MONITORIZAREA CALITĂȚII MEDIULUI

1. MONITORIZAREA CALITĂȚII MEDIULUI

2. Titrări prin care se urmăreşte determinarea concentraţiei unei soluţii de bază folosind un acid cu titru cunoscut (acidimetrie), sau determinarea concentraţiei unei soluţii de acid folosind o soluţie de bază cu titru cunoscut (alcalimetrie). Titru = cantitatea de substanţă, în g, din 1 ml soluţie. Aplicaţii: determinarea amoniacului din apă, determinarea capacităţii respiratorii a solului prin determinarea conţinutului de dioxid de carbon Titrimetria prin reacţii acido-bazice

3. Acid substanţă care dizolvată în apă conduce la creşterea concentraţiei ionilor H+ Teoria lui Arrhenius Bază substanţă care dizolvată în apă conduce la creşterea concentraţiei ionilor HO- Acid puternic acid care ionizează puternic în soluţie apoasă şi produce o concentraţie foarte mare de H+ Acid slab acid care ionizează slab în soluţie apoasă şi produce o concentraţie mică de H+ Bază puternică acid care ionizează puternic în soluţie apoasă şi produce o concentraţie foarte mare de HO- Bază slabă acid care ionizează slab în soluţie apoasă şi produce o concentraţie mică de HO- Reprezentarea protonului: H+·H2O sau H3O+ Acid HX  H+ + X- Bază BOH  HO- + B+ Titrimetria prin reacţii acido-bazice

4. Acid donor de protoni Teoria Lowry – Brönsted Bază acceptor de protoni Reacţie acido – bazică proton schimbat între acid şi bază AH + B = A++ BH- acid bază bază conjugată acidului acid conjugat bazei Ex. H2O + NH3 = NH4+ + HO- - acid tare + bază tare Tipuri de titrări - acid tare + bază slabă - bază tare + acid slab - bază slabă + acid slab instrumental (pH-metru, conductometru) Punctul deechivalenţă indicatori de pH (indicatori de culoare) Substanţe amfotere = substanţe care se comportă şi ca acizii şi ca bazele, în funcţie de mediul în care se află (acizi în mediu bazic şi baze în mediu acid)

5. Indicatori acido - bazici

6. Curbe de titrare = f(proprietatea urmărită pe parcursul titrării)

7. Titrimetria prin reacţii de precipitare Titrările prin care se determină concentraţia unui component dintr-o soluţie prin adăugarea unei soluţii de reactiv cu titru cunoscut cu care acestea formează un precipitat. Aplicaţii: determinarea clorururilor din ape şi soluri.

8. Etapele formării precipitatului Nucleereaprocesul prin care într-o soluţie suprasaturată se formează un agregat de molecule, iniţial de dimensiuni reduse, capabil să crească într-o particulă mare de precipitat. Odată formate, agregatele de nucleere vor începe să crească pe seama ionilor din soluţie, prin depunerea acestora pe suprafaţa cristalelor. Maturareacristalele de dimensiuni mici formate pe parcursul etapei anterioare se dizolvă şi recristalizează pe suprafaţa cristalelor mari. Filtrarease realizează cu ajutorul unui suport de filtrare adecvat, care nu permite trecerea cristalelor de precipitat în soluţia din care acestea se separă. Spălarease utilizează un solvent adecvat, astfel încât această operaţie să nu producă pierderi de substanţă, prin dizolvarea precipitatului Uscarease realizează doar atunci când precipitatele au compoziţia finală stabilă şi se urmăreşte determinarea cantitativă a acestora prin metoda gravimetrică.

9. Tipuri de precipitate Precipitat brânzos - AgCl t Cation + anion substanţă coloidală solubilă coagulare particule de dimensiuni filtrabile Precipitat gelatinos - Fe(OH)3 t Cation + anion substanţă coloidală solubilă coagulare particule de dimensiuni filtrabile (+ impurităţi) Precipitat cristalin –BaSO4 Cation + anion particule mici de formă regulată (impure) t cristale pure de dimensiuni filtrabile

10. Solubilitatea (S)  concentraţia soluţiei saturate a combinaţiei greu solubile(moli/l) Precipitate Produs de solubilitate (Ps)  produsul dintre concentraţiile ionilor (ioni- gram/l) combinaţiei greu solubile

11. Curba de titrare Punctul de echivalenţă  reactivi ai ionilor participanţi la  K2Cr2O7 reacţia de titrare Indicatoriredox  difenilamina, difenilbenzidina de adsorbţie  fluoresceina, eozina

12. Titrimetria prin reacţii de oxidoreducere Titrările prin care se determină concentraţia soluţiei unei substanţe cu caracter reducător (folosind o soluţie cu titrul cunoscut de oxidant – oxidometrie) sau oxidant (folosind o soluţie cu titrul cunoscut de reducător – reductometrie) . Aplicaţii: determinarea sulfurilor, ionilor ferici, compuşilor organici dizolvaţi în apă.

13. Reacţia de oxidoreducere (redox) unul sau mai mulţi reactanţi trec într-o stare de oxidare superioară (oxidare), prin pierdere de electroni, iar ceilalţi într-o stare de oxidare inferioară prin câştig de electroni (reducere). Întotdeauna cele două reacţii se produc simultan. Forma oxidată + e- = Forma redusă Aox + Bred = Ared + Box oxidare 0 0 +1-1 2 Na (s) + Cl2 (g) 2 NaCl (s) reducere Ex. 2 Na (s) + Cl2 (g) = 2 NaCl (s)

14. Potenţialul redox = diferenţa de potenţia stabilită între electrodul inert şi soluţia în care se află Ecuaţia lui Nernst (200C) 0,059 [ox] E = E0 + lg n [red] E0 – potenţialul normal redox n – numărul de electroni schimbaţi de cuplul redox [ox], [red] – concentraţiile formelor reduse şi oxidate

15. Curba de titrare Punctul de echivalenţă de culoare albastru de metilen, difenilamină Indicatorireactivi ai ionilorferoina, nitroferoina turbidimetrici  tetraoxidul de osmiu, acidul selenois, clorura de aur de fluorescenţă fluoresceina, rodamina B

16. Titranţi utilizaţi în titrările redox

17. Titrimetria prin reacţii de complexare Titrările prin care se determină concentraţia unui ion metalic în soluţie apoasă cu o clasă de liganzi, solubili în apă numiţi complexoni, sau agenţi de complexare. Aplicaţii: determinarea cationilor poluanţi şi a detergenţilor din probele de mediu.

18.  Triplex I – acidul nitriloacetic Agenţi de complexare  Triplex II – acidul etilendiaminotetraacetic  Triplex III – sarea disodică a acidului etilendiaminotetraacetic Direcţi (Eriocrom negru T, PAN Indicatori Indirecţi (vesiamin B, benzidină) Tehnici de titrare Titrarea directă se titrează direct soluţia cationului metalic Titrarea indirectă prin diferenţă prin adăugare de exces de titrant şi apoi prin dozarea cantităţi în exces cu soluţia unui cation metalic prin substituţie prin adăugarea unui exces de complexonat metalic şi titrarea metalului nesubstituit cu un complexon

19. Curbe de titrare

20. Gravimetria Gravimetria sau analiza gravimetrică vizează acele metode de analiză care se bazează pe cântărirea analitului. Determinarea concentraţiei acestuia se face prin măsurători de masă a unor forme greu solubile ale compuşilor de analizat. Acestea se obţin conform ecuaţiei gravimetrice generale: Cm+ + An- (CnAm)aq  (CnAm)s Aplicaţii: determinarea pulberilor, umidităţii percloraţilor din apă, specii anorganice, uleiuri, grăsimi şi petrol din ape reziduale.

21. mi – masa iniţială a probei mi – mf mf – masa probei după uscare Apa % = mi Determinări gravimetrice Determinarea umidităţii Determinarea conţinutului de cenuşă Determinarea concentraţiei unui analit de interes mi – masa iniţială a probei mi – mf mf – masa probei după calcinare (~5500C) Cenuşa % = mi p · f p – masa precipitatului Conc % = f – factorul gravimetric m m – masa probei analizate greutatea 1 mol de element determinat f = greutatea 1 mol de precipitat