Domandine esame Idraulica

DAL CAMPIONE AL DATO ANALITICO

• essiccazione

TRATTAMENTO CAMPIONE • omogeneizzazione

• pesatura

• estrazione

• filtrazione

• ottenimento soluzione liquida (volume vuoto)

• eventuale diluizione

ANALISI • lettura strumentale

ELABORAZIONE DATI • calcoli

• analisi critica e dei dati

METODI DI ESTRAZIONE

I metodi possono essere solido-liquido o liquido-liquido.

Si utilizza un liquido (acqua, solvente, organico,acido) capace di estrarre le specie chimiche da analizzare da un materiale solido o

da un liquido con esso immiscibile.

Sono estremamente versatili poiché dallo stesso solido (o liquido) si possono estrarre specie diverse a seconda del mezzo

estraente utilizzato, della temperatura e della pressione del processo di estrazione.

METODI PIÙ UTILIZZATI:

a) Estrazione semplice o lisciviazione ( contatto tra estraente e solido o liquido in genere con agitazione)

b) Digestione (estrazione con acido forte a caldo per un determinato periodo di tempo)

c) Percolazione (flusso continuo dell’ estraente)

d) Estrazione Soxhlet ( estrazione con solvente organico a caldo per un determinato periodo di tempo)

FORME DI AZOTO COME LE DETERMINO?

1) Come TKN sapendo che: TKN= N organico + FSA

• N organico (principalmente in amminoacidi e proteine) 2) Come FSA per titolazione, previa distillazione, oppure con metodi

• N inorganico (NH e NH ,FSA) colorimetrici

• N ossidato (NO e NO ) 3) Come N-NO e N-NO con metodi colorimetrici

TKN (total Kjedahl nitrogen) : permette di determinare l’azoto organico e quello ammoniacale ( non si determinano NO e NO ) in

campioni sia solidi che liquidi.

Il metodo consiste in una digestione a caldo con acido solforico in presenza di un catalizzatore; qui si forma NH che viene

successivamente distillato, come NH , in ambiente basico (pH>9,5).

Il distillato viene raccolto in una soluzione di acido debole (H BO ) e successivamente titolato con un acido forte (H SO ).

N-NH (FSA): permette di determinare l’azoto presente come ione ammonio o come ammoniaca libera in campioni sia solidi che

liquidi.

Il metodo è quello del TKN a partire dalla distillazione.

N-NH (FSA), N-NO e N-NO : permettono di determinare l’azoto presente come ione ammonio o ammoniaca libera, nitrito o

nitrato solo in campioni liquidi; per campioni solidi è necessario prima lisciviare il campione con acqua.

I metodi consistono nella determinazione spettrofotometrica (colorimetrica) dello ione ammonio, nitrito o nitrato dopo l’aggiunta,

al campione, di opportuni reattivi, diversi per i tre parametri.

Descriviamo i primi due metodi A pH acidi predomina NH , a pH basici NH

Durante la digestione ( solo per TKN) si rompono i legami C-N e si ha la formazione di uno ione ammonio (il pH è acido): a fine digestione

ottengo NH HSO

Durante la distillazione si trasforma in ammoniaca ( il pH è basico) : a fine distillazione ottengo (NH ) BO

Durante la titolazione lo ione borato si ritrasforma in acido borico ( il pH scende a mano a mano che si aggiunge H SO ) : a fine

titolazione il numero degli equivalenti di acido solforico aggiunto sono pari a quello di ione ammonio presente in soluzione e quindi nel

campione iniziale.

COME CALCOLARE TKN, N-NH Per campioni solidi

Per campioni liquidi

METODI SPETTROFOTOMETRICI ( OTTICI)

I campioni già liquidi devono essere incolori e non torbidi, altrimenti è necessaria una filtrazione (almeno qualitativa).

I campioni solidi devono essere lisciviati con acqua distillata ( rapporto L/S= 10 ml/g) e poi separati con una filtrazione (almeno

qualitativa).

Per ciascuna metodica è necessario costruire una retta di calibrazione per l’analisi quantitativa (con almeno 4 punti a concentrazione

nota); poi si sfrutta la legge di Lambert-Beer (A= bc) per i calcoli.

Per ciascuna metodica è necessario preparare un bianco, costituito da una soluzione di tutti i reattivi previsti in acqua distillata.

Per ciascuna metodica é definito un volume campione da analizzare che non può essere variato. In caso di diluizione del campione, il

volume indicato è da considerarsi quello finale.

Metodo N-NH (FSA): determinazione spettrofotometrica mediante reattivo di Nessler

L’FSA reagisce con il reattivo di Nessler ( soluzione alcalina di iodo-mercurato di K) per formare un complesso di colore giallo.

Per evitare l’interferenza (precipitazione) degli ioni Ca e Mg viene aggiunta una soluzione stabilizzante di Sale di Seignette (tartrato

di Na e K). L’assorbanza del complesso viene misurata alla lunghezza d’onda di 420 nm, dopo 15 minuti dalla preparazione.

Metodo N-NO : determinazione spettrofotometrica mediante solfanilammide e NENA

I nitriti reagiscono con due soluzioni, di solfanilammide e NEDA in ambiente acido, per formare un azocomposto di colore rosso

porpora. L’assorbanza del complesso viene misurata alla lunghezza d’onda di 543 nm, dopo 15 minuti dalla preparazione.

Metodo N-NO : determinazione spettrofotometrica mediante salicilato di Na

I nitrati reagiscono con la soluzione di salicilato di Na in ambiente acido per formare un composto, in soluzione alcalina, di colore

giallo.

In pratica ,dopo l’aggiunta del salicilato, il campione va portato a secco in stufa o a bagno maria, e poi addizionato ad una soluzione

basificante ( tartrato di Na e K in NaOH) che rende possibile la formazione del composto colorato.

L’assorbanza del composto viene misurata alla lunghezza d’onda di 420 nm, dopo raffreddamento.

UNITÀ DI MISURA

• TKN é sempre espresso in mgN/L

• L’N-NH (FSA) può essere espresso come mgNH /L, come mgNH /L o come mgN/L

• L’N-NO può essere espresso come mgNO /L o come mgN/L

• L’N-NO può essere espresso come mgNO /L o come mgN/L

CONCETTO DI MISURA

La misura è il processo attraverso il quale si attribuisce un valore numerico a una grandezza fisica, chimica o biologica.

Il risultato di una misura non coincide mai esattamente con il valore vero del misurando.

Ogni misura è sempre accompagnata da un certo grado di incertezza ( rappresenta la variabilità dei risultati).

La misura deve comprendere anche la valutazione della sua qualità ( precisione, accuratezza ).

ERRORE, PRECISIONE ACCURATEZZA DEFINIZIONI

Errore: differenza tra la singola misura ed il valore vero.

Accuratezza: media degli errori di misura.

Precisione: misura della dispersione dei valori attorno al valore vero.

Errore sistematico: differenza costante e prevedibile tra i risultati delle misurazioni e il valore vero della grandezza misurata. Influisce

sull’accuratezza dei risultati.

Errore casuale: differenza imprevedibile e non sistematica tra i risultati delle misurazioni e il valore vero della grandezza misurata.

ESERCIZIO 1

Calcolare la concentrazione dell’azoto totale presente in un liquame contenente 30 mg N/L di TKN, 25 mg NO /L di nitriti e 2mg

NO /L di nitrati. Per TKN si intende l’azoto Kjeldahl che è dato dalla somma di azoto ammoniacale e azoto organico. Per

definizione, il TKN è sempre espresso in mg N/L.

ESERCIZIO 2

Un test per la determinazione del BOD viene condotto per circa 4 settimane, su campione di acqua reflua urbana, di volume pari a a

100 mL. Fino al giorno 20, il consumo registrato è pari a 40 mg di ossigeno . Continuando il test, il consumo di O è trascurabile.

Calcolare il BOD per questo campione. Utilizzare un valore ragionevole per la costante k.

ESERCIZIO 3

Due campioni di rifiuto di massa pari a 100 g sono sottoposti a test respirometrico. Il consumo di OC di ossigeno in un test di 5 giorni è

riportato in tabella.

Dati i valori di umidità , solidi volatili e solidi volatili biodegradabili nei campioni, quale dei due campioni risulta più velocemente

biodegradabile? CONCETTI BASE DI BIOLOGIA

• Tutti gli organismi viventi possiedono un genoma, nel quale è presente l’informazione biologica necessaria per la

costruzione e la sopravvivenza di un individuo.

• L’informazione biologica contenuta in u genoma è codificata nell’acido disossiribonucleico (DNA), suddiviso in unità

discrete chiamate geni.

• I geni codificano le proteine (e non solo) di un organismo, incluse quelle che si legano a specifici loci del genoma per

mediare un processo chiamato regolazione dell’espressione genica.

• Gli organismi viventi possono essere unicellulari o pluricellulari; in ogni caso, l’intero organismo viene generato a partire

dalla divisione di una singola cellula.

DNA

Il DNA è la base della genetica e dell’ereditarietà. Contiene l’informazione genetica che viene trasmessa da una generazione

all’altra.

È fondamentale per la sintesi proteica, la divisione cellulare è la regolazione dei processi biologici.

La capacità del DNA di replicarsi con precisione garantisce la trasmissibilità dell’informazione genetica.

Il DNA è un materiale genetico universale, il che significa che lo stesso codice del DNA è utilizzato da tutti gli organismi viventi

conosciuti sulla Terra. Questo supporta l’idea di una discendenza comune tra tutte le forme di vita.

TIPI DI CELLULE

PROCARIOTI EUCARIOTI

Organismi unicellulari semplici, generalmente privi Cellule dotate di un nucleo, in cui è contenuto il DNA, e di

di membrane endocellulari e organelli. compartimenti interni delimitati da membrane, gli organelli,

Si riproducono principalmente per scissione binaria. che svolgono specifiche funzioni biologiche.

Il genoma (DNA circolare) si trova in un nucleoide Alcuni di questi organelli (mitocondri e cloroplasti)

ma non è separato da una membrana plasmatica. possiedono un proprio genoma.

ACIDI NUCLEICI

L’acido deossiribonucleico DNA è l’acido ribonucleico RNA sono polimeri organici i cui monomeri sono chiamati nucleotidi.

Sia il DNA che l’RNA sono costituiti da quattro basi azotate (componenti dei nucleotidi):

• Adenina, guanina, citosina (A,G,C) si trovano in DNA e RNA;

• Timina (T) è presente solo nel DNA;

• L’uracile (U) presente solo nell’RNA.

APPAIAMENTO DI BASI

Il DNA esiste principalmente sotto forma di doppia elica antiparallela, in cui due

filamenti sono accoppiati e avvolti l’uno intorno all’altro.

Le basi si appaiano nella doppia elica secondo i seguenti accoppiamenti di basi

complementari:

• Adenina- Timina (A-T)

• Citosina-Guanina (G-C)

Se si conosce la sequenza di un filamento della doppia elica, è possibile

derivare la sequenza del complementare.

LA SCOPERTA DELLA STRUTTURA DEL DNA

La scoperta del DNA risale alla metà del XIX secolo, ma il suo ruolo come materiale genetico fu chiarito solo nel XX

secolo.

Friedrich Miescher, un biologo svizzero, isolò per la prima volta il DNA dai globuli bianchi nel 1869. Tuttavia, la sua