esecuzione (1) Fonte: www.mygrass.it Fonte: www.steroglass.it Fonte: www.fisicachimica.it PRELEVARE 100 mL DI ACQUA CON UNA PIPETTA E TRAFERIRLI IN UNA BEUTA DI UN VOLUME OPPORTUNO (250 mL) AVVINARE LA BURETTA CON LA SOLUZIONE DI HCl 0,115 N. AZZERARLA CON LA SOLUZIONE TITOLANTE OPPURE SEGNARE IL VOLUME INIZIALE. AGGIUNGERE POCHE GOCCE DI FENOLFTALEINA. SE LA SOLUZIONE CAMBIA COLORE (ROSSA) TITOLARE GOCCIA A GOCCIA, AGITANDO LA SOLUZIONE MANUALMENTE O MEDIANTE L’IMPIEGO DI UN AGITATORE MAGNETICO, FINO A CHE LA SOLUZIONE NN DIVENTA INCOLORE Fonte: www.fermi.mo.it Fonte: www.steroglass.it Fonte: www.davincialba.it LEGGERE IL VOLUME FINALE DI TITOLANTE E ANNOTARLO AGGIUNGERE POCHE GOCCE DI METILARANCIO AL CAMPIONE APPENA TITOLATO. SE LA SOLUZIONE DIVENTA GIALLA, CIO’ INDICA LA PRESENZA DI IONE BICARBONATO. PROSEGUIRE LA TITOLAZIONE FINO AL VIRAGGIO DELL’INDICATORE (DA GIALLO A ROSSO) AGGIUNGENDO LA SOLUZIONE TITOLANTE GOCCIA A GOCCIA E MANTENEDO L’INTERO SISTEMA INA GITAZIONE.

Esecuzione (2) + − x / ESTRAPOLAZIONE DELLE CONCENTRAZIONI IN BASE AL VOLUME LETTO Fonte: www.davincialba.it LEGGERE IL SECONDO VOLUME DI TITOLANTE E ANNOTARLO

Bibliografia e sitografia APHA, AWWA, WEF (1998): “Standard Methods for the Examination of Water and Wastwater”, XX ed., (Washington, APHA) D. Lgs. 2 febbraio 2001, n 31. attuazione della direttiva 98/83/CE relativa alla qualità delle acque destinate al consumo umano http://www.ing.unitn.it/~villar/documents/METODI%20ANALITICI/acidita%20e%20alcalinita.pdf http://www.ica-net.it/PASCAL/avigliana/parametri/parametri%20inx.htm