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ITIS-ITG «Nervi-Galilei»

Progetto Pon Dalle conoscenze agli

esperimenti 2:IL PIANETA ACQUA

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Le Proprietà dell’acqua

L’acqua ha la capacità di sciogliere molte sostanze (sale, zucchero, ecc.) e pertanto è un ottimo solvente.

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);

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IL CICLO DELL’ACQUA

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ACQUA

CLASSIFICAZIONE

DELLE ACQUE

CLASSIFICAZIONE

IDROLOGICACLASSIFICAZIONE CHIMICA

CLASSIFICAZIONE DI UTENZA

ACQUE

METEORICHE

ACQUE DOLCI

ACQUE INDUSTRIALI

ACQUE POTABILI

ACQUE PER L’AGRICOLTURA

ACQUE

SUPERFICIALI ACQUE SALATE

DI FALDE FREATICHE

ACQUE

TELLURICHE

DI FALDE PROFONDE

,

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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

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Durezza totale 16 °F Durezza permanente

Conducibilità 56 S/cm pH 5,3

Temperatura 19,5 °C Ione ferro 0,01 ppm

Acqua piovana

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Durezza totale 18 °F Durezza Permanente

Conducibilità 351 S/cm pH 6,8

Temperatura 19 °C Ione ferro 0,45 ppm

Acqua Potabile

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Acqua Tellurica Durezza totale 15 °F Durezza

permanente

Conducibilità 802 S/cm pH 7

Temperatura 19 °C Ione ferro 0,03 ppm

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Acqua della ScuolaDurezza totale 17 °F Durezza

permanente

Conducibilità 347 S/cm pH 7,5

Temperatura 17,5 °C Ione ferro 0,10 ppm

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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

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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.

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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.

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● 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.

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DurezzaLa 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

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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

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Determinazione in laboratorio della durezzaObiettivo: 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.

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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.

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Acqua : ANALIZZIAMO

L’ACQUA MINERALE 1)LEGGIAMO UNA

ETICHETTA

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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.

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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.

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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.

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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.

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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.

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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).

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Visita guidata all’impianto di potabilizzazione della diga del Locone ( Minervino )

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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

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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).

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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%.

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I ragazzi che hanno partecipato al PON ringraziano il Dirigente scolastico e la scuola per aver

arricchito le proprie conoscenze.