DETERMINAZIONE DELLA DUREZZA DI UN'ACQUA

RIASSUNTO.

Scopo della nostra esperienza era determinare la durezza di un'acqua, e, in particolare, dell'acqua che noi usiamo nelle nostre case, dunque dell'acqua corrente, attraverso un metodo complessometrico, ossia utilizzando una sostanza complessante: tale sostanza sostituisce i 4 ioni H⁺  dell' acido acetico dell'E.D.T.A. con altrettanti ioni metallici. Nel nostro caso, tale sostanza era l'E.D.T.A. (Na₂), cioè il sale bisodico dell'acido etilendiamminotetracetico. Inoltre, ricordiamo che sono state due le procedure di cui ci siamo avvalsi, per giungere ai risultati finali.

Infine, intendiamo per durezza di un'acqua la quantità di sali di calcio (Ca) e di magnesio (Mg) presenti nella stessa, espressi in gradi francesi °F (1°F = 1 g di CaCO₃ in 100 L di acqua), oppure in gradi tedeschi (1°T = 1 g di CaO in 100 L di acqua): nel nostro caso abbiamo però considerato la prima unità di misura.

PAROLE CHIAVE.

Durezza; gradi francesi; sostanza complessante; E.D.T.A. (Na₂).

ABSTRACT.

Our purpose was to settle the hardness of water we normally use in our houses, using a complexing substance, which is  the E.D.T.A. (Na₂). We used two operative procedures to reach the final dates.

Finally, we have to remember that hardness of water is the quantity of calcium (Ca) and magnesium (Mg) which is in that water. We can express this value through French degrees (1°F = 1 g of CaCO₃ in 100 L of water) or trough German degrees (1°G = 1 g of CaO in 100 L of water). We considered only the French degrees.

KEY WORDS.

Hardness of water; French degrees; complexing substance; E.D.T.A. (Na₂).

ATTREZZATURA.

v H₂O;

v Becher;

v Soluzione tampone: NH₄OH + NH₄Cl;

v E.D.T.A. (Na₂);

v nero eriocromo T;

v solfuro di sodio: Na₂S;

v Ammoniaca : NH₃;

v Indicatore in pastiglia, che vira da rosso a verde;

v Buretta;

v Sostegno per la buretta;

v Pipetta;

v Agitatore.

PROCEDURA 1.

100 mL di H₂O in un becher;

aggiunta della soluzione tampone, formata da NH₄OH + NH₄Cl;

aggiunta di un indicatore: nero eriocromo T;

aggiunta dell'E.D.T.A. (Na₂), fino a viraggio della soluzione;

determinazione della quantità di E.D.T.A. (Na₂);

calcolo della durezza.

PROCEDURA 2.

100 mL di H₂O in un becher;

aggiunta di Na₂S;

aggiunta di ammoniaca (NH₃);

aggiunta di un indicatore (una pastiglia);

aggiunta dell'E.D.T.A. (Na₂), fino a viraggio della soluzione;

determinazione della quantità di E.D.T.A. (Na₂);

calcolo della durezza.

CONCLUSIONI.

Come già abbiamo detto, durante questa esperienza abbiamo cercato di determinare la durezza di un'acqua, ed in particolare dell'acqua proveniente dall'acquedotto di Saluzzo e che, quindi, usciva dai rubinetti della scuola.

A proposito delle acque potabili, il Decreto del Presidente della Repubblica 236/'88 definisce alcune caratteristiche fondamentali per le suddette, destinate al consumo umano, prescrivendone anche delle caratteristiche proprio per la durezza. L'acqua che contiene i sali di calcio, o di magnesio, ovviamente non è tossica: ma, per il decreto sopra enunciato, deve avere una durezza compresa tra i 15 ed i 50 gradi francesi.

I dati ottenuti, utilizzando 100 mL di acqua proveniente dall' acquedotto, in cui sono certamente presenti sali di calcio o di magnesio (comunque espressi come carbonato di calcio), variano da 6,00 a 7,80 gradi francesi, un risultato piuttosto strano, perché l'acqua di Saluzzo dovrebbe avere una durezza pari ai 17, 18 gradi francesi circa.

Tuttavia, siccome tutti i gruppi hanno ottenuto risultati non tanto discordanti tra loro, anzi relativamente simili, considerando inoltre metodi e procedure utilizzate, possiamo assumerli come valori validi per indicare la durezza dell' acqua analizzata.

Inoltre, assumiamo come valore guida il valore medio fra tutti i dati: 7,23°F +/- 0,90, che rappresenta la deviazione standard tra tutti i valori.

Poi, per quanto riguarda i due metodi di analisi di cui ci siamo avvalsi, essi sono sostanzialmente equivalenti, perché fra i dati ottenuti non si registrano situazioni anomale fra i valori del primo e del secondo metodo, né dati "aberranti" in uno dei due gruppi.

A proposito degli errori, invece, quelli più comuni che si possono registrare durante l'esperienza sono quelli di distrazione, oppure quelli relativi ai calcoli, mentre la procedura è pressoché standardizzata per tutti, quindi sono praticamente improbabili errori di metodo fra i diversi gruppi. Altri errori potrebbero essere dovuti al materiale utilizzato, ai reagenti, a sbagli durante la lettura dei valori, oppure, ancora, nella valutazione del viraggio, . , ma non sono tali da falsare in questo modo i valori ottenuti, perché, se così fosse, avremmo ottenuto risultanti maggiormente discordanti tra loro.

Ma come siamo giunti ad ottenere i dati relativi alla durezza dell'acqua analizzata?

Ecco le formule che abbiamo utilizzato, nei vari calcoli, dalla prima all'ultima, in ordine di applicazione:

eq. E.D.T.A. (Na₂) = eq. CaCO₃

V*N*2 / 1000 = g*2 / p.m. CaCO₃ (100)

Grammi (E.D.T.A.Na₂ H₂)/100 mL=V*0,01/10=V (E.D.T.A.Na₂ H₂)*1000/1000

(E.D.T.A. Na₂ H₂) + CaCO₃ à E.D.T.A. Na₂Ca + H₂CO₃

Conoscendo il volume di (E.D.T.A. Na₂ H₂), il suo peso molecolare, nonché il peso molecolare del carbonato di calcio, ci siamo così ricavati il valore finale relativo alla durezza, ossia la quantità di CaCO₃ presente nell'acqua (dopo una finale conversione per 100 L, ovviamente). E' ovvio che abbiamo ripetuto i calcoli per ogni dato ottenuto, ma, alla fine, si può capire molto facilmente come, in realtà, i dati relativi al volume di (E.D.T.A. Na₂ H₂) corrispondono propri ai gradi francesi.

In particolare, per quanto riguarda il nostro gruppo, che era il numero 3, questi sono stati i valori medi ottenuti:

v Viraggio nero eriocromo T (mL): 7,40 à 7,40°F;

v Viraggio indicatore (mL): 6,90 à 6,90°F.