TITOLO DELL’ESPERIMENTO OBIETTIVO DELL’ESPERIMENTO Determinazione della durezza dell’acqua potabile. Determinare la durezza totale dell’acqua potabile. TITOLO DELL’ESPERIMENTO OBIETTIVO DELL’ESPERIMENTO

MATERIALI E SOSTANZE UTILIZZATE Buretta, sostegno buretta, beuta a collo largo, cilindro graduato, imbuto, becher,piastra riscaldante, punta di spatola 20 ml di soluzione tampone,un granellino di indicatore NET ( nero eriocromo T), 100 ml di acqua

Con il termine durezza di un’acqua si identifica la caratteristica connessa alla limitata capacità dell’acqua a sciogliere saponi sodici e potassici quando siano presenti ioni bivalenti alcalino-terrosi (Ca2+ e Mg2+) che determinano la precipitazione dei saponi stessi sotto forma dei corrispondenti sali di calcio e magnesio. I sali della durezza sono solitamente presenti nell'acqua come solfati, cloruri, nitrati, carbonati o bicarbonati e, generalmente sono solubili ma per riscaldamento o per evaporazione precipitano formando incrostazioni di calcare o di altro genere. Oltre al suo impatto su applicazioni tecnologiche o agrarie, la durezza dell'acqua ha anche effetti sulla salute umana; l'uso di acque dure è sconsigliato, ad esempio, a chi soffre di disturbi renali. La durezza ha anche un effetto deprimente sull'azione schiumogena dei detersivi. CENNI TEORICI

La durezza viene generalmente espressa in gradi francesi (°F), dove un grado rappresenta 10 mg di carbonato di calcio (CaCO3) per litro di acqua (1 °F = 10 mg / L = 10 ppm). Alternativamente è possibile esprimere il risultato come milligrammi di carbonato di calcio per litro di acqua. In genere, le acque vengono classificate in base alla loro durezza come segue: fino a 4 °F: molto dolci da 4 °F a 8 °F: dolci da 8 °F a 12 °F: medio-dure da 12 °F a 18 °F: discretamente dure da 18 °F a 30 °F: dure oltre 30 °F: molto dure. Una durezza troppo bassa esalta il potere solvente dell'acqua stessa, che può così portare in soluzione metalli pesanti. La durezza si può distinguere in temporanea, permanente e totale.

E’ dovuta a quei sali solubili (bicarbonati,HCO3) che per ebollizione dell’acqua si trasformano in sali insolubili (carbonati,CO32-) che precipitano: Ca(HCO3)2 (aq) ⇌ CaCO3 (s) + CO2(g) + H2O (aq) La reazione evidenzia come una molecola di bicarbonato di calcio dia origine, per riscaldamento, ad una molecola di carbonato di calcio (CaCO3), una molecola di anidride carbonica (CO2) ed una molecola di acqua. Il pedice (aq) indica che il composto è in soluzione (cioè disciolto in acqua), il pedice (s) indica che il composto è solido (quindi precipita in acqua), il pedice (g) indica che il composto è un gas ed infine il pedice (l) indica che il composto è liquido. La durezza temporanea dell’acqua può essere determinata portandola all’ebollizione e lasciandola bollire per un certo intervallo di tempo; sulle pareti del recipiente si nota la formazione di un solido bianco costituito da CaCO3. A temperature maggiori di 80°C tale equilibrio è spostato verso destra, per cui si considera come "temporaneo" il contributo degli idrogeno carbonati alla durezza totale, visto che a seguito dell'ebollizione tale contributo svanisce per la formazione di un precipitato solido di carbonati di calcio e magnesio. Si ottiene sperimentalmente sottraendo alla durezza totale la durezza permanente. DUREZZA TEMPORANEA

DUREZZA PERMANENTE DUREZZA TOTALE È la durezza che persiste dopo l'ebollizione dell'acqua. È dovuta, soprattutto, alla presenza di cloruri, solfati e nitrati di calcio e magnesio. Generalmente, gli ioni bicarbonato, in seguito a riscaldamento, perdono un idrogeno trasformandosi in ione carbonato che si vanno a sommare a quelli già presenti nell'acqua. E’ la somma della durezza temporanea e di quella permanente. Viene espressa in base al contenuto totale di calcio e magnesio, calcolato come CaCO3. DUREZZA TOTALE

METODO COMPLESSIOMETRICO 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 rosa con gli ioni di calcio e magnesio. A temperatura ambiente si presenta come un solido nero dall'odore tenue. È un composto irritante, pericoloso per l'ambiente. Le sue soluzioni sono di un colore tra il blu scuro e il nero, ma forma con gli ioni calcio e magnesio un complesso intensamente colorato in rosa. Per questa ragione, è l'indicatore utilizzato nella misura della durezza dell’acqua tramite titolazioni complessometriche. All'interno di un intervallo di valori di pH ben definito, l'EDTA forma con gli ioni i 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 unità per aggiunta di una soluzione tampone a base di ammoniaca e si inizia ad aggiungere EDTA al campione. Quando tutti gli ioni i di calcio e magnesio risultano complessati dall'EDTA, il nero eriocromo T vira da rosa a blu scuro. Titolando 100 ml di campione d'acqua utilizzando una soluzione 0,01 M di sale bisodico di EDTA è possibile ricavare direttamente la durezza in gradi °F, sapendo che ogni ml di titolante utilizzato corrisponde a 1 °F. Per poter svolgere questo esperimento bisogna introdurre la titolazione.

STRUTTURA DEL NET

La titolazione è una procedura che serve per determinare la concentrazione di una determinata sostanza ( analita ) in una soluzione. Titolare una soluzione significa determinare la concentrazione dell’ analita in essa disciolto, quindi il titolo è sinonimo di concentrazione. Determinare la durezza dell’acqua significa determinare il titolo di Ca2+ dell’acqua, esprimendolo come carbonato di calcio. TITOLAZIONE

In base al tipo di reazione chimica che si sfrutta si distinguono diversi tipi di titolazione: Titolazione acido – base; sfrutta una reazione di neutralizzazione tra un acido ed una base; Titolazione ossidimetrica; sfrutta una reazione di ossidoriduzione; Titolazione gravimetrica; sfrutta la formazione di un sale (o composto) insolubile; Titolazione complessometrica; sfrutta la formazione di un composto di coordinazione. In una titolazione vi è una soluzione titolante a titolo noto (della quale cioè si conosce la concentrazione) che viene introdotta in una buretta (tubo di vetro delle capacità di 25 ml, munito di tacche graduate che consentono la lettura di circa 0,5ml,nelle estremità inferiori vi è il rubinetto che consente il lento svuotamento della buretta mediante sgocciolamento), questa viene lentamente aggiunta (goccia a goccia) alla soluzione a titolo incognito. Lo sgocciolamento continua sino al raggiungimento del cosiddetto punto di equivalenza al quale vale la seguente relazione: numero di equivalenti di titolante = numero di equivalenti di analita Il punto di equivalenza individua il fine della titolazione. Sempre al pto eq. valgono le seguenti relazioni: n° equivalenti titolante = (ml di titolante sgocciolati sino al pto eq. × (normalità del titolante) n° equivalenti analita = (ml di soluzione dell’analita) × (normalità dell’analita) e quindi: V1N1 = V2N2 L’individuazione del punto di equivalenza risulta quindi fondamentale in una titolazione; a questo scopo si possono utilizzare degli indicatori, delle sostanze cioè che provocano una netta variazione della colorazione della soluzione una volta soddisfatta una certa condizione

Giorno 30 siamo andati in laboratorio al fine di determinare la durezza totale dell’acqua potabile. Come prima cosa abbiamo preparato tutto il materiale necessario per poter svolgere l’esperimento e li abbiamo lavati. Abbiamo fatto bollire in un becher 100 ml di acqua per circa 20 – 25 minuti e l’abbiamo fatta raffreddare. Mediante il cilindro graduato abbiamo versato l’acqua nella beuta a collo largo, abbiamo aggiunto 20 ml di soluzione tampone e con una punta di spatola abbiamo aggiunto un granellino di indicatore NET, abbiamo agitato e abbiamo notato che si è colorato di rosa. In seguito abbiamo avvinato la buretta con l’EDTA cioè un indicatore e l’ abbiamo inserito nella buretta e dal colore rosa passa ad un colore azzurro. Abbiamo volto la titolazione per tre volte. SVOLGIMENTO

CALCOLI Volte titolate Punto di viraggio 1 20,4 2 22,6 3 17,9 20,4+ 22,6+ 17,9= 60,9: 3= 20,3

TITOLO DELL’ESPERIMENTO Determinare la durezza permanente dell’acqua potabile. Determinazione della durezza dell’acqua potabile. OBIETTIVO DELL’ESPERIMENTO

MATERIALI E SOSTANZE NECESSARI Buretta, sostegno buretta, beuta a collo largo, cilindro graduato, imbuto, becher,piastra riscaldante, punta di spatola, carta da filtro 20 ml di soluzione tampone,un granellino di indicatore NET ( nero eriocromo T), 100 ml di acqua

Giorno 6 giugno siamo andati in laboratorio al fine di determinare la durezza permanente dell’acqua. Abbiamo fatto bollire in un becher 100 ml di acqua per circa 20 – 25 minuti, l’abbiamo filtrata, abbiamo raccolto il filtrato nel becher, senza lavare il filtro per evitare una certa ridissoluzione dei carbonati precipitati. Abbiamo riportato con acqua distillata il volume nel bicchiere al volume iniziale prelevato.. Mediante il cilindro graduato abbiamo versato l’acqua nella beuta a collo largo, abbiamo aggiunto 20 ml di soluzione tampone e con una punta di spatola abbiamo aggiunto un granellino di indicatore NET ed abbiamo agitato e si è colorato di rosa. In seguito abbiamo avvinato la buretta con l’EDTA cioè un indicatore e abbiamo inserito l’indicatore EDTA nella buretta e dal colore rosa passa ad un colore azzurro. Ho svolto la titolazione per tre volte. SVOLGIMENTO

CALCOLI Volte titolate Punto di viraggio 1 13,4 2 3 15,5 13,4+ 15,5= 42,3:3= 14,1

Federica Giuffrè IV A ITBA