Unità didattica laboratorio di analisi quantitativa linea 3

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Unità Didattica:
Laboratorio di Analisi
quantitativa - linea 3
Corso di laurea in Farmacia a Ciclo unico
(classe LM-13)
AA 2015/2016
Programma del corso
Indice delle esperienze di laboratorio:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Determinazione del contenuto di Acido Ascorbico in soluzione acquosa
Determinazione del contenuto di Magnesio in soluzione acquosa
Determinazione della durezza dell’acqua
Stima del pH di una soluzione di NaOH per via indiretta tramite titolazione acido-base
Determinazione del contenuto di Carbonati in soluzione acquosa
Determinazione del contenuto di Iodato in soluzione acquosa mediante titolazione iodometrica
con Soluzione standard di Tiosolfato di Sodio
7. Determinazione del contenuto di ioni ferrosi in soluzione acquosa mediante titolazione con
Soluzione standard di Potassio Permanganato
8. Determinazione della purezza di Cloramina T mediante titolazione iodometrica con Soluzione
standard di Tiosolfato di Sodio
9. Operazioni analitiche preliminari mediante pesata nelle determinazioni quantitative.
Calendario:
03 Maggio 2016 - Ore 08:30-12:30
06 Maggio 2016 - Ore 08:30-12:30
11 Maggio 2016 - Ore 08:30-12:30
16 Maggio 2016 - Ore 08:30-12:30
19 Maggio 2016 - Ore 08:30-12:30
23 Maggio 2016 - Ore 08:30-12:30
26 Maggio 2016 - Ore 08:30-12:30
30 Maggio 2016 - Ore 13:30-17:30
Versione del 20/04/2016
Esperienza di laboratorio 1
Esperienze di laboratorio 2-3
Unità Didattica:
Metodo Analitico 1
AA 2015/2016
Determinazione del contenuto di Acido Ascorbico(*1) in soluzione acquosa
1. SCOPO
La presente Procedura Operativa descrive un metodo per la determinazione del contenuto di Acido
Ascorbico in soluzione acquosa mediante titolazione con soluzione Standard di I2.
2. CAMPO DI APPLICAZIONE
Contenuto di acido Ascorbico compreso tra 0,5-2,5 grammi/100ml
3. OPERATIVITA’
3.1 Reagenti
3.1.1 Acqua distillata
3.1.2 Soluzione Standard di I2 0,1000N(*2)
3.1.3 Soluzione Indicatore di Salda d’amido(*3)
3.2 Apparecchiature
3.2.1 Buretta da 50 ml
3.2.2 Pipetta tarata da 20 ml
3.2.3 Beacker da 100 ml
3.2.4 Matraccio tarato da 500 ml(*4)
4. PROCEDIMENTO
4.1 Preparazione del campione
Portare a volume con acqua distillata il matraccio contenente la soluzione incognita di acido ascorbico
fornito all’inizio del turno di laboratorio. Il Volume del matraccio in ml, ai fini del calcolo della
presente procedura, è VM.
4.2 Preparazione della soluzione standard di I2 0,1000N
Si trasferiscono 50 ml di soluzione di I2 1,000 N, fornita dal laboratorio, in un matraccio da 500 ml e si
porta a volume con acqua distillata.
4.3 Inizio Analisi(*5)
Trasferire esattamente un’aliquota di 20 ml di soluzione incognita in un beacker da 100 ml.
Aggiungere 1-2 ml di indicatore salda d’amido.
Riempire la buretta con la soluzione standard di Iodio(*6).
Titolare fino al viraggio dell’indicatore.
Annotare il volume letto sulla buretta in ml con una cifra decimale (VT)
Scaricare la soluzione negli appositi contenitori dei reflui(*7).
Ripetere la procedura fino ad ottenere dei dati ripetibili.(almeno due valori)
5.ESPRESSIONE DEL RISULTATO
Il contenuto di Acido Ascorbico e’ espresso, come media di due determinazioni, in grammi con 3 cifre
decimali. Fornire anche i singoli dati
5.1 Calcoli(*8)
Contenuto di Acido Ascorbico Totale in grammi = EqAc* PEAc * Fd
Dove:
EqAc = Equivalenti di Acido Ascorbico = 0,1000 * VT / 1000
PEAc = Peso Equivalente Acido Ascorbico = PM/2 = 176,12 /2
Fd = Fattore di diluizione = VM / 20
6. REAZIONI(*9)(*10)
C6H8O6 + I2
C6H6O6 + 2 HI
C6H8O6 + I3-
C6H6O6 + 2 H+ + 3 I-
7. NOTE
(*1) Il metodo è applicabile per soluzioni non contenenti sostanze che interagiscono con il sistema I2/I(*2) In questa prima esperienza di laboratorio non è richiesta la standardizzazione della soluzione o la
verifica del titolo.
Si precisa, altresì, che la soluzione titolante di I2 in soluzione acquosa è una miscela delle seguenti
specie in ordine decrescente di concentrazione: K+, I- , I3-, I2.
(*3) Il punto di fine della titolazione, in questa procedura, si può determinare anche in assenza di salda
d’amido. Infatti, una goccia di soluzione standard di iodio 0,1N in 100 ml di acqua dà una colorazione
gialla visibile ad occhio nudo.
(*4) Usare il matraccio da 500 ml per preparare la soluzione titolante di I2 permette di avere una
quantità sufficiente per effettuare tutte le prove e riduce al minimo la quantità di scarto.
(*5) La prima titolazione, in genere, è meno precisa. Non avendo indicazioni pregresse sul punto di fine
della titolazione, facilmente si può oltrepassare il punto di viraggio con qualche goccia in più.
Considerare tale valore come indicativo per le titolazioni successive.
(*6) le soluzioni di Iodio si decompongono all’aria. Si consiglia di evitare il contatto con l’aria per un
tempo prolungato.
(*7) lo scarico del lavandino non è considerato idoneo.
(*8) calcoli consigliati.
(*9) Ai fini della presente procedura le reazioni sono da considerarsi equivalenti.
(*10) il pH della soluzione alla fine della titolazione è nettamente acido. Durante la manipolazione,
incluso lo smaltimento, evitare il contatto con sostanze sensibili agli acidi.
Unità Didattica:
Metodo Analitico 2
AA 2015/2016
Determinazione del contenuto di Magnesio in soluzione acquosa(*1)
1. SCOPO
La presente Procedura Operativa descrive un metodo per la determinazione del contenuto di ione
Magnesio in soluzione acquosa mediante titolazione complessometrica con EDTA.
Contenuto di ione Magnesio compreso tra 0,1-0,6 grammi/100ml espresso come solfato eptaidrato o
10-60 mg/100ml espresso come ione magnesio.
3. OPERATIVITA’
3.1 Reagenti
3.1.2 Soluzione Standard di EDTA 0,0100M(*2)
3.1.3 Tampone ammoniacale a pH 10 (*3)
3.1.4 Indicatore Nero Eriocromo T in polvere(*4).
3.2 Apparecchiature
3.2.3 Beacker da 100 ml
3.2.4 Cilindro graduato idoneo per misurare 10 ml.
4. PROCEDIMENTO
Portare a volume con acqua distillata il matraccio contenente la soluzione incognita fornito all’inizio del
turno di laboratorio. Il Volume del matraccio in ml, ai fini del calcolo della presente procedura, è VM.
4.2 Inizio Analisi(*5)
Riempire la buretta con la soluzione standard di EDTA
Trasferire esattamente un’aliquota di 20 ml di soluzione incognita in un beacker da 100 ml.
Aggiungere 10 ml di Tampone ammoniacale a pH 10.
Aggiungere una punta di spatola di Indicatore(*6)
Titolare fino al viraggio blu o azzurro dell’indicatore.
Il contenuto di magnesio è espresso, come media di due determinazioni, in grammi di solfato di
magnesio eptaidrato con 3 cifre decimali. Fornire anche i singoli dati.
5.1 Calcoli(*8)
Contenuto di Magnesio Solfato eptaidrato = nMg* PM * Fd
Dove:
nMg = moli di Mg++ = 0,0100 * VT / 1000
PM = Peso Molecolare MgSO4 7H2O = 246,49
6. REAZIONI(*9)(*10)
A pH 10:
Prima del punto di fine, il magnesio libero in soluzione si lega all’EDTA
Mg2+ + Y4-
MgY2-
Al punto di fine della titolazione, l’ultima frazione di magnesio rimasta in soluzione è legata
all’indicatore. Con l’aggiunta dell’ultima goccia di EDTA avviene la seguente reazione di spostamento:
MgHIn + Y4Rosso
MgY2- + HIn2Blu
Reazione globale utile ai fini dei calcoli e della stechiometria complessiva della titolazione.
H2Y2- + Mg2+
MgY2- + 2H+
7. NOTE
(*1) La soluzione è stata preparata sciogliendo MgSO4 7H2O in acqua distillata.
(*2) In questa esperienza di laboratorio non è richiesta la standardizzazione della soluzione o la verifica
del titolo.
Si precisa, altresì, che la soluzione titolante di EDTA è preparata partendo dal sale disodico dell’acido
etilendiamminotetracetico. Il sale disodico è decisamente più solubile dell’acido e viene generalmente
preferito. Tra le specie presenti in soluzione acquosa la forma completamente deprotonata è quella
principalmente responsabile della chelazione dei cationi con rapporto stechiometrico 1:1, a prescindere
della carica del catione.
(*3) La soluzione Tampone è richiesta per diversi motivi abbastanza complicati. La progettazione di
una titolazione complessometrica non è una operazione agevole. Si rimanda ai testi specifici per
ulteriori approfondimenti.
(*4) In genere viene identificato con l’acronimo italiano NET o inglese EBT.
(*5) La prima titolazione, in genere, è meno precisa. Non avendo indicazioni pregresse sul punto di fine
della titolazione, facilmente si può oltrepassare il punto di viraggio con qualche goccia in più.
Considerare tale valore come indicativo per le titolazioni successive.
(*6) Durante la dissoluzione si possono osservare diverse colorazioni dovute all’istantanea presenza di
varie specie dell’indicatore. L’indicatore NET assume tre colorazioni diverse in funzione del pH e altre
colorazioni se presente nella forma libera o complessata. Dopo qualche secondo si dovrebbe ottenere
una soluzione rosa. Il viraggio è nettissimo e quindi si sconsiglia di usare quantità eccessive di
indicatore(colore fuxia intenso).
(*9) L’EDTA, come generalmente accettato, sarà indicato come H4Y per la forma completamente
protonata.
L’indicatore, come generalmente accettato, sarà indicato come H3In per la forma completamente
protonata.
(*10) il pH della soluzione alla fine della titolazione è basico. Durante la manipolazione, incluso lo
smaltimento, evitare il contatto con sostanze sensibili alle basi e all’ammoniaca.
Unità Didattica:
Metodo Analitico 3
AA 2015/2016
Determinazione della durezza dell’acqua
1. SCOPO
La presente Procedura Operativa descrive un metodo per la determinazione della durezza totale(*1), del
contenuto di Calcio e del contenuto di Magnesio.
Acque potabili e naturali non contenenti metalli pesanti o sostanze interferenti.
3. OPERATIVITA’
3.1 Reagenti
3.1.2 Soluzione Standard di EDTA 0,0100M(*2)
3.1.3 Tampone ammoniacale a pH 10
3.1.4 Indicatore Nero Eriocromo T in polvere.
3.1.5 Soluzione di NaOH 6M
3.1.6 Indicatore Muresside in polvere
3.2 Apparecchiature
3.2.3 Beacker da 250-400 ml
3.2.4 Vetreria idonea per prelevare esattamente 100 ml o meno di campione da analizzare
4. PROCEDIMENTO
4.1 Durezza Totale(*3) ( Determinazione della somma del contenuto di Calcio e Magnesio )
4.1.1 Inizio analisi
Trasferire 100 ml di campione in un beacker da 250 o 400 ml (in alternativa pesare 100 grammi su
bilancia con precisione di almeno 0,1 grammi )
Aggiungere 10 ml di Tampone ammoniacale a pH 10.
Attenzione: se si forma una quantità cospicua di precipitato bianco(*4), ripetere la procedura
utilizzando un’aliquota inferiore di campione (Vd) e diluire con acqua distillata fino a 100ml. Se
il problema persiste è necessario modificare la procedura per il campione in analisi.
Aggiungere una punta di spatola di Indicatore NET
Titolare fino al viraggio blu o azzurro dell’indicatore.
4.2 Durezza Calcica(*5) (Determinazione del contenuto di Calcio )
4.2.1 Inizio Analisi
Trasferire 100 ml di campione in un beacker da 250-400 ml (in alternativa pesare 100 grammi su
bilancia analitica con precisione di almeno 0,1 grammi)
Aggiungere 2-3 ml di Soluzione di NaOH 6M(*6) e controllare che il pH sia 12
Aggiungere una punta di spatola di Indicatore Muresside.
Titolare fino al viraggio blu-viola dell’indicatore.
Annotare il volume letto sulla buretta in ml con una cifra decimale (VCa)
La durezza (totale) è espressa, come media di due determinazioni, in gradi francesi °F (mg/l CaCO3/10)
come numero naturale
Il contenuto di Calcio è espresso, come media di due determinazioni, in mg/l come numero naturale
Il contenuto di Magnesio è espresso, come media di due determinazioni, in mg/l come numero naturale
Fornire anche tutti i singoli dati.
5.1 Calcoli(*8)
Durezza Totale
Durezza Totale (gradi francesi °F)(*9) = mg/l CaCO3 / 10
mg/l CaCO3 = aCa+Mg * PMCaCO3 * Fd
dove:
aCa+Mg = millimoli totali di calcio e magnesio = 0,0100 * VT
PMCaCO3 = 100,0
Fd = Fattore di diluizione = 1000/Vd (10 se si sono utilizzati 100 ml di campione)
Determinazione del contenuto di Calcio
Contenuto di Ca (mg/l) = aCa * PACa * Fd
Dove:
aCa = millimoli di Calcio = 0,0100 * VCa
PACa = 40,08
Calcolo del contenuto di Magnesio
Contenuto di Mg (mg/l) = aMg * PAMg * Fd
Dove:
aMg = millimoli di Mg = 0,0100(VT-VCa)
PAMg = 24,3
6. REAZIONI(*10)
A pH 10:
Prima del punto di fine, il Calcio ed il Magnesio liberi in soluzione si legano all’EDTA
Mg2+ + Y4-
MgY2-
Ca2+ + Y4-
CaY2-
Al punto di fine della titolazione, il Calcio è completamente legato all’EDTA (Costante di stabilià del
complesso più grande di circa due ordini di grandezza rispetto al complesso Mg-EDTA) e l’ultima
frazione di magnesio rimasta in soluzione è legata all’indicatore. Con l’aggiunta dell’ultima goccia di
EDTA avviene la seguente reazione di spostamento:
MgHIn + Y4Rosso
MgY2- + HIn2Blu
Reazione globale utile ai fini dei calcoli e della stechiometria complessiva della titolazione.
H2Y2- + Me2+
MeY2- + 2H+ Me=Ca,Mg
A pH 12
Mg2+ + 2 OH-
Mg(OH)2 (s)
7. NOTE
(*1) Metodo estratto e semplificato della Norma APAT IRSA CNR 2040 – Metodo B Anno 2003 per la
determinazione della durezza totale. La Norma è gratuitamente scaricabile da Internet.
(*2) In questa esperienza di laboratorio non è richiesta la standardizzazione della soluzione o la verifica
del titolo.
(*3) In Totale assenza di Magnesio o con contenuto abbastanza modesto, questa procedura non
fornisce un punto di fine riproducibile e stabile. Il NET, infatti, non è un indicatore adatto per lo ione
Calcio. Per utilizzare comunque questa procedura per titolare il Calcio si può apportare una di queste
modifiche:
1) Aggiungere al campione una quantità nota di magnesio e poi sottrarla dal risultato finale o
2) “drogare” la soluzione standard di EDTA con un sale di magnesio: in genere si usa MgCl2 6H2O
(*4)A pH 10 le acque particolarmente dure si trovano in condizioni di sovrassaturazione di CaCO3 (
precipitato bianco). In genere il precipitato si dissolve durante la titolazione e non disturba il punto di
fine. Può succedere, tuttavia, che il precipitato persiste portando alla deriva il punto di fine della
titolazione dando risultati non soddisfacenti. In questo caso, prima di iniziare l’analisi, è necessario
acidificare il campione e scacciare la CO2 portando all’ebollizione il campione. Dopo raffreddamento si
può portare il pH a 10, aggiungere l’indicatore e titolare con Soluzione Standard di EDTA.
(*5) Se il campione sottoposto ad analisi è lo stesso di quello che ha dato problemi al punto precedente
è necessario convertire i bicarbonati in CO2 e portare ad ebollizione come nel caso precedente.
(*6) l’eventuale precipitato bianco che si forma è Mg(OH)2 e non disturba il decorso della titolazione.
(*8) calcoli consigliati. Se il campione di acqua è stato pesato su bilancia, esprimere tutti i risultati come
mg/kg e non come mg/l.
(*9) Se si utilizzano 100 ml di campione e se il titolo dell’EDTA è esattamente 0,0100M allora la
durezza totale in gradi francesi coincide con i millilitri di titolante impiegati per la determinazione della
durezza totale. Cioè non è necessario effettuare calcoli tediosi.
(*10) il pH delle soluzioni alla fine della titolazione è basico. Durante la manipolazione, incluso lo
smaltimento, evitare il contatto con sostanze sensibili alle basi e all’ammoniaca.
Da un estratto del sito:
http://www.metropolitanamilanese.it/pub/page/it/MM/qualita_acqua
LA CARTA D'IDENTITÀ DELL'ACQUA DI MILANO - Analisi del primo trimestre 2016
Parametro
Limiti di legge
Acqua di Milano
Unità di misura
pH
da 6,5 a 9,5
7,7
pH
residuo fisso 180°C
valore max consigliato 1500
392
mg/L
durezza
valori consigliati da 15 a 50
28
°F
conducibilità
2500
603
µS/cm a 20°C
calcio
non previsto
78
mg/L
magnesio
non previsto
15
mg/L
Unità Didattica:
Metodo Analitico 4
AA 2015/2016
Stima del pH di una soluzione di NaOH per via indiretta tramite titolazione acido-base(*1)
1. SCOPO
La presente Procedura Operativa descrive un metodo per stimare il pH di una soluzione di NaOH in
assenza di qualsiasi strumentazione idonea alla misurazione diretta.
pH 11,7 – 13,4
3. OPERATIVITA’
3.1 Reagenti
3.1.2 Acido Cloridrico concentrato commerciale
3.1.3 Borace puro ricristallizzato(*2)
3.1.4 Soluzione di Indicatore Rosso metile
3.1.5 Soluzione di Indicatore Fenolftaleina
3.2 Apparecchiature
3.2.3 Beacker da 100 e da 250 ml
3.2.4 Bilancia analitica con precisione 0,1 mg
3.2.5 Matraccio tarato da 500 ml
3.2.6 cilindro graduato da 10 ml
4. PROCEDIMENTO
4.1 Preparazione e standardizzazione di una soluzione di HCl 0,1N(*3)
Trasferire un’aliquota idonea(*4) di HCl concentrato nel matraccio da 500 ml.
Portare a volume con acqua distillata.
(-)Riempire la buretta con la soluzione di HCl appena preparata.
Pesare 0,4-0,5 grammi di standard primario(PStd) su bilancia analitica ed annotare il peso fino alla
quarta cifra decimale.(*5)
Aggiungere circa 50 ml di acqua e agitare per solubilizzare il solido.
Aggiungere 4-5 gocce di indicatore rosso metile
Titolare fino al viraggio rosaceo.
Scaricare la soluzione acida negli appositi contenitori dei reflui.
Ripetere la procedura dal punto (-) fino ad ottenere dei dati ripetibili.(almeno due valori)
4.2 Determinazione del contenuto di NaOH nella soluzione incognita
Portare a volume con acqua distillata il matraccio contenente la soluzione incognita(VM)
Trasferire esattamente un’aliquota di 20 ml di soluzione incognita in un beacker o beuta da 100 ml.
Aggiungere acqua distillata fino ad un volume compreso tra circa 50 -100 ml
Aggiungere due gocce di indicatore fenolftaleina.
Titolare fino a soluzione incolore.
Annotare il volume letto sulla buretta in ml con una cifra decimale (VHCl)
Il contenuto di sodio idrossido e’ espresso, come media di due determinazioni, in grammi di NaOH
con 3 cifre decimali. Fornire anche i singoli dati.
Il pH è espresso con una cifra decimale.
5.1 Calcoli(*6)
Titolo dell’HCl 0,1N(*7)
1) Fattore correttivo:
Fc = ml teorici / ml pratici
Dove:
ml teorici = (PStd * 2 * 1000) / (PMBorace * 0,1)
ml pratici = (VT)
PMBorace = 381,37
2) senza fattore correttivo
NHCl= (PStd * 2 * 1000) / (PMBorace * VT )
Determinazione del contenuto di Sodio Idrossido
Contenuto di NaOH in grammi = grNaOH = EqNaOH * PENaOH * Fd
Dove:
EqNaOH = Equivalenti di OH- = 0,1000 * VHCl * Fc / 1000 (con l’utilizzo di Fc)
EqNaOH = Equivalenti di OH- = NHCl * VHCl / 1000 (senza l’utilizzo di Fc)
PENaOH = PM = 40,08
Stima del pH della soluzione incognita di NaOH
Molarità di NaOH nel matraccio:
MNaOH = grNaOH * 1000/ (PM * VM)
pOH = - log10 MNaOH
pH(*8) = 14 - pOH
6. REAZIONI
Standardizzazione della soluzione di acido cloridrico
Na2B4O7 10 H2O + 2 HCl
B4O72- + 2 H+ + 5 H2O
4 H3BO3 + 2 NaCl + 5 H2O
4 H3BO3(*9)
Punto di fine della titolazione con borace
H3BO3
H2BO3- + H+
Titolazione acido-base
HCl + NaOH
H+ + OH-
NaCl + H2O
H2O
7. NOTE
(*1) Non di rado accade che proprio durante un’urgenza lavorativa la strumentazione in dotazione
smette di funzionare correttamente. È necessario, tuttavia, trovare una soluzione al problema.
(*2) Tra tutti gli standards primari per determinare il titolo di soluzioni di acidi forti, il borace
(Tetraborato di sodio decaidrato Na2B4O7 10 H2O) è tra i più raccomandabili per via del suo alto peso
equivalente e per la relativa facilità di titolazione a temperatura ambiente con rosso metile.
(*3) Per non appesantire il carico di lavoro, come nelle esperienze precedenti, potrebbe essere fornita
una soluzione di acido cloridrico a titolo noto o con titolo da considerarsi esatto. In questo caso
effettuare direttamente la titolazione dell’NaOH. Si ricorda, tuttavia, che per determinazioni analitiche
accurate è necessario effettuare sempre un controllo del titolante ( il mancato controllo può condurre a
risultati errati anche spiacevoli ).
(*4)Per i più pigri:
MHCl Conc = % * densità * 10 / PMHCl
PMHCl=36,46
Volume da prelevare = 0,1 * 500 /MHCl Conc.
Le Formule sono state riportate per velocizzare la fase di preparazione e per effettuare le titolazioni in
tranquillità.
Si consiglia di effettuare i calcoli in maniera indipendente senza l’utilizzo delle formule sopra riportate.
(*5) Per qualsiasi dubbio sull’uso della bilancia chiedere al docente.
(*7) i due metodi proposti per identificare il titolo del titolante sono equivalenti.
(*8) il pH testè calcolato non si riferisce al campione incognito iniziale ma alla soluzione del campione
dopo diluizione nel matraccio. Per calcolare il pH iniziale è necessario conoscere esattamente il Volume
effettivamente contenuto dentro il matraccio prima della diluizione a volume. Purtroppo, essendo una
prova incognita, è un dato che è stato intenzionalmente omesso. Dopo la prova, a richiesta, è lecito
chiedere il volume di soluzione di NaOH effettivamente contenuto nel matraccio per calcolare il pH
della soluzione incognita consegnata.
(*9) Acido debolissimo monoprotico che al pH di fine titolazione è quasi esclusivamente nella forma
Protonata.
Unità Didattica:
Metodo Analitico 5
AA 2015/2016
Determinazione del contenuto di Carbonati in soluzione acquosa
1. SCOPO
La presente Procedura Operativa descrive un metodo per determinare il contenuto di carbonati in
soluzione acquosa.
Soluzione acquosa contenente carbonati in miscela con bicarbonati o basi forti
3. OPERATIVITÀ
3.1 Reagenti
3.1.2 Acido Cloridrico 0,1N a titolo noto(*1)
3.1.3 Soluzione di Indicatore Metilarancio
3.1.4 Soluzione di Indicatore Fenolftaleina
3.2 Apparecchiature
3.2.3 Beacker da 250 o da 400 ml
4. PROCEDIMENTO
4.1 Determinazione del contenuto di Carbonati nella soluzione incognita
Trasferire esattamente un’aliquota di 20 ml di soluzione incognita in un beacker da 250-400 ml.
Aggiungere acqua distillata fino ad un volume compreso tra circa 50 -100 ml
Aggiungere due gocce di indicatore fenolftaleina.
Titolare fino a soluzione incolore.
Annotare il volume letto sulla buretta in ml con una cifra decimale (V1)
Aggiungere due gocce di indicatore metilarancio
Titolare fino a soluzione giallo rosato
Annotare il volume letto sulla buretta in ml con una cifra decimale(*2) (V2)
5.ESPRESSIONE DEL RISULTATO(*3)
Il contenuto di Carbonati e’ espresso, come media di due determinazioni, in grammi di Na2CO3 con 3
cifre decimali. Fornire anche i singoli dati.
5.1 Calcoli
Primo caso: V2=2*V1
nella soluzione incognita è presente solo carbonato.
Volume di titolante consumato dallo ione carbonato: VT = V2
Secondo caso: V2 < 2* V1
Nella soluzione incognita sono presenti simultaneamente carbonati e ioni idrossido derivanti da basi
forti.
Volume di titolante consumato dallo ione carbonato: VT = 2 (V2-V1)
Terzo caso: V2 > 2* V1
Nella soluzione incognita sono presenti carbonati e bicarbonati.
Volume di titolante consumato dallo ione carbonato: VT = 2 * V1
Per approfondimenti vedi nota (*4)
Determinazione del contenuto di Carbonati:
Contenuto di Na2CO3 in grammi = EqC * PENa2CO3 * Fd
Dove:
EqC = Equivalenti di CO32- = 0,1000 * VT * Fc / 1000 (con l’utilizzo di Fc)
EqC = Equivalenti di CO32- = NHCl * VT / 1000 (senza l’utilizzo di FC)
PENa2CO3 = Peso Equivalente Na2CO3 = PM/2 = 105,99/2
6. REAZIONI(*5)
Globali
Na2CO3 +2 HCl
CO32- + 2 H+
2 NaCl + CO2 + H2O
CO2 + H2O
Al primo punto di equivalenza
CO32- + H+
OH- + H+
HCO3H2O
Al secondo punto di equivalenza
HCO3- + H+
CO2 + H2O
7. NOTE
(*1) Può essere utilizzato l’acido cloridrico preparato e standardizzato nella sessione di laboratorio
precedente oppure prepararlo e standardizzarlo come nel metodo analitico 4.
(*2) Può verificarsi che l’indicatore viri prima del punto di fine. Ciò è dovuto al fenomeno di
sovrassaturazione della CO2. Cioè il viraggio dell’indicatore è avvenuto nonostante in soluzione sia
presente ancora dello ione bicarbonato. A questo punto portare la soluzione su una piastra riscaldante e
bollire per qualche minuto per scacciare la CO2 presente. Se l’indicatore vira al giallo, raffreddare il
contenitore facendo scorrere acqua corrente sulle pareti esterne del beacker o della beuta. Se l’acqua
entra dentro il contenitore, ripetere la determinazione dall’inizio. Continuare a titolare fino a nuovo
viraggio. Annotare il nuovo volume come V2.
(*3) sono riportati solo i calcoli relativi al contenuto di carbonato. Per non appesantire troppo il carico
di questa esperienza si è scelto di tralasciare il calcolo per determinare le altre specie eventualmente
presenti.
(*4) Casi limite: V1=0 assenza simultanea di carbonati e ioni idrossido
V2=V1 assenza simultanea di carbonati e bicarbonati
N.B: in soluzione acquosa non possono coesistere simultaneamente ioni idrossido e bicarbonato tali da
consentirne la titolazione. Infatti, miscelando una base forte con un bicarbonato, ad avvenuta reazione
acido-base, dipendentemente dalle quantità dei due componenti, il sistema si troverà inevitabilmente in
uno dei tre casi precedenti.
(*5) ai fini di questa esperienza CO2 è da intendersi equivalente alla dicitura H2CO3
Unità Didattica:
Metodo Analitico 6
AA 2015/2016
Determinazione del contenuto di Iodato in soluzione acquosa mediante titolazione
iodometrica con Soluzione standard di Tiosolfato di Sodio
1. SCOPO
La presente Procedura Operativa descrive un metodo per determinare lo ione Iodato in soluzione
acquosa(*1).
Come Potassio Iodato 200 – 800 mg / 100 ml
3. OPERATIVITÀ
3.1 Reagenti
3.1.2 Na2S2O3 5 H2O puro per analisi
3.1.3 Na2CO3 puro per analisi
3.1.4 K2Cr2O7 purezza idonea all’utilizzo come standard primario
3.1.5 HCl 6N (diluizione 1:1 partendo dall’acido concentrato al 37%)
3.1.6 HCl 2N (diluizione 1:6 partendo dall’acido concentrato al 37%)
3.1.7 KI soluzione acquosa al 10% m/v
3.1.8 Soluzione Indicatore Salda d’amido
3.2 Apparecchiature
3.2.3 Beuta da Iodio oppure beacker o beuta da 500-600 ml e vetrino d’orologio idoneo per la
copertura
3.2.4 Bilancia analitica con precisione 0,1 mg e bilancia tecnica con precisione 0,1 gr
3.2.6 Pipetta graduata o cilindro graduato idoneo
3.2.7 Vetreria da laboratorio generica
4. PROCEDIMENTO
4.1 Preparazione e standardizzazione di una soluzione di Na2S2O3 0,1N(*2)
Pesare circa 12,5 grammi di Na2S2O3 5 H2O con precisione di almeno 0,1 gr in un beacker idoneo.
Pesare circa 0,1 grammi di Na2CO3 in un vetrino d’orologio.(*3)
Sciogliere il tiosolfato con acqua distillata ed a dissoluzione avvenuta aggiungere il carbonato.
Trasferire quantitativamente in matraccio(*4) da 500 ml e portare a volume con acqua distillata.
(-)Pesare 0,15-0,2 grammi di K2Cr2O7 (PStd) su bilancia analitica ed annotare il peso fino alla
quarta cifra decimale.
Trasferire quantitativamente e dissolvere in un beacker da 500-600 ml con circa 50 ml di acqua.
Aggiungere nell’ordine
20-30 ml di soluzione di KI al 10%
6-8 ml di HCl 6M
50-60 ml di acqua
Chiudere la beuta da iodio od il beacker con un vetrino d’orologio e agitare leggermente. Porre il
contenitore chiuso al buio per qualche minuto.(*5)
Riprendere la soluzione e diluire con acqua fino a 300 ml circa lavando le pareti del contenitore.
Titolare, agitando in continuazione(*6), fino a colore tenue giallino e aggiungere qualche ml di
indicatore salda d’amido.
Continuare la titolazione fino a soluzione trasparente di colore verde(*7).
4.2 Determinazione del contenuto di Iodato nella soluzione incognita
Trasferire esattamente un’aliquota di 20 ml di soluzione incognita in un beacker o beuta da 100 ml.
Aggiungere 10 ml di KI e 8-10 ml di HCl 2M
Titolare, agitando in continuazione, fino a colore tenue giallino e aggiungere qualche ml di indicatore
salda d’amido.
Titolare fino a soluzione trasparente incolore.
Annotare il volume letto sulla buretta in ml con una cifra decimale (VI)
Il contenuto di Iodato e’ espresso, come media di due determinazioni, in mg di KIO3 come numero
naturale. Fornire anche i singoli dati.
5.1 Calcoli
Titolo del Tiosolfato 0,1N
Dove:
ml teorici = (PStd * 6 * 1000) / (PMBicromato * 0,1)
ml pratici = (VT)
NT= (PStd * 6 * 1000) / (PMBicromato * VT )
Determinazione del contenuto di Potassio Iodato
Contenuto di KIO3 in mg = EqI * PEKIO3 * Fd * 1000
Dove:
PMBiCromato = 294,21
EqI = Equivalenti di IO3- = 0,1000 * VI * Fc / 1000 ( con utilizzo di Fc )
EqI = Equivalenti di IO3- = NT * VI / 1000 ( senza utilizzo di Fc )
PEKIO3 = PE KIO3 = PM/6 = 214,00/6
6. REAZIONI
Standardizzazione della soluzione di Tiosolfato
Sviluppo quantitativo di I2
K2Cr2O7 + 6 KI + 14 HCl
Cr2O72- + 6 I- + 14 H+
2 CrCl3 + 3 I2 + 7 H2O + 8 KCl
2 Cr3+ + 3 I2 + 7 H2O
Titolazione di I2 con Na2S2O3
2 Na2S2O3 + I2
2 S2O32- + I2
Na2S4O6 + 2 NaI
S4O62- + 2 I-
Determinazione dello Iodato
KIO3 + 5 KI + 6 HCl
IO3- + 5 I- + 6 H+
3 I2 + 3 H2O + 3 KCl
3 I2 + 3 H2O
7. NOTE
(*1) Operando qualche modifica a questa procedura e utilizzando soluzioni 0,01N o 0,005N di
Tiosolfato è possibile determinare la concentrazione di Iodato nel sale iodato da cucina e con ulteriori
modifiche anche lo ioduro nel sale iodurato.
(*2) il solido presenta la proprietà dell’efflorescenza (perdita delle molecole d’acqua di cristallizzazione)
e quindi non può essere considerato come uno standard primario. Per non appesantire il carico di
laboratorio potrebbe essere fornita una soluzione a titolo noto (o da considerarsi esatto) di sodio
tiosolfato. In questo caso determinare direttamente lo iodato.
(*3) Il carbonato ha una duplice azione:
a) neutralizzare l’acidità dell’acqua distillata dovuta alla CO2 disciolta. Infatti, le soluzioni di tiosolfato si
decompongono in ambiente acido formando solfiti e zolfo elementare(opalescenza bianca delle
soluzioni di tiosolfato vecchie o non idonee all’uso).
b) eliminare l’eventuale ione Cu2+ che catalizza la decomposizione del tiosolfato.
(*4) Il matraccio è uno strumento fondamentale da laboratorio il cui unico scopo è quello di ottenere
una soluzione a volume noto. Non usarlo come reattore chimico. Effettuare le dissoluzioni o le reazioni
o qualsiasi evento che possa far modificare la temperatura del sistema in altri contenitori idonei. Solo
dopo l’equilibrio e a temperatura ambiente, trasferire il contenuto nel matraccio.
(*5) La reazione del bicromato con lo ioduro non è immediata e per questo motivo bisogna aspettare
qualche minuto. Si posiziona il beacker al buio per minimizzare l’ossidazione dello ioduro da parte
dell’ossigeno dell’aria catalizzata dalla luce. Utilizzando 16 ml di HCl 6M o 8 ml di HCl concentrato si
può titolare direttamente. Infatti, in ambiente molto acido la cinetica è notevolmente aumentata. In
questo caso è necessario titolare abbastanza velocemente perché lo ioduro viene ossidato dall’aria
commettendo un errore. Per minimizzare gli errori e per le determinazioni più accurate occorre
eliminare l’aria dentro il contenitore aggiungendo alla soluzione del ghiaccio secco (CO2 solido) o
bicarbonato di sodio che sviluppa CO2 in seguito all’ambiente molto acido.
La procedura proposta è un ottimo compromesso tra velocità di esecuzione dell’analisi e buona
accuratezza del dato analitico.
(*6) Evitare di far accumulare un eccesso locale di tiosolfato perché in ambiente acido viene
decomposto a solfito e zolfo. Il solfito a sua volta si ossida a solfato ed i risultati potrebbero non essere
accurati.
(*7) colore dello ione Cr3+ in soluzione acquosa.
Unità Didattica:
Metodo Analitico 7
AA 2015/2016
Determinazione del contenuto di ioni ferrosi in soluzione acquosa mediante titolazione con
Soluzione standard di Potassio Permanganato
1. SCOPO
La presente Procedura Operativa descrive un metodo per determinare lo ione Fe2+ in soluzione
acquosa.
Come Ione Fe2+ 0,25 – 1,25 gr / 100 ml
3. OPERATIVITÀ
3.1 Reagenti
3.1.2 KMnO4 1N
3.1.3 H2C2O4 2H2O purezza idonea all’utilizzo come standard primario
3.1.4 H2SO4 2N
3.2 Apparecchiature
3.2.3 Beacker da 100 ml e 500-600 ml
3.2.4 Bilancia analitica con precisione 0,1 mg
3.2.6 Piastra riscaldante
4. PROCEDIMENTO
4.1 Preparazione e standardizzazione di una soluzione di KMnO4 0,1N
Preparare la soluzione circa 0,1N diluendo 50 ml di KMnO4 1N presente in laboratorio in matraccio da
500 ml.
(-)Pesare 0,15-0,2 grammi di H2C2O4 2H2O (PStd) su bilancia analitica ed annotare il peso fino alla
quarta cifra decimale.
Trasferire quantitativamente e dissolvere in un beacker da 500-600 ml con circa 200 ml di acqua
distillata.
Aggiungere 50 ml di H2SO4 2N
Riscaldare la soluzione ad una temperatura superiore a 60°C(*1).
Titolare fino a comparsa della colorazione rosa tenue persistente(*2).
4.2 Determinazione del contenuto di Fe2+ nella soluzione incognita
(-)Trasferire esattamente un’aliquota di 20 ml di soluzione incognita in un beacker o beuta da 100 ml.
Aggiungere 15 ml di H2SO4 2N
Titolare fino a comparsa della colorazione rosa tenue persistente(*3).
Annotare il volume letto sulla buretta in ml con una cifra decimale (VFe)
Il contenuto di Fe2+ e’ espresso, come media di due determinazioni, in mg come numero naturale.
Fornire anche i singoli dati.
5.1 Calcoli
Titolo del Permanganato 0,1N
Dove:
ml teorici = (PStd * 2 * 1000) / (PMAc.Ossalico * 0,1)
PMAc.Ossalico = 126,07
ml pratici = (VT)
NT= (PStd * 2 * 1000) / (PMAc.Ossalico * VT )
Determinazione dello ione Fe2+
Contenuto di Fe2+ in mg = EqFe * PEFe * Fd * 1000
Dove:
EqFe = Equivalenti di Fe2+ = 0,1000 * VFe * Fc / 1000 ( con utilizzo di FC )
EqFe = Equivalenti di Fe2+ = NT * VFe / 1000 ( senza utilizzo di FC )
PEFe = PAFe = 55,85
6. REAZIONI
Standardizzazione della soluzione di Permanganato
2 KMnO4 + 5 H2C2O4 2H2O + 3 H2SO4
2 MnO4- + 5 H2C2O4 + 6 H+
2 MnSO4 + 10 CO2 + 18 H2O + K2SO4
2 Mn2+ + 10 CO2 + 8 H2O
Titolazione dello ione Fe2+ con permanganato
MnO4- + 5 Fe2+ + 8 H+
Mn2+ + 5 Fe3+ + 4 H2O
7. NOTE
(*1) Il meccanismo della reazione tra ossalato e permanganato è estremamente complesso. A
temperatura non inferiore a 60°C si ottengono dei risultati riproducibili e accurati.
(*2) Se durante la titolazione dovesse comparire una leggera colorazione marroncina, dovuta alla
formazione di MnO2, aggiungere altri 10-20 ml di H2SO4.
(*3) Se durante la titolazione dovesse comparire una leggera colorazione marroncina, dovuta alla
formazione di MnO2, aggiungere altri 10-20 ml di H2SO4. Se, invece, la soluzione ha un colore
giallino ciò è dovuto al colore del Fe3+ se sono presenti ioni cloruro. Si può continuare la
titolazione senza problemi. Tuttavia, per migliorare il viraggio si può aggiungere qualche goccia di
acido fosforico concentrato fino a soluzione incolore e continuare la titolazione.
Unità Didattica:
Metodo Analitico 8
AA 2015/2016
Determinazione della purezza di Cloramina T mediante titolazione iodometrica con Soluzione
standard di Tiosolfato di Sodio(*1)
1. SCOPO
La presente Procedura Operativa descrive un metodo per determinare la purezza di cloramina T.
Come Cloramina T triidrata di purezza superiore al 95%m/m: 0,7-3,0 gr / 100 ml
3. OPERATIVITÀ
3.1 Reagenti
3.1.2 Soluzione standard di Na2S2O3 0,1N a titolo noto(*2)
3.1.3 KI soluzione acquosa al 10% m/v
3.1.4 Soluzione Indicatore Salda d’amido
3.1.5 H2SO4 2N
3.2 Apparecchiature
3.2.3 Beuta da Iodio oppure beuta con tappo a smeriglio o beacker e vetrino d’orologio idoneo per la
copertura da 250-400 ml
3.2.6 cilindro graduato idoneo
4. PROCEDIMENTO
4.1 Inizio Analisi
Portare a volume con acqua distillata il matraccio contenente la quantità di Cloramina T la soluzione
incognita (VM).
Il matraccio consegnato contiene una quantità esattamente pesata di cloramina T (Pc)
Trasferire esattamente un’aliquota di 20 ml di soluzione incognita in un beacker da 250-400 ml.
Aggiungere acqua distillata fino a circa 100 ml.
Aggiungere 10-20 ml di KI
5-10 ml di H2SO4 2N
Attendere 3 minuti al riparo della luce e con contenitore chiuso.
Titolare, agitando in continuazione, fino a colore tenue giallino e aggiungere qualche ml di indicatore
salda d’amido.
Titolare fino a viraggio.
Annotare il volume letto sulla buretta in ml con una cifra decimale (VI)
La purezza è espressa, come media di due determinazioni, in % m/m di Cloramina T triidrata con una
cifra decimale. Fornire anche i singoli dati.
5.1 Calcoli
Purezza Cloramina T % m/m = EqC * PEC * Fd / Pc
Dove:
EqC = Equivalenti di Cloramina T = 0,1000 * VI * Fc / 1000
EqC = Equivalenti di Cloramina T = NT * VI / 1000
PEC = PE Cloramina T = PM/2 = 281,7/2
6. REAZIONI
Idrolisi della Cloramina T
CH3-C6H4-SO2-N-ClNa 3H2O + ½ H2SO4
CH3-C6H4-SO2-N-Cl- (*3) + H+ + H2O
CH3-C6H4-SO2-NH2 + HClO + ½ Na2SO4 + 2 H2O
CH3-C6H4-SO2-NH2 + HClO
Sviluppo di I2
HClO + 3 I- + 2 H+
I3- + Cl- + H2O
Reazione globale
CH3-C6H4-SO2-N-Cl- + 3 I- + 2 H+
CH3-C6H4-SO2-NH2 + I3- + Cl-
7. NOTE
(*1) Metodo estratto da Europeran Pharmacopoeia 5.0 Tosylchloramide sodium 01/2005:0381
(*2) Vedi metodo analitico 6.
(*3) la carica negativa non è sul cloro.
Unità Didattica:
Metodo Analitico 9
AA 2015/2016
Operazioni analitiche preliminari mediante pesata(*1) nelle determinazioni quantitative.
1. SCOPO
La presente Procedura Operativa descrive un metodo generale per effettuare le operazioni preliminari
di analisi mediante pesata. A titolo d’esempio si riporta il metodo analitico 1 modificato.
Contenuto di acido Ascorbico compreso tra 0,5-2,5 grammi/100ml
3. OPERATIVITA’
3.1 Reagenti
3.1.2 Soluzione Standard di I2 0,1000N
3.1.3 Soluzione Indicatore di Salda d’amido
3.2 Apparecchiature
3.2.2 Beacker da 100-250 ml
3.2.4 Bilancia analitica con precisione 0,1 mg.
4. PROCEDIMENTO
Pesare un beacker da 100-250 ml su bilancia analitica e annotare il peso. (PTara)
Travasare quantitativamente con acqua distillata il contenuto del matraccio nel beacker pesato.
Asciugare il matraccio.
Posizionare il beacker su bilancia analitica (è preferibile utilizzare sempre la stessa bilancia) e aggiungere
acqua fino ad arrivare all’incirca a PTara+100 grammi.
Annotare esattamente il peso. (PLordo)
Il Peso complessivo della soluzione sarà:
PSoluzione= PLordo - PTara
Travasare la soluzione del beacker (senza aggiungere acqua) in un contenitore con tappo a smeriglio o
nel matraccio asciutto.
4.2 Preparazione della soluzione standard di I2 0,1000N
Si trasferiscono 50 ml di soluzione di I2 1,000 N, fornita dal laboratorio, in un matraccio da 500 ml e si
porta a volume con acqua distillata.
4.3 Inizio Analisi
Posizionare un beacker da 100 ml su bilancia analitica e azzerare il peso. Pesare circa 10 grammi e
annotare esattamente il peso. (P1)
Aggiungere 1-2 ml di indicatore salda d’amido.
Se il volume è troppo esiguo aggiungere 10-20 ml di acqua distillata.
Riempire la buretta con la soluzione standard di Iodio.
Titolare fino al viraggio dell’indicatore.
Scaricare la soluzione negli appositi contenitori dei reflui.
Ripetere la procedura utilizzando un quantitativo di soluzione tale che il viraggio avvenga utilizzando
35-45 ml di Titolante.(*2)
Per esempio: Se con 10 grammi di soluzione si è ottenuto un viraggio utilizzando 10 ml di titolante ,
utilizzare 40 grammi per le titolazioni successive.
Il contenuto di Acido Ascorbico e’ espresso, come media di due determinazioni, in grammi con 3 cifre
decimali. Fornire anche i singoli dati
5.1 Calcoli
Contenuto di Acido Ascorbico Totale in grammi = 0,1000 * VT * 88,06 * PSoluzione / P1 * 1000
6.NOTE
(*1) In taluni casi non è possibile utilizzare correttamente la vetreria tarata per effettuare le operazioni
preliminari di diluizione e di portata a volume.
Questo metodo permette, inoltre, di migliorare l’accuratezza dell’intero iter analitico.
(*2) Non sforare il limite di 50 ml della buretta.

Unità didattica laboratorio di analisi quantitativa linea 3

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