ITIS-ITG «Nervi-Galilei»
Progetto Pon
Dalle conoscenze agli
esperimenti 2:
IL PIANETA ACQUA
Le Proprietà dell’acqua
L’acqua, grazie alla sua semplice composizione, possiede una
serie di proprietà che la differenziano da tutti gli altri elementi
naturali, rendendola speciale:
L'acqua pura è praticamente impossibile da ottenere. Le acque
minerali, ad esempio, contengono in piccole quantità sali e gas disciolti;
L’acqua possiede la capacità di assorbire molto più calore relativamente
a qualsiasi altro composto; è in grado di raffreddare l'ambiente
incorporando in essa calore, così come di mantenerlo (pensiamo ad
esempio alla borsa dell'acqua calda);
L’acqua ha la capacità di sciogliere molte sostanze (sale, zucchero,
ecc.) e pertanto è un ottimo solvente.
IL CICLO DELL’ACQUA
ACQUA
CLASSIFICAZION
E
DELLE ACQUE
CLASSIFICAZIONE
IDROLOGICA
CLASSIFICAZIONE
CHIMICA
CLASSIFICAZIONE
DI UTENZA
ACQUE
METEORICHE
ACQUE DOLCI
ACQUE POTABILI
ACQUE
SUPERFICIALI
ACQUE SALATE
ACQUE INDUSTRIALI
ACQUE
TELLURICHE
DI FALDE PROFONDE
DI FALDE FREATICHE
ACQUE PER L’AGRICOLTURA
Analisi delle Acque
I campioni prelevati in diversi luoghi :
- Acqua della scuola (ITG)
- Acqua tellurica
- Acqua piovana
- Acqua domestica
Hanno riguardato i seguenti parametri :
Durezza totale
Durezza permanente
Conducibilità
pH
Temperatura
Ione ferro
Acqua piovana
Durezza totale 16 °F
Durezza
permanente
Conducibilità 56 S/cm
pH 5,3
Temperatura 19,5 °C
Ione ferro 0,01 ppm
Acqua Potabile
Durezza totale 18 °F
Durezza
Permanente
Conducibilità 351 S/cm
pH
Temperatura 19 °C
Ione ferro 0,45 ppm
6,8
Acqua Tellurica
Durezza totale 15 °F
Durezza
permanente
Conducibilità 802 S/cm
pH
Temperatura 19 °C
Ione ferro 0,03 ppm
7
Acqua della Scuola
Durezza totale 17 °F
Durezza
permanente
Conducibilità 347 S/cm
pH 7,5
Temperatura 17,5 °C
Ione ferro 0,10 ppm
Acqua del Pozzo
Durezza totale 14,3 °F
Durezza
permanente
Conducibilità 83 S/cm
pH 6,3
Temperatura 20 °C
Ione ferro 0,03 ppm
Pioggia acida
La deposizione acida umida, meglio nota come pioggia acida, in meteorologia consiste
nella ricaduta dall'atmosfera sul suolo di particelle acide, molecole acide diffuse
nell'atmosfera che vengono catturate e deposte al suolo da precipitazioni quali: piogge,
neve, grandine, nebbie, rugiade, ecc.
Una pioggia viene definita acida quando il suo pH è minore di 5; normalmente il pH
della pioggia assume valori compresi fra 5 e 6,5 ed è costituita prevalentemente da
acqua distillata e pulviscolo atmosferico che reagisce in acqua dando acido solforico. Il
rimanente 30% risulta principalmente costituito dagli ossidi di azoto.
Ciò comporta che la chimica del suolo possa essere drasticamente alterata, in
particolare quando cationi basici, come calcio e magnesio, vengono dilavati dalle
piogge acide, danneggiando o uccidendo le specie sensibili, come l'acero da zucchero.
EFFETTI
● A livello della vegetazione le piante ad alto fusto possono essere danneggiate dalle
piogge acide, ma l'effetto sulle colture alimentari è ridotto al minimo grazie
all'applicazione di fertilizzanti. In molte piante, come anche nel caso dell'abete rosso,
le piogge acide rendendo le piante meno resistenti al freddo; le piante compromesse
generalmente non riescono a superare l'inverno.
● A livello della salute umana è stata ipotizzata una diretta correlazione fra persone
che vivono in aree soggette a deposizioni acide e danni alla loro salute.
● A livello urbano la pioggia acida può anche danneggiare edifici e
monumenti storici, soprattutto quelli edificati con rocce come il calcare e il
marmo, o comunque tutti quegli edifici contenenti grandi quantità di
carbonato di calcio. Il danno diretto a queste strutture deriva dalla reazione
che si innesca fra gli acidi portati dalle precipitazioni e i composti contenenti
calcio nelle strutture:
CaCO3 (s) + H2SO4 (aq) ⇔ CaSO4 (aq) + CO2 (g) + H2O (l)
L'effetto di tale reazione può essere osservato su antiche lapidi, costruzioni o
statue esposte alle intemperie. La pioggia acida aumenta anche il tasso di
ossidazione dei metalli, in particolare il rame e il bronzo.
Durezza
La durezza dell'acqua indica il contenuto di sali (soprattutto alcalini), quali
calcio e magnesio (Ca e Mg - responsabili della formazione del "calcare") sotto
forma di: cloruro di calcio (CaCl2), solfato di calcio (CaSO4), cloruro di
magnesio
(MgCl2)
e
solfato
magnesio
(MgSO4).
La durezza dell'acqua può essere TOTALE, PERMANENETE e
TEMPORANEA (in base alla struttura dei sali stessi):

Durezza totale dell'acqua: è il totale dei sali di calcio e magnesio sciolti in
acqua

Durezza permanente dell'acqua: è un parametro che misura la quantità di
sali di calcio e magnesio che rimangono in soluzione dopo l'ebollizione

Durezza temporanea dell'acqua: è la differenza tra la durezza totale e quella
permanente, pertanto costituisce la quantità di bicarbonati di calcio e
magnesio che precipitano per ebollizione dell'acqua
Grado di durezza dell'acqua
Il grado di durezza dell'acqua si esprime in tre grandezze:

Gradi francesi (anche in Italia) (F°): 1 grado francese = 10mg di CaCO3 ogni litro d'acqua

Gradi tedeschi (D° o DH°): 1 grado tedesco = 10mg di CaO ogni litro d'acqua = 1.79 gradi
francesi

Gradi inglesi (°GB): 1 grado inglese = 10mg di CaCO3 ogni 700 grammi d'acqua = CaCO3
1.43 gradi francesi
Tipi di Acque
DUREZZA IN GRADI FRANCESI (F°)
Acque molto dolci
0-4
Acque dolci
4-8
Acque a durezza media
8-12
Acque a durezza discreta
12-18
Acque dure
18-30
Acque molto dure
> 30
Determinazione in laboratorio della durezza
Obiettivo:
determinare la durezza totale di un'acqua con il metodo complessometrico (titolazione mediante soluzione di
EDTA).
Reagenti:



campione di acqua 100mL
soluzione di EDTA 0,01 M
tampone ammoniacale (soluzione acquosa di NH3 e NH4Cl) con pH 10 2mL
Indicatore: nerocromo T (miscuglio 1 a 100 di nerocromo T e NaCl solidi)
Vetreria:
becher, buretta da 25 ml, buretta o cilindro graduato da 100 ml, imbuto, cilindro da 10 ml.
Procedimento:
1.
Dopo aver avvinato la buretta da 100 ml (oppure il cilindro da 100 ml)
con l'acqua da analizzare si trasferiscono 100 ml di tale acqua in una
beuta.
2.
Con il cilindro da 10 ml si misurano 2ml di tampone ammoniacale e si
trasferiscono in beuta.
1.
Si introduce una punta di spatola di indicatore (nerocromo T) e si agita
per favorirne la dissoluzione. Il colore che si osserva è dovuto allo
ione complesso che il nerocromo T forma con l'indicatore (MgIn -).
2.
Dopo aver avvinato e caricato la buretta da 25 ml con la soluzione di
EDTA si inizia la titolazione facendo scendere il titolante nella beuta
goccia a goccia e agitando.
3.
La titolazione termina quando avviene il viraggio dal rosso all'azzurro.
Acqua :
ANALIZZIAMO
L’ACQUA MINERALE
1)LEGGIAMO UNA
ETICHETTA
DETERMINAZIONE DEL RESIDUO FISSO A
180°C.
METODO GRAVIMETRICO
0. Generalità e definizioni
Nelle analisi delle acque destinate al consumo umano la
determinazione del contenuto di solidi totali
disciolti assume un valore fondamentale utile per la loro
classificazione.
Il contenuto di solidi, ottenuto come residuo dopo evaporazione
dell’acqua ed essiccamento a 180°C,
costituisce il cosiddetto ‘’residuo fisso a 180°’’. Il valore teorico
del contenuto in solidi totali disciolti
valutato come somma complessiva di anioni, cationi e silice non
coincide con il valore del residuo
fisso a 180° generalmente inferiore al valore teorico.
1. Campo di applicazione
La procedura analitica viene utilizzata per le acque sorgive, di
falda e superficiali e per le acque da
destinare al consumo umano dopo adeguati trattamenti.
2. Principio del metodo
Il campione di acqua da analizzare viene sottoposto a
riscaldamento fino all’allontanamento dei
componenti volatili ed al raggiungimento della temperatura di
180°C, valore a cui si effettua un
condizionamento del residuo fisso fino a peso costante. In tali
condizioni si ottengono valori
comparabili con quelli risultanti dalla somma delle concentrazioni
di anioni, cationi e silice
determinati singolarmente con procedure analitiche standard,
riportate nella presente rassegna
metodologica.
3. Interferenze e cause di errore
La condizione determinante al fine di ottenere una corretta
valutazione del residuo fisso è strettamente
legata ad una corretta procedura nella fase di eliminazione dei
componenti volatili, in maniera da
evitare una evaporazione tumultuosa del campione e
contaminazioni accidentali sia del contenitore
che del residuo fisso. Inoltre il raggiungimento del peso costante
non è sempre ottenibile rapidamente.
Il residuo essiccato a 180°C perderà quasi tutta l’acqua di
occlusione, ma parte dell’acqua di
cristallizzazione potrà rimanere, specialmente se sono presenti
solfati.
I bicarbonati verranno trasformati in carbonati e questi potranno
essere parzialmente decomposti in
ossidi e sali basici.
4. Campionamento e conservazione dei campioni
Prelevare i campioni in bottiglie di vetro o di polietilene. Riempire
completamente le bottiglie onde
evitare che il contatto con l'aria possa causare la precipitazione
degli ioni ferrici e chiudere il
contenitore al fine di evitare perdite di anidride carbonica che
possono determinare la precipitazione
del calcio e del magnesio sotto forma di idrossidi. Trasportare e
conservare il campione in assenza di
luce ed alla temperatura di 4°C. Eseguire l’analisi al più presto
possibile e non oltre le 24 ore
successive al prelievo dopo aver riportato il campione a
temperatura ambiente.
Il volume consigliato per il campionamento è di 1000 mL.
5. Apparecchiatura
Tutta la vetreria graduata utilizzata per l'esecuzione di questa
analisi deve avere una precisione
certificata almeno equivalente alla classe "B" e preferibilmente
deve essere di classe "A".
Attrezzatura di uso comune in laboratorio e:
5.1. Capsule di platino
Il platino è il materiale più adatto perché inerte nelle condizioni
d’uso e facilmente condizionabile fino
al raggiungimento della costanza di peso. In alternativa si possono
usare capsule di nichel, porcellana
o silice. Sia la porcellana che la silice non sono adatte per acque
alcaline (pH > 9).
Le capsule da utilizzare devono avere una capacità di 150-200
mL.
5.2. Sistema di riscaldamento
Lampada a quarzo o bagno a sabbia.
5.3. Stufa
Stufa munita di termostato capace di mantenere costante la
temperatura prefissata entro l'ambito di ±
2°C.
7.1. Essiccamento della capsula
Si essicca la capsula preliminarmente in stufa per circa 1 ora, alla
temperatura di 180 ± 2°C, fino a
peso costante.
7.2. Filtrazione del campione
Filtrare il campione su di un filtro a 0,45 μm.
7.4. Essiccamento del campione
Porre l'aliquota misurata del campione d'acqua nella capsula tarata
ed evaporare sino a piccolo
volume con lampada a quarzo o bagno a sabbia, evitando
l'ebollizione. Completare l'evaporazione
dell'acqua trasferendo la capsula in stufa ed innalzando
progressivamente la temperatura fino a 180
°C. Essiccare fino a peso costante (si considera peso costante
quello ottenuto quando la variazione di
peso riscontrata in due cicli successivi di riscaldamento,
raffreddamento e pesata non superi 0,5 mg).
7.5. Pesata
Pesare la capsula subito dopo averla fatta raffreddare in
essiccatore.
8. Calcolo ed espressione dei risultati
Il residuo fisso del campione si calcola mediante la formula:
Residuo fisso (mg/ L) =
P⋅
Vc
1000
dove:
P = massa del residuo fisso determinato (mg);
Vc = volume del campione prelevato (mL).
Visita guidata all’impianto di potabilizzazione
della diga del Locone ( Minervino )
Dopo aver visitato l’impianto di potabilizzazione
l’esperto ci ha mostrato i metodi di gestione e
potabilizzazione dell’acqua durante le emergenze
L’acqua è indispensabile alla vita, ma può essere anche causa di numerose malattie.
I criteri di definizione della potabilità dell’acqua sono molto diversi a seconda dei
paesi.
In Europa esiste una regolamentazione rigida, che prevede, tra gli altri parametri di
qualità, anche: assenza di organismi patogeni, assenza di Escherichia. coli, o di
Streptococchi fecali, mineralizzazione totale inferiore a 1,5 g/l, assenza di corpi
radioattivi.
L'Organizzazione Mondiale della Sanità da alcune raccomandazioni sulla qualità
dell'acqua; raccomandazioni che devono essere tenute in considerazione anche in caso
di emergenza.
L'obiettivo è di somministrare con continuità acqua chimicamente e
batteriologicamente pura in quantità sufficiente.
.
Riflessi epidemiologici degli inquinanti delle acque
Un’acqua non potabile può rappresentare un serio rischio sanitario poiché il pericolo
che deriverebbe da un suo non appropriato impiego si ripercuoterebbe sulla catena
alimentare, coinvolgendo una grande percentuale di individui
L’acqua infatti è un importante veicolo di contaminanti biologici, causa di infezione: i
microrganismi a prevalente eliminazione fecale, virus come gli enterovirus (polio,
ECHO, Coxsakie) e il virus dell’epatite, batteri eti come le salmonelle, shigelle;
vibrioni colerigeni; protozoi come Entamoeba histolytica e Giardia lamblia.
Sono frequenti anche altri patogeni come gli staffilococchi e i batteri del genere
Pseudomonas; micobatteri (tubercolari e anonimi); clostridi anaerobi. In situazioni
particolari l’acqua veicola leptospire, adenovirus, parassiti (ascaridi, ossiuri, ecc.) o
loro larve e uova, la dove tali infestazioni sono endemiche.
Oltre agli inquinanti biologici esistono poi una serie di inquinanti chimici e organici
che rappresentano un rischio sanitario (es. metalli, pesticidi, contaminanti industriali,
alghe tossiche, ecc.)
Il composto di elezione è l’ipoclorito di sodio, che si trova in commercio in soluzioni
acquose che prendono nomi diversi a seconda della concentrazione (ad es. la varechina
o candeggina è soluzione di ipoclorito di sodio fino al 5%, l’amuchina è la soluzione
al
1,5%).
Comunemente per la clorazione dell’acqua si impiega ipoclorito di sodio al 15%.
Nella tabella sotto riportata vengono elencati i tipi di ipoclorito facilmente reperibili
sul
mercato che possono essere utilizzati per la preparazione dell’acqua potabile e il
relativo dosaggio per preparare 1 metro cubo di acqua trattata alla concentrazione
voluta.
L’unità di misura del dosaggio di cloro attivo viene espressa in ppm (parti per milione,
cioè mg per litro).
Tipi di ipoclorito di sodio disponibile sul mercato:
Soluzione all’1% (Amuchina)
Soluzione al 5% (Normali candeggine non profumate)
Soluzione al 15% (Ipoclorito commerciale)
Volume di ipoclorito da dosare per preparare 1 metro cubo di
acqua potabile alla concentrazione di cloro attivo desiderata.
Si dosano 100mL di amuchina al 1,5% ogni metro cubo di acqua.
Pertanto una bottiglia da litro ogni 10000 L di Acqua.
Se usiamo la candeggina al 5% ne useremo 20mL al metro cubo ,e 6,66mL di ipoclorito
al 15%.
I ragazzi che hanno partecipato
al PON ringraziano il Dirigente
scolastico e la scuola per aver
arricchito le proprie
conoscenze.