2

CUPRINS

Norme de protec�ie, prevenire a accidentelor �i m�suri de prim ajutor înlaboratorul de chimie

1

1. Sticl�rie �i ustensile utilizate în laboratorul de chimie 6 2. Aciditatea �i alcalinitatea 9

2.1. Determinarea acidit��ii apei 9

2.2. Determinarea alcalinit��ii apei 10

3. Volumetrie - considera�ii generale 11

3.1. Solu�ii etalon 13 3.1.1. Solu�ii de normalitate exact� 13

3.1.2. Solu�ii de normalitate aproximativ� 13

3.1.3. Calculul factorului �i titrului unei solu�ii 14

3.1.4. M�surarea volumelor 14

4. Dozarea clorurilor in ap� – metoda cu azotat de argint 15

5. Determinarea dioxidului de carbon din ap� 16

5.1. Determinarea dioxidului de carbon liber 16

5.2. Determinarea dioxidului de carbon legat (CO2 combinat) 17

5. 3. Determinarea dioxidului de carbon agresiv 18

5. 4. Determinarea dioxidului de carbon total 18

6. Determinarea durit��ii apei 18

6.1. Determinarea durit��ii temporare 18

6.2. Determinarea direct� a durit��ii totale (metoda Wartha-Pfeifer) 20

6.3. Determinarea indirect� a durit��ii totale 20

7. Determinarea amoniacului total din apele reziduale 21

8. Determinarea fosfa�ilor din apele reziduale 22

9. Determinarea umidit��ii solului 23

9.1. Determinarea umidit��ii solului prin metoda gravimetric� 24

10. Determinarea pH-ului solului 25

10.1. Determinarea pH-ului pe cale colorimetric� 25

10.2. Determinarea pH-ului solului cu hârtie indicatoare Merck 25

11. Determinarea spectrofotometric� a fierului din sol 25

12. Determinarea carbona�ilor �i bicarbona�ilor alcalini din sol 27

12.1. Ob�inerea extractului de ap� din sol 27

12. 2. Determinarea carbona�ilor �i bicarbona�ilor alcalini din sol 27

3

Norme de protec�ie, prevenire a accidentelor �i m�suri de prim ajutor în laboratorul de chimie

Multe experien�e pot deveni periculoase dac� experimentatorul nu cunoa�te natura reactivilor

utiliza�i, caracteristicile acestora �i ale aparaturii sau nu este atent la manipularea, respectiv manevrarea lor.

În vederea protec�iei �i prevenirii accidentelor din laboratorul de chimie este necesar� respectarea unor reguli numite NORME .

Orice accident care survine în laborator trebuie imediat adus la cuno�tin�� cadrului didactic care va aprecia gravitatea lui �i va stabili m�surile de prim ajutor, o interven�ie imediat� putând preveni o agravare a situa�iei.

În cele ce urmeaz� se vor prezenta principalele tipuri de accidente care pot surveni în laboratoarele de chimie, normele de protec�ie precum �i m�surile de prim ajutor care trebuie luate înleg�tur� cu persoana accidentat�. Principalele accidente care se pot produce în laboratoarele de chimie sunt: intoxica�ii, arsuri, traumatisme �i electrocut�ri.

Intoxica�iile pot fi: - acute, produse datorit� p�trunderii în organism a unor substan�e toxice, într-o cantitate care dep��e�te limita admis�; - cronice produse în urma p�trunderii unor substan�e toxice în organism în cantit��i mici, timp îndelungat. P�trunderea substan�elor toxice în organism se poate produce: pe cale respiratorie (sub form� de fum, cea��, pulbere), pe cale digestiv�, prin piele, de unde, prin difuzie ajung în sânge (sulfura de carbon, alcool metilic, mercurul, etc.). În scopul evit�rii intoxica�iilor, substan�ele chimice ca: cianur� de potasiu, hidrogen sulfurat, solu�ie de hidroxid de amoniu concentrat, oxid de carbon, dioxid de sulf, acid cianhidric etc., se vor prepara sau utiliza numai sub ni��.

• Este interzis� testarea substan�elor chimice prin gustare. • Este interzis� pipetarea prin aspirare cu gura a solu�iilor corozive sau toxice.

La încheierea �edin�ei de laborator, studen�ii sunt obliga�i s� fac� ordine pe masa de lucru, s� predea ustensilele utilizate �i s� se spele pe mâini.

M�surile de prim ajutor în cazul intoxica�iilor cu substan�e chimice se aplic� diferen�iat în func�ie de natura reactivului care a provocat intoxica�ia (tabel I). Tabel I - M�suri de prim ajutor în cazul intoxica�iilor cu substan�e chimice.

Substan�a toxic� Antidot

F2 Hidroxid de amoniu diluat

Cl2; Br2 pulverizarea unei solu�ii de carbonat de sodiu

H2S se inspir� aer curat �i cantit��i foarte mici de Cl2

NO; NO2 se recomand� inhalare de oxigen, lapte �i repaus complet

P4 solu�ie de sulfat de cupru 2%

As2O3 solu�ie de oxid de magneziu

Arsurile pot fi:

- termice, provocate de contactul cu corpuri fierbin�i sau datorit� aprinderii substan�elor inflamabile; - chimice, provocate de contactul cu substan�e caustice (baze sau acizi concentra�i)

Dup� gravitate, arsurile pot fi de gradul I, II �i III. Arsurile de gradul III sunt considerate ca fiindcele mai grave deoarece cuprind o suprafa�� mare de piele.

La manipularea obiectelor �i substan�elor fierbin�i (trunchi de �amot�, creuzete, capsule, pânze de azbest, ap� fiart�, etc. se recomand� utilizarea, dup� caz, a cle�telui metalic, a man�oanelor de azbest sau cauciuc, a lavetelor etc.

Vasele din sticl� se înc�lzesc treptat, pe sita de azbest, pe b�i de ap� sau nisip; vasele cu precipitate se înc�lzesc agitând continuu cu o baghet� pentru a se evita depunerea precipitatului.

4

•Este interzis� aplecarea capului deasupra vaselor în care fierbe o solu�ie. •Eprubeta în care se înc�lze�te o solu�ie se �ine înclinat� într-o parte, nici spre

sine, nici spre vecin, pentru a se evita stropirea în caz de supraînc�lzire. •Este interzis� p�strarea substan�elor inflamabile �i a celor volatile în apropierea

aparatelor care produc radia�ii termice. •L�mpile �i becurile de gaz nu se las� aprinse f�r� supraveghere. În cazul arsurilor termice, trebuie, în primul rând, închis gazul sau stinsa sursa care arde, cu

ajutorul extinctoarelor, nisipului, prelatelor, trecându-se apoi la acordarea primului ajutor. În cazul arsurilor de gradul I pielea ars� se spal� cu o solu�ie de permanganat de potasiu �i apoi se unge cu o crem� protectoare, dezinfectant�, sau se spal� locul arsurii cu o solu�ie de tanin 1%. În cazuri mai grave (arsuri de gradele II �i III) accidentatul se transport� imediat la spital.

Arsurile cauzate de substan�e chimice sunt extrem de numeroase �i variate. În tabelul II sunt prezentate unele m�suri de prim ajutor care se aplic� în cazul arsurilor cu substan�e chimice.

Tabel II - M�suri de prim ajutor în cazul arsurilor cu substan�e chimice.

Substan�a toxic� Antidot

Br2 Se spal� repede locul cu ap�, apoi cu solu�ie 1/10 NaOH sau NH4OH, din nou cu ap� dup� care se pune o compres� cu solu�ie concentrat� de Na2S2O3 (tiosulfat de sodiu). Locul unde s-a produs arsura se unge, cât mai des, cu lanolin� sau vaselin�.

HF Solu�ie CaCl2 2%, solu�ie 20% MgO în glicerin�. P4 Se tamponeaz� �i se aplic� pe ran� pentru scurt timp un pansament cu una din solu�iile: AgNO3

(1/1), KMnO4 (1/10) sau CuSO4 5%; apoi se spal� rana cu ap� �i se aplic� un pansament de vaselin� cu violet de metil. Pentru arsurile grave, obligatoriu, ne adres�m medicului specialist.

HCl, H2SO4, HNO3 Se spal� locul cu mult� ap�, apoi cu o solu�ie bicarbonat de sodiu 2% pentru neutralizare NaOH, KOH Se spal� locul cu mult� ap� apoi cu o solu�ie de acid acetic 2%

Dac� un pahar cu o solu�ie acid� sau bazic� se r�stoarn� pe mas�, locul trebuie sp�lat cu

mult� ap�, neutralizat �i uscat. La efectuarea experien�elor cu acizi, se pot utiliza acizi concentra�i numai dac� metoda

utilizat� prevede special acest lucru. Acizii concentra�i se vor mânui cu mult� precau�ie numai sub ni��.

Prepararea solu�iilor înso�it� de degajare mare de c�ldur� (de exemplu: diluarea acidului sulfuric, prepararea amestecului sulfocromic din acid sulfuric concentrat �i dicromat de potasiu etc.) se efectueaz� în vase de sticl� cu pere�ii rezisten�i pentru a se evita cr�parea lor sau în capsule de por�elan.

Diluarea acidului sulfuric concentrat cu ap� se face întotdeauna prin introducerea acidului sulfuric în ap�, în fir sub�ire, cu agitare continu� �i r�cire. Diluarea acidului sulfuric

concentrat în ap� are loc cu degajare mare de c�ldur� datorit� hidrat�rii ionilor HSO4- �i H+. Prin

turnarea apei cu d = 1g/cm3 peste H2SO4

concentrat cu d =1,84 g/cm3 procesul de hidratare are loc la

suprafa�a acidului. C�ldura degajat� nu se transmite masei de acid sulfuric �i solu�ia rezultat� poate ajunge la fierbere. Vaporii forma�i pot antrena H2SO4

concentrat, producând în acest fel o stropire cu

acid sulfuric. În schimb, dac� se toarn� acid sulfuric în ap�, pic�tur� cu pic�tur�, acidul sulfuric mai greu, cade la fundul paharului �i solu�ia se înc�lze�te treptat, evitându-se accidentele.

Traumatismele prin lovire pot fi provocate în urma manevr�rii incorecte a aparatelor grele, buteliilor, la utilizarea necorespunz�toare a sticl�riei etc. Când se introduc tuburi de sticl� în dopuri de cauciuc perforate, acestea trebuie înf��urate într-o pânz� �i �inute în apropierea p�r�ii solicitate mecanic pentru a se evita plesnirea �evii �i r�nirea mâinilor. Pentru u�oara alunecare a tubului de sticl� prin dop acesta trebuie umectat cu o solu�ie de s�pun sau detergent.

Este interzis� ungerea ventilelor �i manometrelor de la buteliile cu oxigen lichid cu gr�simi sau uleiuri precum �i atingerea acestora cu mâinile unse cu gr�simi deoarece se pot produce explozii cu urmari foarte grave.

5

Electrocut�rile pot fi provocate de montarea defectuoas� a aparatelor electrice. Aparatele electrice de înc�lzit (etuve, cuptoare, b�i de nisip �i ap�) se vor a�eza pe mese cu suprafa�a izolat� termic. Astfel, instala�iile �i aparatele electrice vor fi legate la priz� cu împ�mântare. Nu se utilizeaz� aparate cu conductori neizola�i sau monta�i neregulamentar. Se interzice manipularea aparatelor �i instala�iilor electrice din laborator cu mâna umed�. Studen�ii care efectueaz� lucr�ri practice în laboratorul de chimie trebuie s� �in� cont

de urm�toarele:

• Studen�ii au acces în laborator numai în prezen�a cadrului didactic �i numai dac� cunosc lucrarea care urmeaz� s� fie efectuat� precum �i, normele de protec�ia muncii referitoare la lucr�rile practice;

• Lucr�rile vor fi demarate numai dup� ce studentul este bine documentat asupra modului de lucru �i dup� ce a discutat în detaliu planul lucr�rii cu cadrul didactic. Se interzice efectuarea altor lucr�ri în afara celor stabilite, iar în laborator orice problem� neclar� studentul este adresat� cadrului didactic;

• Studentul trebuie s� se prezinte la lucr�rile practice cu un caiet de laborator �i este obligat s� foloseasc� halate de protec�ie din bumbac pentru protejarea îmbr�c�min�ii. Înainte de începerea experimentului studen�ii trebuie s� strâng� p�rul lung la spate;

• Studen�ii sunt obliga�i s� poarte ochelari de protec�ie la toate experien�ele cu substan�e agresive �i m�nu�i pentru manipularea produ�ilor corozivi;

• Studen�ii trebuie s� lucreaz� de preferin�� în picioare �i se consult� permanent pictogramele de pe etichetele flacoanelor cu substan�e chimice utilizate care indic� pericolul prezentat de produsul considerat; trebuie respectate m�surile de protec�ie corespunz�toare pictogramelor;

• Este strict interzis� gustarea substan�elor chimice din laborator, s� preleveze cu mâna substan�ele solide �i aspirarea cu gura a substan�elor în stare lichid�. Pentru preluarea substan�elor chimice în stare solid� se vor utiliza spatule speciale, iar pentru aspirarea lichidelor se vor folosi fie para de cauciuc, fie pipete automate, fie pentru a lua o cantitate mic� de lichid se introduce pipeta în lichid. Astfel, când lichidul s-a ridicat în pipet� prin capilaritate, se acoper� cap�tul liber al pipetei cu degetul, dup� care se scoate pipeta din lichid, men�inând degetul pe pipet�, pân� în momentul pipet�rii;

• Înainte de a deschide o sticl� cu reactivi se va citi cu aten�ie eticheta �i nu se va mirosi niciodat� direct o substan�� chimic�; prin mi�carea mâinii, cu precau�ie se îndreapt� vaporii sau gazele spre nas;

• Studen�ii trebuie s� se asigure întotdeauna c� recipientele pe care doresc s� le înc�lzeasc� (obligatoriu folosind site metalice de azbest) pot fi utilizate f�r� a produce accidente; recipientele din sticl� fierbin�i nu se r�cesc brusc în ap� �i nici nu se a�az� pe suprafe�e reci;

• Reactivii se manevreaz� în a�a fel încât s� se evite impurificarea lor. Dup� efectuarea experien�elor cu substan�e care pot fi recuperate (azotat de argint, iod, alcool etilic), acestea nu se arunc� ci se depoziteaz� în vase speciale;

• În cursul lucr�rilor fiecare student trebuie s� fie preocupat permanent de economisirea consumului de reactivi, ap� distilat�, curent electric, gaz, etc;

• Este strict interzis fumatul precum �i, consumarea b�uturilor alcoolice sau drogurilor, p�strarea �i consumarea alimentelor în laborator; studentul va evita deplas�rile inutile prin laborator pentru a nu se produce accidente sau stânjeni colegii;

• În laborator se va p�stra ordine �i cur��enie perfecte; se interzice îngr�m�direa obiectelor necesare pentru desf��urarea lucr�rii practice pe masa de lucru, acestea punându-se la loc imediat dup� utilizare.

• Observa�iile �i datele experimentale ob�inute în timpul efectu�rii lucr�rilor practice �i calculul rezultatelor se noteaz� în caietul de laborator. Înregistrarea rezultatelor experien�elor precum �i interpretarea lor trebuie astfel f�cute încât s� fie în�elese atât de studentul care le-a efectuat cât �i de oricare alt� persoan� care ar consulta caietul de laborator.

6

1. Sticl�rie �i ustensile utilizate în laboratorul de chimie

O problem� deosebit de important� pentru buna organizare a muncii în laboratoarele de chimie, o constituie dotarea cu materiale �i cu ustensile adecvate precum �i, cunoa�terea condi�iilor corecte de utilizare a acestora.

În laboratoarele de chimie se utilizeaz� vase �i ustensile confec�ionate din sticl� special� termorezistent� (tip Jena, Pyrex, Duran etc), por�elan, faian��, metal �i lemn sau combinate între ele.

Sticla se g�se�te sub form� de semifabricate (baghete �i tuburi de diverse dimensiuni �i calit��i) sau sub form� de obiecte finite (piese de leg�tur� �i vase de laborator). În func�ie de compozi�ie �i tehnologia de fabrica�ie se cunosc mai multe tipuri de sticl�, care difer� în func�ie de rezisten�a mecanic� �i caracteristicile termice. În experimente se folosesc vase cu pere�i sub�iri, din sticl� u�or fuzibil� (în special pentru înc�lzirea lichidelor), vase cu pere�i sub�iri din sticl� greu fuzibil� (pentru înc�lzirea puternic� a lichidelor sau varia�ii bru�te de temperatur�) precum �i vase din sticl� cu pere�ii gro�i pentru opera�ii care nu necesit� înc�lzire. Men�inerea reactivilor odat� prepara�i se realizeaz� în vase de sticl� cu pere�i gro�i.

Din sticl� se confec�ioneaz� marea majoritate a obiectelor necesare realiz�rii experimentelor în laborator: eprubete (gradate sau negradate) de diferite dimensiuni, eprubete de centrifug�, sticle de ceas, pahare Berzelius, flacoane conice Erlenmeyer, baloane cu fund plat, baloane cu fund rotund,baloane tip Kjeldahl, baloane cu fund rotund �i cu tub lateral tip W�rt, cristalizoare, pâlnii de filtrare, pâlnii de siguran��, pâlnii de separare, fiole de cânt�rire, exicatoare, refrigerente, pisete, termometre etc. Pentru m�surarea cu exactitate a unor volume de lichide se întrebuin�eaz� baloane cotate, cilindri grada�i, pipete, biurete etc. (figura 1).

O clasificare a sticl�riei utilizate în laboratoarele de chimie se poate face dup� destina�ia acesteia: pentru reac�ii calitative sau pentru doz�ri. Astfel, sticl�ria utilizat� în reac�iile calitative este compus� din: eprubete, capsule, pâlnii, pahare Berzelius, pisete, spatule, baghete din sticl� pentru agitare etc.; pentru doz�ri sunt utilizate: biurete, pipete din sticl�, eprubete obi�nuite sau gradate, pahare Berzelius, flacoane Erlemneyer, pisete cu ap� distilat� etc.

Tipul cel mai simplu al unui vas de laborator este eprubeta care are forma unui tub de sticl� închis la un cap�t �i care se men�ine în timpul experimentului în suporturi speciale denumite stative. În cazul în care, într-un protocol de lucru, eprubeta trebuie înc�lzit� la un bec de gaz, pentru manevrare se utilizeaz� un cle�te de lemn �i se evit� orientarea cap�tului deschis spre proprii ochi sau spre alte persoane.

Pentru executarea reac�iilor care nu decurg la temperaturi prea înalte, a opera�iilor de dizolvare, fierbere etc., se utilizeaz� baloane �i pahare de laborator de diferie capacit��i. Vasele conice sunt utilizate, în special, pentru efectuarea opera�iilor de titrare.

Paharele Berzelius, vasele Erlenmeyer �i baloanele cu fund plat sunt confec�ionate de regul� din sticl� terorezistent� pentru a rezista la înc�lziri repetate. Trebuie men�ionat faptul c� vasele de sticl� cu pere�i gro�i sunt mai pu�in rezistente la înc�lzire decât cele cu pere�i sub�iri.

O alt� categorie de vase din sticl� de importan�� deosebit� pentru efectuarea lucr�rilor de laborator o constituie vasele din sticl� care prezint� grada�ii, destinate m�sur�rii volumelor de lichide: baloane cotate, biurete, pipete, cilindri grada�i etc.

Pentru m�sur�tori de mare precizie se utilizeaz� biurete (la titr�ri) care pot fi obi�nuite (m�soar� cu o precizie de 0,1ml) �i microbiurete (m�soar� cu o precizie de 0,01-0,02ml). Biuretele sunt fixate pe stative speciale cu ajutorul unor cleme, astfel încât s� fie perfect verticale. De men�ionat este faptul c�, atunci când se introduce lichidul în biuret� (cu ajutorul unei pâlnii), opera�ia se execut� încet pentru a se evita formarea bulelor de aer. În cazul în care acestea apar trebuie eliminate fie prin înclinarea biuretei, fie prin scurgerea brusc� a unui jet de lichid.

M�surarea unui volum determinat de solu�ie se face cu ajutorul pipetelor (care pot fi cu bul� sau gradate). Pentru folosirea pipetelor din sticl� se utilizeaz� para de cauciuc.

Cânt�rirea diverselor substan�e se realizeaz� cu ajutorul fiolelor de cânt�rire. Pentru uscarea lent� �i conservarea substan�elor care absorb cu u�urin�� umiditatea din aer se folosesc ustensile etan�e care con�in clorur� de calciu anhidr�, anhidrid� fosforic� etc., substan�e care absorb apa,

7

numite exicatoare. Acestea prezint� deasupra absorbantului o plac� din por�elan cu g�uri care permite circula�ia aerului în interiorul exicatorului. Pe aceast� plac� se a�az� produsul destinat usc�rii (introdus într-o fiol�, creuzet etc.). Dac� în exicator se introduc pentru r�cire vase fierbin�i, acesta trebuie l�sat câteva minute întredeschis, pentru a permite ie�irea aerului cald.

Frecvent utilizate în laboratoarele de chimie sunt instala�iile denumite refrigerente care servescla r�cirea gazelor sau vaporilor precum �i, cel mai adesea la condensarea acestora.

Pentru asamblarea diferitelor p�r�i componente ale unei instala�ii se folosesc diferite piese de leg�tur�, de preferin�� prev�zute cu �lifuri.

� Sp�larea �i uscarea vaselor de laborator

De modul în care se cur��� vasele depind în mare m�sur� rezultatele analizelor efectuate în

cursul lucr�rilor de laborator. Vasele de laborator trebuie sp�late imediat dup� utilizare pentru a se evita formarea crustelor

�i a se putea alege cea mai adecvat� metod� de cur��are. De la caz la caz, vasele se spal� cu ap�, îndep�rtând precipitatele aderente cu ajutorul unor perii cu dimensiuni adecvate (nu cu baghet�, sârm� sau spatul� care pot zgâria sticla) cu abur sau prin procedee chimice.

Sp�larea chimic� trebuie executat� cu un amestec sulfocromic (format dintr-un amestec de acid sulfuric �i bicromat de potasiu), evitându-se contactul acestuia cu pielea sau cu îmbr�c�mintea. Amestecul sulfocromic se poate folosi la mai multe sp�l�ri pân� când culoarea se schimb� sensibil trecând spre verde.

Vasele se cl�tesc apoi cu mult� ap� de canal �i în final cu ap� distilat�.Dac� vasul este bine sp�lat, apa distilat� se scurge f�r� a l�sa pic�turi pe pere�ii acestuia.

Dup� sp�lare, vasele se usuc�, fie a�ezate cu gura în jos pe un suport, fie în etuv�. În nici un caz vasele nu vor fi �terse în interior, deoarece r�mân scame sau vasele pot fi murd�rite din nou prin atingere cu mâna; de asemenea, este interzis� uscarea vaselor la flac�r�.

O modalitate utilizat� pentru a gr�bi uscarea vasele este cl�tirea dup� sp�lare cu aceton� perfect curat� �i apoi suflare cu aer cald. Acetona utilizat� poate fi colectat� �i recuperat� prin distilare.

8

1 2 3 54

67

8 9 10 11

12 13 14

15

16

17

18

Fig. nr. 1. Exemple de sticl�rie �i ustensile utilizate în laborator: 1 – pahar Berzelius, 2- flacon Erlenmeyer, 3 – pâlnie de filtrare în vid, 4 – cartu� filtrant, 5 – balon cu fund rotund, 6- balon cotat, 7 – pâlnie de separare, 8 – cilindru gradat, 9 – refrigerent, 10 – componente Soxhlet, 11 – coloan� de separare, 12 – sering�, 13 – balon Kjeldahl, 14 – biuret�, 15 – pâlnii, 16 – suport metalic, 17 – dop rodat, 18 – clem� cu muf�

9

2. Aciditatea �i alcalinitatea

Pentru determinarea acidit��ii sau alcalinit��ii unei probe de ap� cea mai indicat� metod� este metoda poten�iometric� Cu ajutorul electrozilor de sticl� s-au efectuat m�sur�tori precise de pH în apele termale, în apele poluate �i la adâncimea de 2300 m, în apele oceanice.

În laborator, aciditatea �i alcalinitatea apelor se determin� prin metoda clasic�, metoda volumetric�. Aciditatea este de dou� tipuri:

• aciditate aparent� - datorat� dioxidului de carbon liber; • aciditate real� - datorat� acizilor minerali sau s�rurilor.

Alcalinitatea este de dou� tipuri: • alcalinitate permanent� (P); • alcalinitate total� (T).

2.1. Determinarea acidit��ii apei

Aciditatea apei este determinat� de prezen�a dioxidului de carbon liber, a acizilor minerali �i a

s�rurilor acizilor tari cu baze slabe. Aciditatea surselor naturale de ap� este foarte pu�in posibil�, prezen�a ei indicând o poluare cu ape reziduale.

Principiul metodei

Metoda const� în neutralizarea probei de ap� cu o baz� în prezen�a unui indicator. Aciditatea determinat� în prezen�a fenolftaleinei constituie aciditatea aparent� �i se datoreaz�

prezen�ei dioxidului de carbon liber. Aciditatea determinat� în prezen�a metiloranjului constituie aciditate real� �i se datoreaz�

prezen�ei acizilor minerali. Clorul rezidual interfer� în cursul determin�rii �i de aceea se îndep�rteaz� prin introducerea

câtorva pic�turi de tiosulfat de sodiu 0,1 N. Recoltarea probelor de ap� se face în sticle din pirex sau polietilen�. Determinarea acidit��ii

apei se efectueaz� în ziua recolt�rii.

Reactivi �i materiale necesare • Hidroxid de sodiu 0,1 N cu factorul stabilit; • Fenolftalein� 1% în alcool 70 %; • Metiloranj 0,1 %; • flacoane Erlenmayer.

Mod de lucru

Pentru determinarea acidit��ii aparente se iau 100 ml ap� de analizat într-un flacon Erlenmayer �i se titreaz� cu solu�ia de NaOH 0,1 N în prezen�a a 2 pic�turi de fenolftalein� pân� la apari�ia colora�iei roz persistent�. Calcul

ml NaOH 0,1 N = VxF în care:

V = ml NaOH 0,1 N folosi�i la titrare; F = factorul solu�iei de NaOH 0,1 N. Dac� apa de analizat are pH-ul mai mare de 4,5 rezult� c� aciditatea datorat� acizilor minerali

este zero.

10

În cazul în care pH-ul este sub 4,5 se determin� aciditatea real� astfel: se iau 100 ml ap� de analizat, se adaug� 2-3 pic�turi de metiloranj �i se titreaz� cu NaOH 0,1 N pân� când culoarea galben - portocaliu vireaz� spre galben - citrin. Se face acela�i calcul ca în cazul determin�rii acidit��ii totale

2.2. Determinarea alcalinit��ii apei

Alcalinitatea apei este dat� de prezen�a bicarbona�ilor, carbona�ilor alcalini, alcalinop�mânto�i

�i a hidroxizilor. Principiul metodei Metoda de determinare const�, în principiu, în neutralizarea unei cantit��i din apa de analizat

cu un acid diluat în prezen�a unui indicator. Alcalinitatea determinat� în prezen�a fenolftaleinei (pH=8,2) constituie alcalinitatea permanent�

�i este dat� de bazele libere �i de carbona�ii alcalini:

NaOH + HCl � NaCl + H2O

K2CO3+ 2 HCl � 2 KCl + H2O + CO2

Alcalinitatea determinat� în prezen�a metiloranjului constituie alcalinitatea total� �i este dat� de

bazele libere, carbona�ii �i bicarbona�ii alcalini.

NaOH + HCl � NaCl + H2O

K2CO3 + 2 HCl � 2 KCl + H2O+ CO2

Ca(HCO3)2 + 2 HCl � CaCl2+ 2 H2CO3

Determinarea este interferat� de prezen�a clorului rezidual care este îndep�rtat prin tratarea

apei de analizat cu câteva pic�turi de tiosulfat de sodiu 0,1 N.Recoltarea probelor se face în flacoane din pirex sau polietilen�, care vor fi p�strate la rece,

determinarea efectuându-se în aceea�i zi în care s-a f�cut recoltarea.

Reactivi �i materiale necesare • Acidul clorhidric 0,1 N cu factorul stabilit; • Fenolftaleina, solu�ie 1 % în alcool etilic 70%; • Metiloranj 0,1 % în ap�; • Tiosultaf de sodiu 0,1 N • flacoane Erlenmayer

Mod de lucru 100 ml ap� de analizat �i 2 pic�turi de fenolftalein� se introduc într-un flacon Erlenmayer. Dac�

nu apare colora�ia roz, alcalinitatea permanent� este zero (pH-ul apei este sub 8,2). În cazul apari�iei colora�iei roz, proba se titreaz� cu HCl 0,1 N pân� la incolor �i se ob�ine alcalinitatea permanent�.

Calcul

ml HCl 0,1 N = VxF în care:V = ml HCl 0,1 N folosi�i la titrare; F = factorul solu�iei de acid clorhidric 0,1 N.

11

Dac� în prezen�a fenolftaleinei nu a ap�rut colora�ia roz se trece la determinarea alcalinit��ii totale folosind ca indicator metiloranjul. Se m�soar� 100 ml ap� de analizat într-un flacon Erlenmayer, se adaug� 2-3 pic�turi de metiloranj �i se titreaz� cu HCl 0,1 N pân� ce culoarea vireaz� de la galben - citrin la galben - portocaliu.

Calculul este acela�i ca în cazul determin�rii alcalinit��ii permanente.

3. Volumetrie - considera�ii generale

În analiza volumetric�, pentru determinarea substan�ei A din ecua�ia:

a � A + b � B � c � C + d � D

se poate m�sura volumul de solu�ie B de concentra�ie cunoscut� care reac�ioneaz� cu un anumit volum de solu�ie a substan�ei de analizat A. În acest caz este deosebit de important� stabilirea momentului când A s-a consumat integral în reac�ia cu B numit punct de echivalen�� �i din calcul se poate determina cantitativ substan�a A. În volumetrie, solu�ia de reactiv se adaug� în propor�ie stoechiometric� (echivalent�).

Opera�ia de ad�ugare treptat� la solu�ia de analizat a unui volum m�surat de solu�ie a reactivului de concentra�ie cunoscut� pân� la punctul de echivalen�� se nume�te titrare.

În analiza volumetric� se folosesc numai acele reac�ii care îndeplinesc condi�iile: • sunt cantitative (practic complete) - conform stoechiometriei reac�iei - �i conduc la un

produs de reac�ie stabil, cu compozi�ie definit� �i f�r� reac�ii secundare; • decurg cu vitez� mare (viteza se poate m�ri prin ridicarea temperaturii, ad�ugare de

catalizatori): • punctul de echivalen�� se poate observa �i stabili exact; • reactivul este stabil în timp.

Metodele volumetrice se clasific� dup� mai multe criterii:

A. dup� modul de desf��urare a titr�rii:

• titrare direct� - titrarea solu�iei de analizat cu o solu�ie de concentra�ie cunoscut�; • titrarea indirect� - solu�ia de analizat nu reac�ioneaz� cu solu�ia titrat�, de aceea se adaug�

în exces o alt� solu�ie titrat� ce reac�ioneaz� cu substan�a iar excesul se retitreaz� cu solu�ia de concentra�ie cunoscut�;

• titrarea prin substitu�ie - solu�ia de analizat nu reac�ioneaz� cu solu�ia de concentra�ie cunoscut�, de aceea se transform� într-o combina�ie chimic� care poate fi apoi titrat� cu solu�ia deconcentra�ie cunoscut�.

B. dup� tipul de reac�ie dintre reactiv �i substan�a de analizat:

• volumetrie prin reac�ii de neutralizare; • volumetrie prin reac�ii redox • volumetrie prin reac�ii de precipitare • volumetrie prin reac�ii cu formare de complec�i

12

Indicatori Indicator Schimbarea culorii

de la ..... la Interval de

viraj pH Prepararea solu�iei

indicator

Metiloranj ro�u-galben 3,1 - 4,4 0,5g în 100 cm3 ap�

Ro�u de metil ro�u-galben 4,2 - 6,2 0,2g în 100 cm3 alcool

Ro�u Congo albastru-ro�u 3,0 - 5,0 0,1g în 100 cm3 ap�

Albastru de brom-timol (sare de sodiu)

galben-albastru 6,2 - 7,6 0,1g în 100 cm3 ap�

Ro�u neutral ro�u-galben 6,8 - 8,0 0,1g în 70 cm3 alcool �i 30 cm3

ap�

Turnesol ro�u-albastru 5,0 - 8,0 1,9g în 100 cm3alcool

Fenolftalein� incolor�-roz violaceu 8,2 - 10,0 1g în 100 cm3alcool

Timolftalein� incolor� - albastru 9,4 - 10,6 0,1g în 100 cm3 alcool

Solu�iile de reactivi de concentra�ie cunoscut�, exact determinat� se numesc solu�ii titrate.

Pentru prepararea lor este necesar s� se cunoasc� modalit��ile de exprimare a concentra�iilor solu�iilor.

Concentra�ia unei solu�ii reprezint� cantitatea de substan�� dizolvat� într-o anumit� cantitate

de solvent sau solu�ie.

Simbol Felul concentra�iei Defini�ie

% Procentual� Grame substan�� dizolvate în 100 grame solu�ie

m Molar� (molaritate) Moli substan�� dizolva�i în 1000 cm3 solu�ie (1 litru)

M Molal� (molalitate) Moli substan�� dizolva�i în 1000 grame de solvent

n Normal� (normalitate) Echivalen�i gram substan�� dizolva�i în 1000 cm3 solu�ie (1 litru)

x Frac�ie molar� Raportul dintre num�rul de moli ai unui component �i num�rul total de moli (ai tuturor componen�ilor) din solu�ie x1

= n1/nt

T Titrul Grame substan�� dizolvat� într-un cm3 solu�ie

În analiza volumetric�, concentra�ia solu�iilor se exprim� frecvent prin normalitate. Pentru a

prepara o solu�ie de o anumit� normalitate, trebuie calculat în prealabil echivalentul substan�ei dizolvate.

Echivalentul chimic al unui element reprezint� cantitatea din acel element care se combin� sau poate înlocui combina�iile sale un echivalent de hidrogen (1,008 g), un echivalent de oxigen (8g), un echivalent de carbon (3 g din izotopul 12C) sau în general un echivalent al oric�rui alt element.

Echivalentul gram (E) reprezint� cantitatea în grame dintr-o substan�� numeric egal� cu echivalentul chimic. În tabelul urm�tor sunt prezentate câteva modalit��i de determinare a echivalentului chimic la diferite categorii de substan�e.

Combina�ii anorganice

Mod de calcul al E

Acizi Raportul dintre masa molecular� a acidului �i num�rul de atomi de hidrogen capabili s� reac�ioneze

Baze Raportul dintre masa molecular� a bazei �i num�rul grup�rilor OH

S�ruri Raportul dintre masa molecular� �i produsul dintre valen�a metalului �i num�rul atomilor lui din molecula s�rii respective

Oxidan�i �ireduc�tori

Raportul dintre masa molecular� �i num�rul de electroni ceda�i, respectiv accepta�i, de o molecul�

13

3.1. Solu�ii etalon

3.1.1. Solu�ii de normalitate exact� Substan�ele etalon sunt acele substan�e de la care prin cânt�rire �i aducere la un volum

cunoscut se ob�in solu�ii de normalitate exact� sau solu�ii etalon. Substan�a etalon se nume�te �i titrosubstan�� sau substan�� de referin�� �i trebuie s� aib� urm�toarele caracteristici:

� s� aib� formula bine definit�; � s� fie stabil� în condi�iile de lucru; � s� aib� un echivalent cât mai mare pentru a evita erorile de cânt�rire; s� fie pur�; � solu�iile rezultate s� nu se descompun� în timp. Acidul oxalic, dicromatul de potasiu, bromatul de potasiu reprezint� doar câteva exemple de

substan�e etalon. Pentru prepararea unei solu�ii de normalitate exact� se procedeaz� astfel: se cânt�re�te la

balan�a analitic� cu precizia 10-4g, cantitatea de substan�� etalon rezultat� din calcul, corespunz�toare normalit��ii dorite, apoi substan�a cânt�rit� se trece cu grij�, prin intermediul pâlniei�i al pisetei, în balonul cotat ales pentru prepararea solu�iei. Se spal� bine sticla de ceas pe care s-a cânt�rit substan�a, apoi pâlnia, dup� care se adaug� ap� distilat� pân� se ocup� circa 1/3 din volumul balonului. Se agit� con�inutul balonului pân� la dizolvarea complet� a substan�ei �i se aduce volumul la semn. Spunem c� balonul cotat a fost adus la semn atunci când meniscul solu�iei este tangent inferior la cot�.

Factorul volumetric al solu�iilor de normalitate exact� este egal cu unitatea. Solu�iile etalon, de concentra�ie cunoscut�, sunt folosite în analiza volumetric� pentru stabilirea

titrului solu�iilor de normalitate aproximativ�, pentru ca �i acestea s� se poat� folosi ulterior în analiz�.

3.1.2. Solu�ii de normalitate aproximativ�

Aceste solu�ii se prepar� din substan�e care nu îndeplinesc condi�iile impuse substan�elor etalon (KOH, NaOH, KMnO4, Na2S2O3 etc.)

Prepararea unei solu�ii de normalitate aproximativ� nu necesit� exactitate - ca în cazulsolu�iilor etalon - în efectuarea opera�iilor de preparare. Cantitatea de substan�� rezultat� din calcul se cânt�re�te la balan�a tehnic� apoi se aduce cantitativ în sticla în care trebuie preparat� solu�ia; în acest mod se ob�ine o solu�ie mai diluat� sau mai concentrat� decât solu�ia de normalitate exact�.

Deoarece solu�iile normale sunt prea concentrate pentru titr�rile curente, în practic�, se folosesc solu�ii decinormale (0,1n). Determinarea concentra�iei unei solu�ii de normalitate aproximativ� se face prin titrarea ei cu o solu�ie etalon.

Titrarea este opera�ia efectuat� în vederea determin�rii con�inutului unui component al solu�iei de analizat, prin ad�ugarea treptat� a unei solu�ii de reactiv de concentra�ie cunoscut� pân� la punctul de echivalen�� când se m�soar� exact volumul de reactiv consumat.

Momentul titr�rii care corespunde cantit��ii echivalente de reactiv ad�ugat se nume�te punctde echivalen��. El poate fi determinat prin metode chimice sau fizico-chimice. Metodele folosesc substan�e organice ajut�toare numite indicatori ale c�ror transform�ri chimice sunt înso�ite în preajma punctului de echivalen�� de modific�ri u�oare perceptibile cum sunt schimbarea de culoare func�ie de pH-ul mediului, separarea de precipitat etc. Dac� la stabilirea punctului de echivalen�� se ia în considerare schimbarea unei propriet��i fizico-chimice sistemului solu�ie de analizat - reactiv, metodele respective formeaz� obiectul volumetriei fizico-chimice.

Opera�ia de titrare se execut� astfel: se m�soar� cu biureta într-un flacon conic, un anumit volum de solu�ie de concentra�ie cunoscut�, se dilueaz� cu ap� distilat� pân� la un volum de circa 100 cm3

�i se adaug� câteva pic�turi din solu�ia de indicator. Se umple o alt� biuret� cu solu�ia a

c�rui titru (concentra�ie) urmeaz� s� fie stabilit�; din aceasta, se adaug� treptat la solu�ia preg�tit� în flaconul conic, pân� la schimbarea culorii indicatorului. La începutul titr�rii ad�ugarea solu�iei se face mai repede, iar c�tre sfâr�itul acesteia, pic�tur� cu pic�tur�. În tot timpul titr�rii solu�ia se agit� prin

14

rotirea flaconului. Dac� r�mân pic�turi pe gâtul sau pere�ii flaconului, acestea se spal� imediat cu ap� distilat� din stropitor.

Titrarea se consider� exact� dac� schimbarea de culoare a solu�iei titrate la sfâr�itul determin�rii, are loc la ad�ugarea unei singure pic�turi în plus din solu�ia de concentra�ie cunoscut� peste punctul de echivalen��. La titrarea fiec�rei solu�ii se fac cel pu�in trei determin�ri, între care nu trebuie s� existe o diferen�� mai mare de 0,05 cm3 .

3.1.3. Calculul factorului �i titrului unei solu�ii

Factorul de normalitate F al unei solu�ii este num�rul care ne arat� de câte ori solu�ia aproximativ� este mai concentrat� sau mai diluat� decât solu�ia de normalitate exact�. Aceasta se poate determina prin titrare sau prin calcul:

F = Treal/ Tteoretic

La solu�iile de normalitate aproximativ�, F>1 sau F<1, se recomand� ca factorul F s� apar�in�domeniului: 0,8<F<1,2 �i s� se calculeze cu patru cifre zecimale. Titrul (T) reprezinte cantitatea în grame de substan�� dizolvat� într-un cm3 solu�ie.

3.1.4. M�surarea volumelor

În lucr�rile practice de volumetrie, al�turi de cânt�rire, m�surarea volumelor este opera�ia cea mai important�. În volumetrie, unitatea de m�sur� este dm3

sau litrul, care se define�te ca fiind

volumul ocupat de 1 kg de ap� distilat�, la 4oC în vid la nivelul m�rii �i la 4o latitudine. A mia parte

dintr-un litru este centimetrul cub – cm3 sau mililitrul - ml.

Pentru realizarea solu�iilor titrate �i aplicarea metodelor de dozare volumetric� se utilizeaz� o serie de vase de sticl� cu rezisten�� chimic� �i termic� mare (baloane cotate, biurete, pipete gradate, tote

acestea curate �i perfect uscate). Vasele gradate sunt marcate la temperatura de 200C.

Pentru preg�tirea solu�iilor de o anumit� normalitate sau molaritate se folosesc baloane cotate. Spunem c� s-a atins volumul marcat pe balon atunci când meniscul lichidului (solu�iei) este tangent inferior la inelul marcat pe gâtul balonului. Pentru citire exact�, balonul trebuie ridicat sau l�sat în jos, pân� ce raza vizual� este în dreptul inelului de marcaj. Pozi�ia balonului trebuie s� fie vertical�.

Biuretele sunt utilizate la efectuarea titr�rilor volumetrice.

Reguli de lucru cu biuretele: • biuretele trebuie s� fie foarte curate �i anume: prin curgerea lichidului pere�ii biuretei trebuie

acoperi�i cu o pelicul� de lichid; formarea pic�turilor de lichid arat� c� sticla nu este curat� (este gras�).

• în timpul lucrului, biuretele se fixeaz� vertical în stativ.• înainte de orice titrare, biureta se umple pân� sus cu solu�ia de m�surat. Prin rotirea robinetului

se aduce partea inferioar� a meniscului, în cazul solu�iilor incolore, sau partea superioar�, în cazul lichidelor colorate, tangent� la planul orizontal din dreptul diviziunii zero.

• înainte de a aduce biureta "la zero" cap�tul de jos al biuretei, mai sus �i mai jos de robinet trebuie s� fie complet umplut cu solu�ie , f�r� bule de aer. Viteza de curgere a lichidului în biuret� nu trebuie s� fie prea mare, pentru a permite lichidului care ader� pe pere�i s� se scurg�.

• pentru a evita eroarile, la citirea grada�iilor de pe biuret�, raza vizual� a observatorului trebuie s� se g�seasc� la în�l�imea meniscului care s� fie tangent la planul trasat pe diviziunea respectiv�.

Pentru a m�sura cu pipeta un anumit volum, se introduce vârful pipetei în lichid �i se aspir� pân� când lichidul dep��e�te grada�ia. Se astup� repede cu degetul ar�t�tor, se �terge vârful pipetei cu o hârtie de filtru �i apoi se las� s� se scurg� lichidul pân� când marginea inferioar� a meniscului este tangent� la semn. Se aduce apoi pipeta astfel încât vârful ei s� ating� peretele inferior al vasului în care urmeaz� s� se introduc� lichidul m�surat �i se las� s� se scurg� liber. Câteva secunde dup� golire se trage u�or vârful pipetei de-a lungul peretelui vasului, pentru a îndep�rta ultima pic�tur� f�r� a sufla în pipet�. Dup� utilizare, pipetele ca �i biuretele se spal� �i se a�eaz� în stativul lor, cu vârful în jos.

15

4. Dozarea clorurilor in ap� – metoda cu azotat de argint

Principiul metodei Solu�ia neutr� sau slab alcalin� a unei cloruri se titreaz� cu azotat de argint (AgNO3) în

prezen�� de cromat de potasiu (K2CrO4) drept indicator. Excesul de AgNO3

în prezen�a ionului cromat

(CrO42-) va precipita cromatul de argint de culoare ro�u-c�r�mizie care indic� sfâr�itul reac�iei. Reactii

care au loc sunt urm�toarele: Cl-+ AgNO3 � AgCl + NO3

-

AgNO3 + K2CrO4 � Ag2CrO4 + KNO3

Aceast� reac�ie nu este specific� deoarece �i ceilal�i halogeni dau aceea�i reac�ie cu azotatul

de argint dar fiind prezen�i în ap� în concentra�ie mic� fa�� de cloruri, interferen�a lor poate fi neglijat�. Reactivi �i materiale necesare

• Azotat de argint 0,02N. Se cînt�resc 3,46g azotat de argint �i se trec cantitativ într-un balon cotat de 1000ml dup� care se completeaz� la semn. Pentru determinarea factorului solu�iei de azotat de argint se utilizeaz� o solu�ie de clorur� de sodiu 0,02N;

• Cromat de potasiu, solu�ie 10%; • Hidroxid de sodiu 0,1N; • Acid sulfuric 0,1N; • Ro�u neutru, solu�ie alcoolic� 0,05%; • Flacoane Erlenmeyer.

Modul de lucru Se iau 100ml ap� de analizat, se neutralizeaz� în prezen�� de ro�u neutru cu acid sulfuric 0,1N

sau hidroxid de sodiu 0,1N. Se ia din nou aceea�i cantitate de ap� �i se introduce de la inceput cantitatea exact� de acid sau baz� pentru a se realiza neutralizarea. În continuare se adaug� 2-3 pic�turi solu�ie cromat de potasiu 10% �i se titreaz� cu o solu�ie 0,02N AgNO3, agitând puternic pân� ce culoarea vireaz� de la galben verzui la galben brun.

În por�iunea de solu�ie unde ajunge AgNO3 se formeaz� înainte de sfâr�itul titr�rii cromatul de argint care la agitare va fi descompus de clorura înc� neprecipitat�, dup� reac�ia:

Ag2CrO4+2Cl- � 2AgCl + CrO4

2-

Spre sfâr�itul titr�rii, când concentra�ia ionilor de clor este mai mic�, viteza acestei reac�ii scade mult �i de aceea solu�ia trebuie s� se agite puternic timp mai îndelungat (5 – 7 secunde). Întrucât solubilitatea cromatului de argint cre�te destul de mult cu temperatura, titrarea se va conduce la temperatura obi�nuit�.

Calculul rezultatelor

mg Cl-/dm3 = 092,7100

10007092,0VxFx

xVxFx=

în care: V reprezint� ml solu�ie de azotat de argint 0,02N folosi�i la titrare; F reprezint� factorul solu�iei de azotat de argint 0,02N 0,7092 reprezint� echivalentul în mg clor al unui ml de azotat de argint 0,02N.;

Observatii: În cazul în care con�inutul de cloruri este este sub 50mg/cm3 titrarea se realizeaz� cu o solu�ie 0,02N AgNO3 iar in cazul în care con�inutul de cloruri este este peste 50mg/cm3 titrarea se realizeaz� cu o solu�ie 0,1N AgNO3.

16

5. Determinarea dioxidului de carbon din ap�

Dioxidul de carbon se g�se�te frecvent în ap� sub form� de carbona�i (complet lega�i), bicarbona�i (semilega�i) �i mai rar sub form� de dioxid de carbon liber. Dioxidul de carbon liber se poate g�si în ap� în cantit��i în care poate men�ine carbonatul de calciu în solu�ie �i în acest caz nu are proprietatea de a ataca. Peste aceast� cantitate de echilibru se nume�te dioxid de carbon agresiv �i produce coroziunea conductelor. 5.1. Determinarea dioxidului de carbon liber

Principiul metodei Transformarea dioxidului de carbon liber din ap� în bicarbonat, folosind o solu�ie de hidroxid de

sodiu �i apoi titrarea excesului de hidroxid cu acid clorhidric în prezen�a fenolftaleinei, conform reac�iei :

H2CO3 + NaOH � NaHCO3 + H2O

Recoltarea: determinarea bioxidului de carbon liber se face la locul de recoltare. Reactivi �i materiale necesare

• Hidroxid de sodiu 0,05 N; • Acid clorhidric 0,05 N; • Fenolftalein� 1%; • capsul� de por�elan; • flacon Erlenmayer cu dop rodat.

Mod de lucru:

• determinarea orientativ� - se iau câ�iva ml de ap� de analizat �i se introduc într-o capsul� de por�elan, apoi se adaug� 2 pic�turi de fenolftalein�; dac� apare o colora�ie roz nu este prezent CO2 liber.

• În cazul în care nu apare colora�ia roz se procedeaz� astfel: se iau 200 ml ap� de analizat într-un flacon Erlenmayer cu dop rodat peste care se adaug� câteva pic�turi de fenolftalein� �i se titreaz� cu hidroxid de sodiu pân� la apari�ia colora�iei roz care persist� câteva minute.

• determinarea propriu-zis� - într-un flacon Erlenmayer cu dop rodat se introduce cantitatea de hidroxid de sodiu folosit� la determinarea orientativ� �i un exces de 1-2 ml, �i se completeaz� volumul pân� la 10 ml cu ap� distilat�. Se introduc apoi în acela�i vas 200 ml ap� de analizat �i se astup� vasul. Se agit�, se adaug� 2 pic�turi de fenolftalein� �i se titreaz� cu HCl pân� la decolorare. Calcul

mg CO2 liber = 200

1000)(2,2 xxFVxFVx HClHClNaOHNaOH −

în care:VNaOH

reprezint� ml solu�ie de hidroxid de sodiu 0,05 N ad�uga�i;

FNaOH reprezint� factorul solu�iei de NaOH 0,05 N; VHCl reprezint� ml solu�ie de HCl folosi�i la titrare; FHCl

reprezint� factorul solu�iei de HCl 0,05 N

2,2 reprezint� echivalentul în CO2 al unui ml de NaOH 0,05 N

17

5.2. Determinarea dioxidului de carbon legat (CO2 combinat)

A. sub form� de carbonat Principiul metodei Neutralizarea carbona�ilor prezen�i în ap� prin titrare cu un acid mineral în prezen�a fenolftaleinei. Materiale necesare

• Acid clorhidric 0,05 N; • Fenolftaleinei 1 %; • flacon Erlenmayer.

Mod de lucru Intr-un flacon Erlenmayer se introduc 100 ml ap� de analizat, 2 pic�turi de fenolftalein� �i se titreaz� cu HCl 0,05 N pân� ce culoarea ro�ie vireaz� în slab roz. Calcul

mg CO2 legat = HClHCl

HClHCl xFxVxxFxV

22100

10002,2=

în care:VHCl = ml HCl 0,05 N folosi�i la titrare; FHCl = factorul solu�iei de HCl 0,05 N;

B. sub form� de bicarbonat

Principiul metodei Neutralizarea bicarbona�ilor prezen�i în ap� prin titrare cu un acid mineral în prezen�a metiloranjului ca indicator.

Reactivi �i materiale necesare

• Acid clorhidric 0,1 N; • Metiloranj 0,1 %; • flacon Erlenmayer.

Mod de lucru Într-un flacon Erlenmayer se introduc 100 ml ap� de analizat, 2 pic�turi de metiloranj �i se titreaz� cu HCl 0,1 N pân� ce culoarea galben-citrin vireaz� în galben-portocaliu. Calcul

mg CO2 legat = HClHCl

HClHCl xFxVxxFxV

44100

10004,4=

mg HCO3- legat = HClHCl

HClHCl xFxVxxFxV

61100

10001,6=

în care:VHCl = ml HCl 0,1 N folosi�i la titrare; FHCl = factorul solu�iei de HCl 0,1 N; 4,4 = echivalentul în CO2

corespunz�tor unui ml de HCl 0,1 N;

6,1 = echivalentul în HCO3 corespunz�tor unui ml de HCl 0,1 N.

18

5. 3. Determinarea dioxidului de carbon agresiv Principiul metodei Dioxidul de carbon agresiv are proprietatea de a transforma carbonatul de calciu în bicarbonat care se determin� prin titrare cu acid clorhidric. Reactivi �i materiale necesare

• Carbonat de calciu CaCO3 fin pulverizat; • Acid clorhidric 0,1 N; • Metiloranj 0,1 %; • flacoane Erlenmayer.

Mod de lucru Se iau dou� flacoane Erlenmayer cu dop rodat �i se introduce în fiecare aceea�i cantitate din ap� de analizat. Într-unul din vase se introduc 3÷5 g CaCO3

, fin pulverizat �i se agit�, dup� care se las� în

repaus minimum 24 ore agitând din când în când (dac� apele sunt dure se las� în repaus 3-4 zile). Din ambele flacoane Erlenmayer se preleveaz� din lichidul supernatant câte 100 ml �i se introduc în alte 2 flacoane Erlenmayer. Se titreaz� fiecare prob� cu HCl 0,1 N în prezen�a a 2 pic�turi de metiloranj pân� ce culoarea vireaz� de la galben - citrin la galben - portocaliu. Calcul

mg CO2 agresiv = HCl

HCl xFVVxxxFVVx

)(44100

1000)(4,41

1−=

−

în care:V = ml HCl 0,1 N folosi�i la titrarea probei în care s-a ad�ugat carbonat de calciu; V

1 = ml HCl 0,1 N folosi�i la titrarea probei f�r� carbonat de calciu;

FHCl = factorul solu�iei de HCl 0,1 N.

5. 4. Determinarea dioxidului de carbon total

Dioxidul de carbon total în ap� se poate calcula cunoscând concentra�ia dioxidului de carbon liber,alcalinitatea carbonatat� �i bicarbonatat� în mg/ml sub form� de CaCO3. Calcul mg CO2

total = mg CO2

liber + 0,88 (1/2 alcalinitatea carbonatat� mg + alcalinitatea bicarbonatat� mg).

6. Determinarea durit��ii apei Duritatea total� a unei ape este dat� de prezen�a tuturor cationilor din ap� cu excep�ia cationilor metalelor alcaline. La determinarea durit��ii sunt lua�i în considera�ie numai cationii de calciu �i magneziu deoarece ace�tia se g�sesc în ap� în cantit��i incomparabil mai mari fa�� de ceilal�i cationi. Totalitatea bicarbona�ilor de calciu �i magneziu din ap� formeaz� a�a numita duritate temporar� iar totalitatea s�rurilor de calciu �i magneziu ale acizilor minerali (cloruri, sulfa�i) formeaz� a�a numita duritate permanent�. Prin fierbere, duritatea temporar� a apei dispare, deoarece bicarbona�ii de Ca �i Mg trec în carbona�i greu solubili în ap� ce se pot înl�tura disp�rând astfel ca generatori de duritate.

Ca(HCO3)2 � CaCO3+CO2+H2O

Mg(HCO3)2 � MgCO3+CO2+H2O

19

6.1. Determinarea durit��ii temporare

Pentru determinarea durit��ii temporare a apei, se dozeaz� volumetric bicarbona�ii de Ca �i Mg cu un acid tare, de obicei HCl 0,1N, dup� reac�iile:

Ca(HCO3)2+2HCl � CaCl2+2CO2+2H2O

Mg(HCO3)2+2HCl � MgCl2+2CO2+2H2O Reactivi �i materiale necesare

• apa de analizat; • Acid clorhidric 0,1 N; • Metiloranj 0,1 %;

• biuret�; • flacoane Erlenmayer.

Mod de lucru Se ia un volum de 100ml din apa de analizat, m�surat precis cu biureta, �i se titreaz�, la rece, în prezen�� de metil oranj, cu HCl 0,1N pân� când culoarea indicatorului vireaz� de la galben la portocaliu. Rezultatul determin�rii se exprim� conven�ional în grade de duritate care pot fi grade franceze (g CaCO3 la 100 000ml ap�) sau grade germane (g CaO la 100 000ml ap�). La noi în �ar� exprimarea durit��ii se face în grade germane. • Calcularea durit��ii temporare în grade franceze

CaCO3+2HCl � CO2+CaCl2+H2O

50,035g CaCO3…………………36,465g HCl xg CaCO3…………………………nT

x=nT50,035/36,465

dac� la 100ml ap�……………….xg CaCO3 la 100 000ml ap�………………...yg CaCO3

y= 1 000x grade franceze

• Calcularea durit��ii temporare în grade germane

CaO+2HCl � CaCl2+H2O

28gCaO…………………36,465gHClx’g CaO……………………..…….nT

x’=nT28/36,465

dac� la 100ml ap�………………. x’g CaO la 100 000ml ap�………………... y’g CaO

y’= 1 000x’ grade germane

20

6.2. Determinarea direct� a durit��ii totale (metoda Wartha-Pfeifer)

Se precipit� ionii de Ca �i Mg cu un volum, în exces, cunoscut de solu�ie titrat� ce con�ine NaOH �i Na2CO3 (le�ie). S�rurile de Ca sunt precipitate de c�tre Na2CO3, iar cele de Mg de c�tre NaOH.

CaCl2+ Na2CO3 � CaCO3+2NaClMgCl2+2NaOH � Mg(OH)2+2NaCl

Se filtreaz� precipitatul �i se titreaz� excesul de le�ie cu HCl 0,1N. Prepararea �i titrarea solu�iei de NaOH �i Na2CO3 (le�ie) Se prepar� o solu�ie decinormal� care trebuie s� con�in�, în echivalen�i, de cca 3 ori mai mult Na2CO3 decât NaOH:

3 0,1 mol Na2CO3/4 2=3 10,6/4 2= 3,97g, cca 4g Na2CO3 1 0,1 mol NaOH/4 1=4/4=1g NaOH

Aceste cantit��i le dizolv�m într-un litru de ap� distilat�, într-un balon cotat. Pentru titrarea le�iei folosim HCl 0,1N în prezen�� de metil oranj ca indicator, pân� când culoarea vireaz� de la galben la portocaliu-roz. Se va stabili în acest fel coresponden�a între 1ml le�ie �i n ml HCl, respectiv CaO �tiind c� 1 echivalent gram de HCl corespunde la 1 echivalent gram CaO. Exemplu de calcul

20ml le�ie s-a titrat cu 18ml HCl cu T=0,004025 20ml le�ie…………..18ml HCl 1ml le�ie……………………..x

x=0,9ml HCl

1ml le�ie…………………….0,9 x 0,004025=0,003623g HCl

36,465g HCl……………....28g CaO 0,003623g HCl……………….x1g CaO

x1=0,002782g CaO corespunde la 1ml le�ie 6.3. Determinarea indirect� a durit��ii totale

Se m�soar� 100ml din apa de analizat exact neutralizat� (folosim proba în care s-a determinat duritatea temporar�) �i se trateaz� cu un exces de le�ie (cca 30ml), fierbându-se c�teva minute. Vor precipita CaCO3 �i Mg(OH)2. Dup� r�cire se aduce suspensia, cantitativ, într-un balon cotat de 200-250ml, se aduce la semn, se agit� bine �i se filtreaz�. Din filtrat se m�soar� 50ml �i se titreaz� excesul de le�ie cu HCl 0,1N în prezen�� de metil-oranj. Se fierbe pu�in solu�ia �i dup� r�cire secontinu� titrarea pân� la punctul de echivalen��. Pentru calcul vom relua exemplul de mai sus. Presupunând c� titrând excesul de le�ie din balonul cotat de 250ml am folosit 3ml HCl 0,1N cu T=0,004025

la 1ml le�ie…………………….0,9ml HCl xml le�ie…………………………3ml HCl

x=3,3ml le�ie exces

21

În total, în balonul de 250ml, avem 5 3,3=16,5ml le�ie în exces. �tiind c� ini�ial s-au pus 30ml le�ie, au reac�ionat cu s�rurile de Ca �i Mg 30-16,5=13,5ml le�ie. �tiind c� 1ml le�ie……………..0,002782g CaO Atunci 13,5ml le�ie…………………….yg CaO

y=0,03756g CaO la 100ml ap� Vom avea, prin urmare, 37,56 grade germane. Apa este deci foarte dur�.

Dup� duritatea total� apele se clasific� astfel:

Nr. crt.

Tipuri de ape Duritate total�(grade germane

1 Foarte moi 0 – 4 2 Moi 4 – 8 3 Mijlocii 8 – 12 4 Relativ dure 12 – 18 5 Dure 18 – 20 6 Foarte dure Peste 30

7. Determinarea amoniacului total din apele reziduale Principiul metodei

Metoda de dozare const� în determinarea amoniacului colorimetric sub form� de iodur� azido-oxi-dimercuric� de culoare galben-portocalie care se formeaz� în urma reac�iei dintre amoniac �i reactivul Nessler (solu�ie alcalin� de tetraiodomercuriat dipotasic):

K2(HgI4) + 3KOH + NH4OH O

Hg

Hg

NH2I + 7KJ + 3H2O+

Reac�ia decuirge în mai multe faze:

I. formarea iodomercuriatului de potasiu �i a amidurii de potasiu:

2K2(HgI2) + NH4OH + 5KOH 2K-O-Hg-I + KNH2 + 6KI + 4H2O

II. formarea iodurii amidomercurice:

K-O-Hg-I + KNH2 + H2O NH2-Hg-I + 2KOH

III. a doua molecul� de iodomercuriat de potasiu reac�ioneaz� cu iodura amidomercuric� formând iodura amido-oximercuric�:

K-O-Hg-I + I-Hg-NH2 OHg

HgNH2I + KI+

Reactivi �i materiale necesare • Reactiv Nessler a) prepararea din HgCl2: se dizolv� 17g HgCl2 în 300ml ap� distilat�. Separat se dizolv� 35g KI

în 100ml ap� distilat�. La aceast� solu�ie se adaug� din solu�ia de HgCl2 preg�tit�, pân� ce se

22

formeaz� un precipitat de culoare ro�ie. În continuare se adaug� 600ml solu�ie NaOH 20% �i restul de solu�ie HgCl2. Solu�ia ob�inut� se amestec� �i se las� la întuneric timp de 24 ore. Solu�ia se p�streaz� într-un flacon din sticl� de culoare brun�.

b) Prepararea din HgI2: 100mg HgI2 �i 70g KI se dizolv� într-o cantitate mic� de ap� distilat� �i se amestec� cu o solu�ie de NaOH preparat� prin dizolvarea a 100g NaOH în 500ml ap� distilat�. Se aduce solu�ia la un volum de 1000ml cu ap� distilat�.

• Tartrat dublu de sodiu �i potasiu (sare Seignette) 392g NaK(C4H4O6) x 4H2O se dizolv� prin agitare în 748ml ap� distilat� la care se adaug�

5,5ml KOH 30% �i 4,5ml NaOH 30%. Solu�ia ob�inut� se omogenizeaz� �i se las� în repaus timp de dou� zile.

• Solu�ie etalon - 0,2972g NH4Cl se dizolv� �i se aduce la 100ml cu ap� distilat� într-un flacon cotat. 5ml din aceast� solu�ie se dilueaz� cu ap� distilat� pîn� la 100ml tot în flacon cotat. 1ml din solu�ia diluat� con�ine 0,05mg NH4

+. Solu�ia etalon de clorur� de amoniu cu un con�inut de 0,05mg NH4

+/ml se baloane cotate de 50ml �i se completeaz� cu ap� distilat� conform tabelului:

Nr. crt. Solu�ie etalon NH4Cl [ml]

Ap� dist. [ml]

Con�inutul total de NH4+

[mg/l] 1 0,0 50,0 0,0 2 0,5 49,5 0,5 3 1,0 49,0 1,0 4 1,5 48,5 1,5 5 2,0 48,0 2,0 6 2,5 47,5 2,5 7 3,0 47,0 3,0 8 3,5 46,5 3,5

Mod de lucru La 50ml prob� sau cantit��i mai mici diluate la volumul de 50ml se adaug� 2ml solu�ie de

tartrat dublu de sodiu �i potasiu �i 2ml reactiv Nessler. În acela�i timp se face o prob� martor cu 50ml ap� distilat� la care se adaug� aceea�i reactivi ca în proba de analizat. Dup� 10min. se citesc extinc�iile la un spectrofotometru la lungimea de und� �=470nm. Calculul rezultatelor se face prin intermediul unei curbe de etalonare care se construie�te cu o solu�ie de concentra�ie cunoscut� declorur� de amoniu.

8. Determinarea fosfa�ilor din apele reziduale Fosfa�ii din ape provin din poluarea cu ape reziduale industriale, pesticide, îngr���minte, detergen�i etc. Principiul metodei

Molibdatul de amoniu formeaz� cu ionii fosfat fosfomolibdatul de amoniu care poate fi redus la albastru de molibden cu un reduc�tor organic sau anorganic. Complexul de culoare albastr� care rezult� se fotocolorimetreaz�, intensitatea colora�iei fiind propor�ional� cu concentra�ia ionilor fosfat din apa rezidual� analizat�.

Reactivi �i materiale necesare

• Acid sulfuric 5%; • NaCl cristalizat; • Solu�ie de molibdat de amoniu: 10g molibdat de amoniu se dizolv� în ap� distilat� �i se

aduce volumul la 100ml. La aceast� solu�ie se mai adaug� 300ml solu�ie de acid sulfuric 1:1. • Folii de staniu: cu 10 min. înainte de întrebuin�are foile de staniu se introduc într-o solu�ie

diluat� de acid sulfuric (1,5ml acid sulfuric concentrat diluat la 50ml cu ap� distilat�) dup� care se spal� cu ap� distilat�.

23

• Solu�ie etalon stoc de fosfat: 1,432g fosfat monopotasic se dizolv� în câ�iva ml ap� bidistilat� într-un flacon cotat de 1000ml �i se completeaz� apoi la semn cu ap� bidistilat� (1ml din aceast� solu�ie con�ine 1mg PO4

3-). Solu�ia etalon de lucru se prepar� din solu�ia stoc diluat� de 100 ori (1ml din aceast� solu�ie con�ine 0,01mg PO4

3-). • flacoane Erlenmeyer.

Mod de lucru

20ml prob� sau o cantitate mai mic� diluat� la 20ml, se introduce într-un flacon Erlenmeyer. Se adaug� câteva pic�turi de fenolftalein� �i se titrez� cu acid sulfuric 5% pân� la dispari�ia colora�iei roz.

Într-un alt pahar Erlenmeyer cu capacitatea de 50ml se introduc 0,5g NaCl p.a., volumul de prob� de analizat similar cu mai sus, aceea�i cantitate de acid sulfuric anterior determinat� �i apoi 0,1ml solu�ie molibdat de amoniu. Se agit� solu�ia pân� la dizolvarea clorurii de sodiu dup� care se introduce în amestec foi�a de staniu. Paharul se agit� �i se las� în repaus 10 min. pentru dezvoltareaculorii. Dup� acest interval de timp se transvazeaz� solu�ia din pahar într-o eprubet� curat� �i uscat� astfel încât foi�a de staniu s� r�mân� în pahar (foi�a de staniu poate fi folosit� de trei ori; dup� fiecare utilizare se spal� bine �i se p�streaz� pân� la analiza urm�toare în ap� distilat�).

În paralel se lucreaz� o prob� martor în care proba de analizat se înlocuie�te cu ap� distilat�. Probele martor �i de analizat se fotocolorimetreaz� la �=700nm fa�� de ap� distilat�.

Calculul rezultatelor se face în raport cu o curb� de etalonare construit� cu fosfat monopotasic. Curba de etalonare se întocme�te dup� urm�toarea schem�:

Nr. crt.

NaCl [g]

Sol. etalon KH2PO4

[ml]

Ap� bidist. [ml]

Molibdat de amoniu

[ml]

Foi�e staniu [buc.]

Con�inutul total de PO4

3- [mg/l]

1 0,5 0 20 0,1 1 0 2 0,5 0,5 19,5 0,1 1 0,25 3 0,5 1,0 19 0,1 1 0,5 4 0,5 1,5 18,5 0,1 1 0,75 5 0,5 2,0 18 0,1 1 1 6 0,5 2,5 17,5 0,1 1 1,25 7 0,5 3,0 17 0,1 1 1,5 8 0,5 4,0 16 0,1 1 2

9. Determinarea umidit��ii solului

Umiditatea sau con�inutul de ap� al solului, este cantitatea de ap� care, în momentul în care se face recoltarea, se afl� legat� fizic de p�mânt �i care se evapor� la temperature de 1050C. Umiditatea solului depinde de clim�, de natura �i înclina�ia solului precum �i de vegeta�ie. Al�turi de temperatur�, umiditatea solului influen�eaz�, în mare m�sur�, activitatea biologic� a acestuia �i ca urmare posibilitatea de autopurificare.

Umiditatea solului se poate determina „in situ”, în sol recoltat �i prin observa�ii directe, în func�ie de apa existent�.

Umiditatea solului, determinat� prin observa�ii directe, se poate clasifica astfel: Gradul 1 – sol uscat, ce nu r�ce�te mâinile. Nisipul curge, argila este uscat�, în gr�un�e mari.

�inându-se la soare, aproape c� nu se decoloreaz� prin uscare. Gradul 2 – sol cu aspect proasp�t, r�ce�te u�or mâinile �i se decoloreaz� foarte pu�in prin

uscare. Gradul 3 – sol umed, produce o r�cire vizibil� a mâinilor iar prin uscare se decoloreaz�. Nisipul

ader� pu�in, argilele �i argilo-nisipurile se leag�, dar se crap� u�or.

24

Gradul 4 – sol umed ce înc� nu luce�te, dar la soare se decoloreaz� puternic. La pip�it este rece �i umed iar dac� se pune o hârtie pe el aceasta se ud�. Pe mâinile pr�fuite formeaz� pete întunecate.

Gradul 5 – sol umed, str�luce�te datorit� acoperirii lui cu o pelicul� sub�ire de ap�. Se caracterizeaz� prin fluiditate, nu se leag�, ci mai mult se întinde.

Pentru determinarea umidit��ii „in situ” se utilizeaz�: - metode radioactive de m�surare care folosesc sonde cu neutroni ce se înfig direct în sol; - metode conductometrice care constau în introducerea unor electrozi în sol, conductivitatea

electric� fiind influen�at� de umiditate. În practic� cea mai utilizat� metod� pentru determinarea umidit��ii solului este metoda

gravimetric�. 9.1. Determinarea umidit��ii solului prin metoda gravimetric�

Principiul metodei

Solul cânt�rit se usuc� la temperatura de 105oC pân� la greutatea constant� dup� care se cânt�re�te

din nou. Diferen�a de greutate între cele dou� cînt�riri reprezint� umiditatea care se exprim� procentual. Reactivi �i materiale necesare

• etuv� termoreglabil�; • balan�� analitic�; • fiole de cânt�rire;• exicator.

Mod de lucru Pentru determinarea umidit��ii, solul se recolteaz� în vase care au închidere ermetic�, pentru a

se evita evaporarea apei în timpul transportului. Probele pot fi p�strate la frigider cel mult 24 de ore. Se cânt�resc circa 10 g de sol într-o fiol� de cânt�rire în prealabil tarat�. Fiola de cânt�rire cu

proba de analizat se introduc în etuv� la temperatura de 1050C. Se men�ine la aceast� temperatur� timp de o or�. Dup� acest interval de timp fiola se scoate din etuv� �i se men�ine în exicator timp de o jum�tate de or� pentru r�cire dup� care se cânt�re�te. Se introduce din nou în etuv� �i se las� înc� o or� la temperatura de 1050C, dup� care din nou se r�ce�te în exicator �i se cânt�re�te. Dac� diferen�a dintre ultimele dou� cânt�riri nu este mai mare de 0,4 mg se consider� c� proba a ajuns la greutate constant�. În cazul în care diferen�a între ultimele dou� cânt�riri este mai mare, fiola care con�ine proba de sol se introduce din nou în etuv� �i se mai �ine înc� 1 or� la temperatura de 1050C. Se repet� opera�iunea de cânt�rire �i men�inere la etuv�, pân� se ajunge la greutate constant�. Calcul

umiditatea %=g

xgg 100)( 21 −

în care:g1 – greutatea solului înainte de uscare, în grame; g2 – greutatea solului dup� uscare la 1050C, în grame;g – greutatea solului luat în lucru, în grame.

25

10. Determinarea pH-ului solului

Cunoa�terea pH-ului unui sol este important� pentru aprecierea st�rii lui de fertilitate. 10.1. Determinarea pH-ului pe cale colorimetric�

Principiul const� în punerea în contact a extractului de ap� din sol cu indicatori organici.

Ace�tia, în func�ie de concentra�ia ionilor de hidrogen existen�i în extractul de ap�, coloreaz� solu�ia diferit.

Reactivi �i materiale necesare • extract din sol; • indicator universal (Solu�ia de indicator universal se ob�ine din amestecul de fenolftalein�,

ro�u de metil ori albastru de bromtimol); • eprubete.

Modul de lucru

Într-o eprubet� se introduc 10 ml extract de ap� din sol. Se adaug� 0,2 ml indicator universal. Culoarea ob�inut� se compar� cu o scar� etalon preparat� cu acela�i indicator în solu�ii tampon.

10.2. Determinarea pH-ului solului cu hârtie indicatoare Merck

Extractul de ap� din sol se pune în contact cu hârtia indicatoare Merck. Culoarea luat� de

hârtie se compar� cu cele existente pe capacul cutiei. Se cite�te pH-ul din dreptul culorii corespunz�toare �i se noteaz� în caiet.

Ob�inerea extractului de ap� din sol

Extractul de ap� exprim� într-o m�sur� relativ� compozi�ia solu�iei din sol. Extractul de ap� analizat chimic indic� starea momentan� a formelor solubile accesibile plantelor aflate în sol. Concentra�ia lor total� influen�eaz� asupra presiunii osmotice a solu�iei solului. Principiul const� în extrac�ia formelor solubile din sol în ap� distilat�. Separat se determin� umiditatea.

Reactivi �i materiale necesare

• sol proasp�t;• vase Erlenmayer de 250 ml; • pâlnie de sticl�; • hârtie de filtru.

Mod de lucru

Solul proasp�t se trece prin sit� de 1 mm �i se cânt�resc 20 g. Solul cânt�rit se trateaz� cu 100 ml ap� distilat� �i se agit� timp de 30 de minute. Se filtreaz� prin hârtie de filtru. În cazul în care filtratul nu este limpede se repet� filtrarea printr-un un filtru curat.

11. Determinarea spectrofotometric� a fierului din sol

Prezen�a ionilor de fier în sol este datorat� reziduurilor con�inând fier, depozitate pe sol, care din cauza umezelii, a reac�iilor de oxido-reducere care au loc, precum �i a pH-ului solului trec sub form� solubil�. Ionii de fier dizolvabili se g�sesc, în general, ca bicarbona�i sau sub form� de complec�i cu moleculele organice mici. Aceast� form� de fier poate p�trunde în apele subterane, determinând cre�terea acestui element în sursele de ap�.

26

Principiul metodei

Ionii de fier bivalent reac�ioneaz� cu o-fenantrolina generând un complex fier-fenantrolin� care se nume�te feroin� �i este colorat în ro�u.

3 + Fe2+Fe

3

2+

N N N N

1,10 fenantrolin� feroin� Intensitatea colora�iei complexului rezultat este propor�ional� cu concentra�ia fierului. Reactivi �i materiale necesare

• clorhidrat de hidroxilamin� 10%; • orto-fenantrolin� 0,1%; • Reactiv Morgan: acetate de sodium �i acid acetic pH-4,8. Se cânt�resc 100g CH3COONa.3H2O

�i se introduc într-un flacon cotat de 1000 ml peste care se adaug� 500 ml ap� bidistilat�. Se adaug� apoi 30 ml acid acetic concentrat �i se completeaz� flaconul la semn cu ap� distilat�;

• Solu�ia etalon stoc pentru fier: se cânt�resc 0,1404 g sare Mohr – Fe(NH4)2(SO4)3.6H2O �i se dizolv� în 10 ml ap� distilat�, într-un flacon cotat de 100 ml. Se adaug� 3 ml H2SO4 concentrat �i se completeaz� la semn cu ap� distilat� (1ml din aceast� solu�ie con�ine 0,2 mg Fe);

• Solu�ia etalon de lucru se prepar� din solu�ia stoc diluat� de 20 de ori cu reactiv Morgan (1 ml din solu�ia de lucru con�ine 0,010 mg Fe).

• pahare Berzelius; • pipete de diverse volume; • spectrofotometru.

Mod de lucru 20 g sol uscat în aer �i mojarat se introduc într-un pahar Berzelius peste care se adaug�

aproximativ 1g c�rbune activ �i 50 ml reactiv Morgan. Se agit� timp de 30 minute �i se filtreaz� pe hârtie de filtru, cu pori mici. Se iau 10 ml filtrat peste care se adaug� 0,5 ml solu�ie de clorhidrat de hidroxilamin� �i 2 ml solu�ie de orto-fenantrolin�. Dup� 15 minute se cite�te extinc�ia la un spectrofotometru la � – 519 nm, fa�� de martor preparat din 10 ml reactiv Morgan, 0,5 ml clorhidrat de hidroxilamin� �i 2 ml solu�ie de orto-fenantrolin�. Valoarea concentra�iei se determin� din curba de etalonare care se traseaz� prin reprezentarea grafic� a absorban�elor func�ie de concentra�iile fieruluidin solu�iile etalon (tabel).

1 2 3 4 5 6 71. Concentra�ia Fe

2* in prob�,

�g 0 5 10 15 20 40 100

2. Volumul solu�iei etalon de lucru, ml

0 0,5 1 1,5 2 4 10

3. Reactiv Morgan, ml 10 9,5 9 8,5 8 6 0 4. Clorhidrat de hidroxilamin�,

ml 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5

5. Orto-fenantrolin�, ml 2 2 2 2 2 2 2 6. Extinc�ie

Cu valorile absorban�elor se traseaz� curba de etalonare

27

Calcul Concentra�ia fierului în sol se determin� dup� rela�ia:

mg Fe/g sol uscat la 1050C = Cx.D.K/a.1000

în care: Cx – concentra�ia fierului în proba spectrofotometrat�, mg/prob�; D – factor de multiplicare pentru a calcula concentra�ia fierului în extractul total de sol; K – factorul de corec�ie pentru umiditate; a – cantitatea de sol luat� în lucru, g. Observa�ie Pentru determinarea ionilor metalici schimbabili din sol este necesar� extrac�ia acestora prin agitarecu solu�ie de KCl 1N (ex. Zn2+) sau HNO3

(ex. Co2+), separarea prin filtrare a extractului apos �i analiza filtratului prin absorb�ie atomic�.

12. Determinarea carbona�ilor �i bicarbona�ilor alcalini din sol

Principiul const� în determinarea carbona�ilor �i bicarbona�ilor alcalini pe cale volumetric� în extractul apos. În aceea�i solu�ie se determin� carbona�ii �i apoi bicarbona�ii. Carbona�ii se determin� prin titrarea cu H2SO4 0,01 N în prezen�a fenolftaleinei, iar bicarbona�ii prin titrarea cu H2SO4

0,01 N în

prezen�a metiloranjului.

12.1. Ob�inerea extractului de ap� din sol

Reactivi �i materiale necesare • sol proasp�t; • vase Erlenmayer de 250 ml; • pâlnie de sticl�; • hârtie de filtru.

Mod de lucru

Din solul proasp�t se cânt�resc 20 g, care se trateaz� cu 100 ml ap� distilat� �i se agit� timp de 30 de minute apoi se filtreaz� pe hârtie de filtru. În cazul în care filtratul nu este limpede se repet� filtrarea pe un filtru curat.

12. 2. Determinarea carbona�ilor �i bicarbona�ilor alcalini din sol

Reactivi �i materiale necesare

• acid sulfuric 0,01 N, • fenolftalein�, solu�ie alcalin� 1%, • metiloranj 2% în ap�. • extractul de ap� din sol (100 ml), • biurete • pahare Erlenmayer, • cilindru gradat.

Mod de lucru 50 ml extract de ap� din sol se introduc într-un vas Erlenmayer; se adaug� 3-4 pic�turi de

fenolftalein� �i se titreaz� cu un volum V1 de acid sulfuric 0,01 N.

28

Se adaug� în continuare 3-4 pic�turi de metiloranj �i se titreaz� cu un volum V2 de acid sulfuric 0,01 N pân� la virajul de la portocaliu la ro�u.

Pentru determinarea carbona�ilor se aplic� rela�ia:

%CO32- =

gxv

xVxxfxV 1000003,01

în care: 0,0003 - corespondentul în g la 1 ml H2SO4

0,01 N;

V - volumul total de extract (100 ml); V1

- volumul folosit la titrare pentru jum�tate din existent în extract; −23CO

g - cantitatea de sol (20 g); 1 v - volumul de extract luat la analiz� (50 ml); f - factorul solu�iei de acid folosit la titrare; 100 - factorul pentru transformarea procentual�; 2 V1

- num�rul de volume folosit pentru întreaga cantitate de ioni CO3

2-

Pentru aflarea con�inutului de bicarbona�i se aplic� rela�ia:

%HCO3- =

gxv

VxxfxVT 10000061,0)2( 1 −−

în care: 0,00061 - corespondentul în g de HCO3

- la 1 ml H2SO4

0,01 N;

V2- volumul total folosit pentru titrarea a jum�tate de CO32- �i HCO3

-;

T= V1+V2; (volumul total de H2SO4 0,01 N folosit pentru titrarea cantit��ii totale de CO

- �i HCO3

- : T-2V1

- volumul de H2SO4

0,01 N folosit la titrarea cantit��ii de HCO3

- (rezultat din volumul total din care se scade volumul folosit pentru titrarea total� a CO3

2-).