Determinazione dei fosfati nelle acque

Materie:	Appunti
Categoria:	Chimica
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Determinazione dei fosfati nelle acque

GENERALITA'.
Nelle acque non inquinate i fosfati sono normalmente assenti. La loro presenza è dovuta a inquinamento da detersivi, concimi, antiparassitari o scarichi urbani e industriali. Per questo motivo devono essere assenti nelle acque potabili, ma possono essere presenti nelle acque di fiume, di mare ecc.

I fosfati si possono trovare nell'acqua come ortofosfati, polifosfati o fosfati organici. La reazione sfruttata per l'analisi è specifica per gli ortofosfati; se si vuole determinare il fosfato presente nelle altre forme occorre un trattamento preliminare al campione.

PRINCIPIO DEL METODO.
Lo ione ortofosfato forma con il molibdato ammonico un complesso fosfomolibdico che, per riduzione con cloruro stannoso, forma un complesso di colore blu dosabile colorimetricamente a 690 nm.
La sensibilità del metodo può essere migliorata estraendo il complesso colorato in un opportuno solvente (benzene-alcool isobutilico 1/1 in volume), ottenendo così di ridurre le interferenze aumentando nel contempo la concentrazione.

INTERFERENZE.
Interferiscono le sostanze ossidanti che distruggono il complesso colorato; anche i nitriti interferiscono ma la loro interferenza può essere annullata aggiungendo al campione 0.1 g di acido solfammico prima dell'aggiunta del molibdato; il ferro, la silice e i cloruri non interferiscono se presenti in quantità inferiori rispettivamente a 0.5, 25 e 1000 mg/l.

APPARECCHIATURA.
Spettrofotometro per misure a 690 nm. oppure Fotometro a filtri con filtro avente massimo di trasmittanza a 690 nm.

REATTIVI.
A) Soluzione di molibdato ammonico. Si sciolgono 25 g di molibdato ammonico [ (NH4)6Mo7O24 . 4H2O ] in 175 ml di acqua distillata. Si aggiungono cautamente 280 ml di H2SO4 conc. a 400 ml di acqua distillata. Si raffredda, si mescolano le due soluzioni e si diluisce a 1 litro con acqua distillata.
B) Soluzione standard di fosfato (10 mg/l di P). Si sciolgono 0.4387 g di KH2PO4 anidro in acqua distillata e si diluisce a 1 litro. Si diluiscono poi 100 ml di questa soluzione a 1 litro con acqua distillata.
C) Soluzione di cloruro stannoso. Si sciolgono 2.5 g di SnCl2 in 100 ml di glicerina e si riscalda agitando a bagnomaria. Il reattivo ottenuto è stabile.
D) Soluzione di acido solforico. Si diluiscono 370 ml di acido solforico conc. ad 1 litro con acqua distillata. (da preparare solo se si vogliono determinare anche i polifosfati).

PROCEDIMENTO.
Curva di taratura. Si preparano soluzioni contenenti da 0.01 a 0.15 mg di P diluendo opportune quantità di soluzione standard in matracci tarati da 100 ml con acqua distillata fino a 50 ml.( Se necessario si abbassa il pH del campione con H2SO4 fino a decolorazione della fenolftaleina).
Si aggiungono poi i seguenti reattivi nell'ordine, agitando dopo ogni aggiunta: 4 ml di soluzione di molibdato ammonico (A) e 0.5 ml di soluzione di SnCl2 (C); si porta a volume con acqua distillata e si attende 10 min per lo sviluppo del colore.
Il rispetto del tempo di reazione è molto importante, perciò non sarebbe male usare il cronometro o come minimo l'orologio per misurare i 10 min che occorrono per la formazione del colore; infatti, per uno stesso campione, a tempi diversi corrispondono intensità di colore diverse.
Per una buona riproducibilità dei risultati è pure importante standardizzare tutte le operazioni ( stesso tempo di agitazione per i vari standard e per il campione ecc.)
Si misura poi l'assorbanza di ciascuno standard a 690 nm, usando come bianco acqua distillata.
Si traccia una curva di taratura riportando in ascissa le quantità di fosforo e in ordinata i valori di assorbanza.
Dosaggio. Si prelevano 50 ml dell'acqua in esame (o altro volume esattamente noto che permetta di non superare 100 ml dopo l'aggiunta dei reattivi), si aggiungono 4 ml di soluzione di molibdato (A) e 0,5 ml di SnCl2 (come per gli standard), si agita e si aspetta 10 min per lo sviluppo del colore.
( n. b.: la temperatura è importante !; deve essere compresa tra 20 e 30 °C , le soluzioni non devono differire per più di 2 °C ).
Si misura l' assorbanza del campione a 690 nm usando come bianco acqua distillata e si ricava la concentrazione per mezzo della retta ( o curva) di taratura.

Calcoli. La concentrazione dei fosfati, espressa come mg/l di fosforo, si ottiene dalla seguente formula:

P * 1000
P (mg/l) = --------------
C
dove:
p = quantità di P (mg) ricavata dalla retta di taratura

C = volume di campione (ml) usati per il dosaggio.

ATTENZIONE! Poichè‚ i detersivi contengono fosfati, non bisogna usarli per lavare la vetreria che si usa per questa analisi; occorre usare HCl diluito eventualmente caldo.

Il metodo descritto permette di determinare solo gli ortofosfati; per determinare anche i polifosfati bisogna prima idrolizzarli trattando prima il campione con 4 ml di soluzione di H2SO4 (D) e facendo bollire per almeno 30 min.; per determinare anche i fosfati organici occorre un trattamento più drastico con miscela solfonitrica; tuttavia noi non effettueremo queste due determinazioni.