Determinazione del ferro negli spinaci

Scopo dell’esperienza e principi È noto che gli spinaci sono tra gli alimenti a più elevato contenuto di ferro, la quantità mediamente presente in 100 g di prodotto secco è pari a 30-40 mg. Il metodo colorimetrico all’o-fenantrolina può essere utilmente impiegato per la determinazione del ferro in tale campione poiché la qualità presente negli spinaci è elevata. Il ferro, portato in soluzione, è ridotto a ione ferroso mediante un trattamento con idrossilammina in ambiente acido. Lo ione ferroso, in presenza di o-fenantrolina (1,10 fenantrolina C12H18N2), forma il complesso [(C12H18N2)3Fe]2+,stabile e colorato di rosso arancio.

Interferenze nel metodo colorimetrico Le interferenze sono dovute a forti ossidanti (che ossidano il Fe2+ a Fe3+), ai cianuri, ai nitriti, ai fosfati e ai polifosfati (che complessano il Fe3+), al cromo, allo zinco, se in concentrazione superiore a due volte quella del ferro, a rame e cobalto, se presenti in misura superiore ai 5 mg/L, al Ni (oltre 2 mg/L) (tutti questi metalli competono con il ferro). Inoltre, bismuto, cadmio, mercurio, molibdati e argento formano precipitati con l’o-fenantrolina. Le interferenze possono essere eliminate mediante ebollizione iniziale in ambiente acido: in tal modo si trasformano i polifosfati in ortofosfati e si rimuovono cianuri e nitriti. La presenza di un eccesso di idrossilammina previene l’azione dei forti ossidanti. La presenza di grosse quantità di ioni metallici, richiede l’aggiunta di un consistente eccesso di o-fenantrolina.

Reattivi utilizzati Soluzione standard di ferro: preparata per pesata di [Fe(NH4)2(SO4)2.6H2O] (PM=392.14) in modo da ottenere soluzione di 10 mg/L di Fe Soluzione di idrossilammina cloridrato: (NH2OH.HCl) al 10% in acqua distillata (15 mL) Soluzione di o-fenantrolina allo 0.5% (25 mL). Sciolta prima con 5 ml di metanolo e poi portata a volume con H2O Soluzione tampone: preparata sciogliendo 50 g diCH3COONH4 in 30 mL di acqua e aggiungendo 70 mL di CH3COOH glaciale.

Analisi del campione

Attacco del campione Una porzione (5-6 g) di spinaci “strizzati” in un vetro di orologio, vengono posti in stufa a 180oC per circa 1 ora, fino a secchezza. Si pesano esattamente 0.5-1 g di spinaci secchi e si pongono in un crogiolo di porcellana. Quindi si calcina in muffola a 500° C per 1 ora. Terminata la calcinazione si lascia raffreddare e quindi si riprende il residuo con HCl conc. scaldando leggermente. Si filtra su carta Watman N.40 in matraccio da 100 mL lavando il filtro con acqua distillata e portando a volume.

Metodo colorimetrico

Procedimento Determinazione quantitativa del ferro presente nel campione mediante la costruzione della retta di taratura.

Retta di taratura Si trasferiscono in 4 palloncini tarati da 100 mL, volumi variabili della soluzione standard di Fe in modo da avere concentrazionidi Fe(II) comprese tra 0.1 e 4.5 mg/L. Si aggiunge un po’ d’acqua distillata per lavare le pareti, HCl conc. e idrossilammina. Si attendono 10 minuti affinché quest’ultima possa ridurre l’eventuale Fe3+ a Fe2+. Quindi si aggiunge il tampone e l’o-fenantrolina, controllando il pH, con cartina tornasole, che deve essere compreso tra 3 e 3.5. Quindi si porta a volume con acqua distillata. Contemporaneamente si allestisce il bianco secondo le stesse modalità, escludendo ovviamente l’aggiunta della soluzione di Fe2+. Dopo 20 minuti esatti dall’aggiunta dell’o-fenantrolina, si misurato l’assorbanza a l =510 nm, usando il bianco come riferimento.

Analisi del campione Una quantità esatta di soluzione ottenuta dall’attacco del campione si pone in un matraccio da 100 mL. Si aggiungono i reattivi come per la retta di taratura e si misura l’assorbanza a 510 nm. La procedura viene ripetuta su 3 diverse aliquote di campione per valutare la riproducibilità e la precisione della determinazione.

Elaborazione dei risultati Si costruisce la retta di taratura riportando in grafico l’assorbanza letta a 510 nm vs le concentrazioni di Fe negli standard in mg/L. Attraverso una regressione lineare dei dati si determina l’equazione della retta che meglio interpola i punti ottenuti. Quindi dai valori di assorbanza del campione si ricava, per interpolazione, la quantità di Fe presente nella soluzione d’attacco campione (dalla formula xo=(yo-a)/b dove a e b sono rispettivamente intercetta e pendenza della retta e yo è l’assorbanza del campione). Si effettuano poi i conti necessari per esprimere il risultato in mg/g di Fe nel campione secco.