CESSIONE DEI METALLI NELLE CERAMICHE

Alunni: Zarini Lorenzo, Ferioli Gaya, Mottin Erika, Antoniv Nataliya

classe 5^ API as 2015/2016

7 febbraio 2016

INTRODUZIONELa ceramica è un materiale inorganico, non

metallico, molto duttile allo stato naturale, rigido dopo la fase di cottura dell’argilla.

Con la ceramica vengono prodotti diversi oggetti, quali stoviglie, oggetti decorativi, è utilizzata nell'industria edilizia, meccanica ed aeronautica (soprattutto in motori e turbine), come rivestimento e copertura (tegole e piastrelle) e per sanitari. Specifiche ceramiche inoltre, trovano impiego nei rivestimenti ad alta resistenza al calore per il loro alto punto di fusione. Il colore del materiale ceramico varia a seconda degli ossidi cromofori contenuti nelle argille (ossidi di ferro, da giallo, arancio, rosso a bruno; ossidi di titanio, da bianco a giallo). Può venire smaltata e decorata.

La ceramica è usualmente composta da diversi materiali: argille, feldspati, (di sodio, di potassio o entrambi), sabbia silicea, ossidi di ferro, allumina e quarzo.

Possono contenere inoltre metalli che ne determinano le proprietà, quali durezza e resistenza al calore. Le ceramiche, col tempo,

possono rilasciare i metalli contenuti, specie se sono state cotte a temperature

basse; Per evitare una cessione troppo elevata di queste sostanze si ricorre

alla smaltatura. La quantità di metallo ceduto

varia a seconda delle dimensioni, della forma del

prodotto e dai materiali con cui entra a

contatto.

NORMATIVA

L'Ordinanza del 1° marzo 1995 sugli oggetti d'uso in vigore fissa per gli oggetti in ceramica, vetro, smalto e materiali simili che vengono a contatto con derrate alimentari, dei quantitativi massimi (valori limite) per le cessioni (rilascio di cadmio e piombo) ad acido acetico al 4%(quale liquido simulatore), a una temperatura di 22°C e per una durata di 24 ore. L'entità dei valori limite varia secondo la forma ed il volume degli oggetti.

EFFETTI DANNOSIGli effetti collaterali derivati dall’ingerimento di

piombo si possono manifestare in differenti livelli e possono provocare danni neurologici ed ematologici, possono compromettere la fertilità, causare depressione, debolezza ed atteggiamenti maniaco-depressivi.

L’ingerimento di cadmio invece può danneggiare reni, fegato e ossa.

SCOPO:verificare se nel campione analizzato vi sono tracce di metalli quali il Piombo attraverso la tecnica analitica di spettroscopia di assorbimento atomico.

MATERIALE:-soluz. campione da analizzare contenente aceto commerciale (di mele o di vino a scelta)-oggetto di ceramica utilizzato per scopi alimentari-soluzioni standard 10, 20, 30, 40, 50 ppm contenenti Pb(NO3)2-matracci da 50 mL e 100 mL

ANALISI DI LABORATORIO

PREPARAZIONE DEL CAMPIONE:

Inserire in un oggetto di ceramica utilizzato a scopi alimentari (tazzina da caffè, thè, pirofile, piattini..) circa 5 mL di aceto commerciale di vino o mele, coprire il contenitore con carta di alluminio per evitare la perdita di aceto per evaporazione. Lasciare riposare per 3-4 giorni la tazzina contenente aceto a temperatura ambiente e recuperare il tutto in una provetta.Prelevare 5 mL di campione e inserirli in un matraccio da 100 mL, portare a volume con acqua distillata.

campione Mottinaceto di mele 5 mLassorbanza: 0

campione Antonivaceto di vino 10 mLassorbanza: 0,002

campione Ferioli aceto di mele 5 mLassorbanza: -0,001

campione Zarini aceto di vino 6 mLassorbanza: 0

PREPARAZIONE DI SOLUZIONI STANDARD

Preparare poi degli standard per la retta di taratura contenenti nitrato di piombo.Per preparare la soluzione madre pesare circa esattamente 1 g di Pb(NO3)2 in un matraccio da 1 L e portare a volume.Prelevare 100 mL dalla soluzione madre e inserirli in un matraccio da 500 mL e portare a volume, ottenendo così la soluzione figlia.Preparare una serie di matracci da 50 mL che conterranno gli standard.Gli standard devono avere come concentrazione 10, 20, 30, 40, 50 ppm.Utilizzare una lampada a catodo cavo al piombo e, tramite il capillare, prelevare gli standard annotando i valori di assorbanza di ognuno.Aspirare quindi poi il campione di aceto e annotare la sua assorbanza.Tra il prelievo di un campione e l’altro pulire il capillare con acido nitrico.

La tecnica di cui ci serviremo per eseguire l’analisi, come precedentemente annunciato, è la spettroscopia di assorbimento atomico. Questa tecnica è la più utilizzata nella chimica analitica per la determinazione quantitativa di specie inorganiche; è basata sull’esame dell’assorbimento di una radiazione elettromagnetica dopoche questa passa in un mezzo in cui il campione sia presente come atomi o ioni monoatomici.Quando un atomo viene posto nelle condizioni di acquistare energia elettromagnetica di intensità adeguata, uno o più elettroni esterni posso infatti abbandonare gli orbitali in cui abitualmente si trovano, per venire promossi ad orbitali più ricchi di energia.Di conseguenza l’atomo, che si trovava nella sua configurazione elettronica normale (o stato energetico fondamentale) raggiunge un livello energetico più ricco di energia e quindi menostabile (stato eccitato).Da questo stato eccitato l’atomo decade rapidamente, tornando allo stato fondamentale e restituendo all’ambiente l’energia appena acquistata .

RETTA DI TARATURA:Inserire in una tabella i dati relativi alla concentrazione

e all’assorbanza di ciascuno standard; inserire poi l’assorbanza del campione.

Disegnare infine il grafico ponendo sulle ascisse la concentrazione e sulle ordinate l’assorbanza, usando la funzione di tendenza per ricavare la concentrazione dall’assorbanza del campione.

CONCLUSIONI:Confrontare prima di tutto i valori con i limiti della

normativa. La maggior parte dei campioni rilevano un

assorbanza pari a 0.I campioni di ceramiche scadenti riportano invece

basse concentrazioni di piombo ma superiori allo 0, intorno ai 0,0001 ppm

Ferioli, Zarini, Mottin, Antoniv