Esperienze di laboratorio



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21.11.2017
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SCHEMA OPERATIVO

LABORATORIO N.1




Strumentazione da campo e da laboratorio




Conduttimetro

- Montaggio. Schema strumento e sonda.

- Misure di conducibilità in tre tipi d'acqua

- Studio di diluizione


pHmetro

- Montaggio. Schema strumento e sonda.

- Taratura con soluzioni tampone

- Misure pH in tre tipi d'acqua

- Determinazione dell'alcalinità totale, carbonatica e bicarbonatica

SCHEMA OPERATIVO

LABORATORIO N.2




Strumentazione da campo e da laboratorio



Ossimetro
- Montaggio. Schema strumento e sonda.

- Calibrazione

- Misure in due tipi d'acqua con:

(1) sonda ferma e (2) sonda in movimento

- Verifica dello zero di ossigeno

Metodica di Winkler per l'ossigeno disciolto


Operazioni sul campo

- Raccolta del campione (per immersione diretta o da Niskin)

- Aggiunta di 1ml di Winkler 1 e di 1ml di Winkler 2

- Chiusura bottiglia, mescolamento e sedimentazione


Operazioni in laboratorio

- Aggiunta di 1ml di H2SO4 concentrato per ogni campione

- Titolazione della soluzione di iodio con tiosolfato di sodio ed aggiunta finale di salda d'amido per l'individuazione del punto di fine

- Calcolo della concentrazione di ossigeno disciolto (ml/l o mg/l)



SCHEMA OPERATIVO

LABORATORIO N.3



Campionamento
Simulazione di operazioni sul campo
Costruzione del protocollo di campo che riunisce le osservazioni ambientali, le misure e le sigle identificative dei campioni prelevati.

- Misure (temperatura, conducibilità, pH)

- Campionamenti per ossigeno, seston, clorofilla "a", nutrienti di azoto e fosforo in soluzione, azoto totale e fosforo totale.
Trattamento dei campioni in laboratorio

Costruzione del protocollo di laboratorio, che collega i campioni presi sul campo con i dati dei trattamenti eseguiti in laboratorio:

(1) clorofilla: sigle dei filtri e volumi filtrati,

(2) seston: sigle dei filtri e volumi filtrati,

(3) nutrienti: sigla del flacone di raccolta del filtrato

- Filtrazione per la clorofilla "a"

- Pesata e numerazione dei filtri (due) da utilizzare per il seston

- Filtrazione per la raccolta di:

(1) seston su un filtro pesato e lavaggio del filtro con 3 aliquote da 15ml di acqua distillata, dopo la raccolta dei nutrienti

(2) aliquota per i nutrienti sul filtrato + 50 ml filtrati per la prova sale

(3) Prova della ritenzione di sale sul secondo filtro pesato, filtrando i 50 ml raccolti prima e senza lavare con acqua distillata.

- Determinazione dell'ossigeno campionato e composizione del protocollo di analisi.

- Composizione del protocollo di analisi del seston dopo i passaggi in stufa e in muffola e le relative pesate.

Determinazione del seston a 105°C e delle ceneri a 450°C

Pesate dei filtri dopo passaggio in stufa a 105°C.

Marcatura e passaggio dei filtri in muffola a 450°C.

Pesata dei filtri per le ceneri a 450°C.



Costruzione di un protocollo di riepilogo del seston in cui vengono riportati il numero di campione e la sigla del filtro associata ad esso, il volume filtrato, il peso del filtro vuoto, il peso del filtro trattato a 105°C, i mg/l di seston calcolati per 105°C, il peso del filtro trattato a 450°C, i mg/l di ceneri calcolati per 450°C.

PROTOCOLLO DI CAMPO




Data:_________ N° Campione:________





Temperatura

T°C

Conducibilità

mS

pH

Ossigeno

n.° bottiglia

Ntot e Ptot

n.° bottiglia
































T°C aria: ………………. Vento : .......................

Cielo : .................….. Mare : .......................
Osservazioni : ..................................................................................………………………...
.........................................................................................................…………………………..

PROTOCOLLO DI LABORATORIO

Data:_________ N° Campione:________





CHL "a"



CHL "a"

Litri filtrati

Seston



Seston

Litri filtrati

Nutrienti

n.° bottiglia






















Prova sale









Determinazione ossigeno disciolto (metodo Winkler)

O2 (ml/l) = 5598 x ml tiosolfato x N tiosolfato /(ml bott - 2ml (Winkler))




Numero

bottiglia

Volume bottiglia

ml

Tiosolfato

ml

Ossigeno

ml/l















Determinazioni sul seston


N° filtro

Litri filt.

Peso vuoto

g

Peso pieno

g a 105°C

TSM

mg/l

Peso pieno

g a 450°C

Ceneri

mg/l






















Prova sale





















SCHEMA OPERATIVO

LABORATORIO N.4
Determinazione spettrofotometrica dell’ossigeno
Preparazione di una curva standard con biodato di potassio 0,010N.
Soluzione base: 500ml di acqua distillata + 3ml di acido solforico al 50% + 3ml di Winkler2 + 3ml di Winkler1. Questa soluzione va usata da sola per il bianco e come base per la preparazione degli standards.
Stabilire tre triplette di standards nel campo di valori 1-10ml O2/l, calcolandole dai volumi (mls) di biiodato di potassio 0,010N (Ns ) che bisogna introdurre nei matracci da 50ml per ottenere le concentrazioni cercate, secondo la formula:
O2 ml/l = 5598 x Ns x mls / 50
o scegliendo dalla tabella seguente.
KH(IO3)2 0.010N ml/50ml

10

9

8

7

6

5

4

3

2

1





















11.4

10.3

9.1

8.0

6.9

5.7

4.6

3.4

2.3

1.1

Ossigeno ml/l
Introdurre in ogni matraccio con la pipetta graduata il volume di biiodato prestabilito e portare a volume con la soluzione base. Si osserverà una colorazione gialla dovuta allo iodio che si forma.

Misurare allo spettrofotometro (= 466nm) le assorbanze del bianco e degli standards, ed infine del campione, riportandole sul protocollo, in terza colonna. Nella prima colonna vanno indicati i ml di biiodato introdotti nel matraccio da 50ml per ottenere la concentrazione di ossigeno (ml/l) indicata nella seconda colonna. Nell'ultima colonna verranno calcolate le assorbanze (E466) corrette sottraendo il bianco (B).
Risoluzione con metodo grafico
Riportare su carta millimetrata le assorbanze corrette degli standards in un grafico avente in ascisse le concentrazioni di ossigeno e in ordinate l'assorbanza. Tracciare una retta passante per l'origine e mediamente fra tutti gli standards.

Trovare sul grafico la concentrazione del campione, posizionando una squadretta con un lato parallelo all'asse delle ascisse, in corrispondenza del valore di assorbanza letto, ed il vertice dell'angolo retto sulla retta degli standards. Il lato parallelo all'asse delle ordinate intercetterà il valore di concentrazione corrispondente sull'asse delle ascisse.

Protocollo per la determinazione dell'ossigeno disciolto



KH(IO3)2 0,010 N

Sol. A: ml/50ml

Ossigeno

ml/l

Assorbanza

E466

Assorbanza

Corretta E466 – B
















































































































Bianco (B)










Campione








Risoluzione con metodo statistico

Calcolare la retta di regressione della concentrazione sull'assorbanza col metodo dei quadrati minimi. Questo significa elaborare i valori di concentrazione e le assorbanze corrette degli standards per ricavare il coefficiente angolare e l'intercetta sull'asse delle y. L'equazione che si ottiene consente di calcolare la concentrazione dei campioni incogniti dalle loro assorbanze: Concentrazione = m x Assorbanza + i

Per ottenere m ed i si possono applicare le seguenti formule di calcolo:



Coefficiente angolare (m) =( Nx(CxE) - (E)x(C))/(NxE2 - (E)2)

Intercetta sull'asse y (i) =( CxE2 - (E)x((CxE)))/(NxE2 - (E)2)

Si noti che l'espressione al denominatore è la stessa in entrambe le equazioni. Nella tabella seguente sono indicati i simboli che compaiono nelle formule ed il loro significato. Trascrivendo nell'ultima colonna il valore di ogni componente ed introducendo i valori nelle equazioni è possibile ottenere più rapidamente e più facilmente i valori di m e i:



Numero elementi

N




Somma estinzioni

E




Somma concentrazioni

C




Somma prodotti

(C x E)




Somma quadrati

E2




Somma al quadrato

( E)2




Coefficiente angolare

m




Intercetta

i






Data: Nome e cognome:
Protocollo di laboratorio per la determinazione di

CLOROFILLA "a " e FEOFITINA "a"
V =LITRI di campione filtrato

v =MILLILITRI di estratto acetonico

cm =lunghezza in CENTIMETRI della cella


F = (v / (V x cm)) =




N. provetta:







Lunghezze

Bianco

Estratto

(3)

Valore

Fattori

Prodotti

d'onda m

(1)

(2)

(2) - (1)

corretto

 

(4)

E750

 

 

 

----

----

----




E664

 

 

 

 

x 11,84 =

 




E647

 

 

 

 

x(-1,54)=

 




E630

 

 

 

 

x (-0,08) =

 







Somma prodotti =

 


Chl "a" totale = SOMMA x F = g/l o mg/mc3
Chl "a" attiva = 26,73 x (E664 - E665) x F = g/l o mg/mc3


Lunghezze

+ Acido

Val. corr.

Fattore

Prodotto

Val.corr.

d'onda m

(4)

(4)-E750

 

(A)

E664

E750

 

----







----

 

 

 

 

 

 

E665

 

 

x 1.7 =

 

 



Feo "a" = (26.73 x (A - E664)) x F = g/l o mg/mc3
SCHEMA OPERATIVO

LABORATORIO N.5

Determinazione spettrofotometrica delle specie nutrienti di azoto e fosforo
Preparazione delle curve di taratura dagli standards primari

Per le specie di azoto (ammonio, nitriti, nitrati) e del fosforo (ortofosfato) vengono descritte le procedure per la preparazione delle curve di standardizzazione.

L'esperienza prevede la preparazione di standards in tre replicati (triplette) e su due campi di concentrazione (alte e medie). Per ogni campo di concentrazione prescelto sono previste due concentrazioni di standards.

Si inizia con la preparazione delle soluzioni concentrate. Si pesano i sali contenenti gli ioni di azoto (ammoniacale o nitroso) o di fosforo (ortofosfato), per i quali si fa la standardizzazione, e si portano in soluzione in appositi recipienti tarati (matracci).


Per l’azoto ammoniacale sono stati pesati in un bekerino 52,9mg di (NH4)2SO4 (PM= 132,14) da sciogliere con acqua distillata e travasare quantitativamente in un matraccio da 100ml, portando a volume.

Calcolare la concentrazione di questa soluzione (SM) in micromoli/litro (m/l).


Per l’azoto nitroso sono stati pesati in un bekerino 34,5mg di NaNO2 (PM= 69,0) da sciogliere con acqua distillata e travasare quantitativamente in un matraccio da 100ml, portando a volume..

Calcolare la concentrazione di questa soluzione (SM) in micromoli/litro (m/l).


Per il fosforo da ortofosfati sono stati pesati in un bekerino 81,7mg di KH2PO4 (PM = 136,09) da sciogliere con acqua distillata e travasare quantitativamente in un matraccio da 100ml, portando a volume. .

Calcolare la concentrazione di questa soluzione (SM) in micromoli/litro (m/l).


Utilizzando la relazione stechiometrica, basata sulla conservazione di massa nelle diluizioni:

c1 x ml1 = c2 x ml2


preparare una prima soluzione diluita (A) in un matraccio tarato da 100ml:

per l’azoto ammoniacale a concentrazione 200 m/l

per l’azoto nitroso a concentrazione 100 m/l

per gli ortofosfati a concentrazione 150 m/l


Dalla soluzione (A) preparare tre standards in tripletta in matracci tarati da 50ml:

- per l’azoto ammoniacale negli intervalli 2 - 15 m/l e 15 - 80m/l

- per l’azoto nitroso negli intervalli 1 - 5 m/l e 5 - 25 m/l

- per gli ortofosfati negli intervalli 3 - 12 m/l e 12 - 80 m/l


Travasare 25 ml di ogni standard in tubi di plastica da 50 ml sui quali è stata segnata la concentrazione corrispondente. Riservare due tubi per il bianco (25ml di acqua bidistillata) e per il campione incognito (25 ml)

Aggiungere a tutti i tubi i reattivi per le specie da determinare.


Per l’azoto ammoniacale (aggiungere in rapida sequenza)

- 1.0ml di soluzione fenolica al 10% v/v in acqua

- 2.5ml di soluzione ossidante (trione 0.2% p/v in tampone basico)

- 1.0ml di catalizzatore ferrocianuro (0.5% p/v in acqua)

Sviluppo colorazione: 1 ora alla luce di una lampada da 300W o a 60°C.

Lettura: 630nm. Celle da 40mm e da 10mm
per l’azoto nitroso

- 0.5ml del reattivo 1, costituito da solfanilammide in acido cloridrico

dopo 1 minuto aggiungere

- 0.5 ml del reattivo 2, costituito da N(1naftil)etilendiammina cloridrato.

Sviluppo colorazione: 15 minuti.

Lettura: 543nm. Celle da 40mm e da 10mm
per gli ortofosfati

- 2.5ml del reattivo contenente acido ascorbico in soluzione molibdica acida con tartrato di potassio antimonile.

Sviluppo colorazione: 15 minuti.

Lettura: 885nm Celle da 40mm e da 10mm
Le letture ottenute vengono corrette, togliendo la lettura del bianco, facendo la media della tripletta della singola concentrazione (Em) e utilizzandola per il calcolo del singolo fattore F: F = Em/C.
Un’elaborazione che considera tutti gli standards insieme si ottiene costruendo le curve di calibrazione col metodo grafico o individuandole matematicamente col metodo statistico.

Per le elaborazioni consultare gli appunti di laboratorio.

Protocollo di lettura degli standards per la curva di lavoro

di Azoto Nitroso, N-NO2- m/l




 

l = 40mm







N- NO2 m/l

E543

E543 - B

Em

Fc

 

 

 

 

 

 

 

 







 

 

 







 

 

 

 

 

 

 

 







 

 

 







Bianco

 

 







Campione

 

 










 

l = 10mm







N- NO2 m/l

E543

E543 - B

Em

Fc


 

 

 

 

 

 

 

 







 

 

 







 

 

 

 

 

 

 

 







 

 

 







Bianco

 

 







Campione

 

 







Calcolo della retta di regressione col metodo dei quadrati minimi

Parametri

Simboli

l = 40mm

l = 10mm

Numero elementi

N







Somma estinzioni

E







Somma concentrazioni

C







Somma prodotti

(C x E)







Somma quadrati

E2







Somma al quadrato

( E)2







Coefficiente angolare

m







Intercetta

i








Coefficiente angolare (m) =( Nx(CxE) - (E)x(C))/(NxE2 - (E)2)

Intercetta sull'asse y (i) =( CxE2 - (E)x((CxE)))/(NxE2 - (E)2)

Protocollo di lettura degli standards per la curva di lavoro



di Fosforo o-ortofosfato, P-PO4-3 m/l


 

l = 40mm







P-PO4-3 m/l

E885

E885 - B

Em

Fc

 

 

 

 

 

 

 

 







 

 

 







 

 

 

 

 

 

 

 







 

 

 







Bianco

 

 







Campione

 

 










 

l = 10mm







P-PO4-3 m/l

E885

E885 - B

Em

Fc

 

 

 

 

 

 

 

 







 

 

 







 

 

 

 

 

 

 

 







 

 

 







Bianco

 

 







Campione

 

 







Calcolo della retta di regressione col metodo dei quadrati minimi

Parametri

Simboli

l = 40mm

l = 10mm

Numero elementi

N







Somma estinzioni

E







Somma concentrazioni

C







Somma prodotti

(C x E)







Somma quadrati

E2







Somma al quadrato

( E)2







Coefficiente angolare

m







Intercetta

i








Coefficiente angolare (m) =( Nx(CxE) - (E)x(C))/(NxE2 - (E)2)

Intercetta sull'asse y (i) =( CxE2 - (E)x((CxE)))/(NxE2 - (E)2


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