Monitoraggio indoor e outdoor del biossidod’Azoto (NO2

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Esercitazione in CHIMICA AMBIENTALE

Monitoraggio indoor e outdoor del biossido d’Azoto (NO

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) mediante saggio colorimetrico

Gli ossidi di azoto, in particolar modo il biossido di azoto (NO

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), sono sostanze inquinanti dell'atmosfera che si producono come sottoprodotti durante le

combustioni in aria (dal camino a legna, al motore delle automobili, alle centrali

termoelettriche).

Questi composti provocano problemi alle vie respiratorie se presenti in atmosfera a concentrazioni superiori a 100 µg/m

³

. Importante per la salvaguardia della salute umana è quindi il loro monitoraggio in ambienti esterni (outdoor) ed interni (indoor).

Obiettivo dell’esercitazione

L’esercitazione ha come obiettivo la determinazione della quantità di biossido di azoto presente in ambienti indoor e outdoor.

Il metodo di determinazione del biossido di azoto in atmosfera si basa sulla cattura dell’analita su una superficie reattiva e successiva analisi.

Il metodo colorimetrico si basa sulla reazione di Griess-Saltzman (Fig.1) in cui la sulfanilamide in ambiente acido (pH ≅ 1,5) reagisce con la N-(1-naftil)- etilendiammina solo in presenza dello ione nitrito, formando una specie chimica di colore viola. L’entità della colorazione della soluzione è via via maggiore all’aumentare della concentrazione di NO

2-

. Sarà quindi possibile risalire alla concentrazione di inquinante dal colore della soluzione.

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Figura 1. Reazione di Griess-Saltzman.

Materiali

- Provetta di plastica trasparente - Spruzzetta con acqua distillata - Pipetta graduata

- Propipetta

- Reattivo di Griess

Figura 2. Materiali utilizzati durante l’esperienza di laboratorio.

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Soluzione di nitrito di sodio (NaNO

2

)

Reattivo di Griess (0,2 % naftilendiammina dicloridrato, 2 % Sulfanilamide, 5 % acido fosforico)

Procedura

Esporre i campionatori senza rovesciare (provetta contenente una soluzione di acqua/trietanolammina 50/50 v/v) per una settimana.

Campionatore 1: aprire la provetta in ambiente esterno (outdoor).

Campionatore 2: aprire la provetta in ambiente interno (indoor).

Annotare le condizioni metereologiche presenti nei 10 giorni di campionamento.

Saggio colorimetrico:

I. Partendo da una soluzione standard 1,0 mg/L di ione nitrito (NO

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), preparare 5 soluzioni alle seguenti concentrazioni nel modo illustrato:

1) 0,050 mg/L: traferire nella provetta 0,1 mL di soluzione 1 mg/L, aggiungere 0,9 mL di H

2

O deionizzata e 1 mL di Reattivo di Griess;

2) 0,15 mg/L: traferire nella provetta 0,3 mL di soluzione 1 mg/L, aggiungere 0,7 mL di H

2

O deionizzata e 1 mL di Reattivo di Griess;

3) 0,25 mg/L: traferire nella provetta 0,5 mL di soluzione 1 mg/L, aggiungere 0,5 mL di H

2

O deionizzata e 1 mL di Reattivo di Griess;

4) 0,35 mg/L: traferire nella provetta 0,7 mL di soluzione 1 mg/L, aggiungere 0,3 mL di H

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O deionizzata e 1 mL di Reattivo di Griess.

5) 0,50 mg/L: traferire nella provetta 1,0 mL di soluzione 1 mg/L e aggiungere 1 mL di Reattivo di Griess.

II. Per i campioni, trasferire nella provetta 1 mL di H

2

O deionizzata e 1 mL di Reattivo di Griess;

III. Attendere che si verifichi la reazione con comparsa della colorazione viola (vedi Fig. 3) sia per i campioni che per gli standard (circa 15 minuti).

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Figura 3. Esempio di campionatori dopo il saggio.

Confrontare la colorazione ottenuta per i campionatori con quella degli standard (Fig. 4).

Figura 4. Andamento della colorazione in funzione della concentrazione di ione nitrito in soluzione.

Calcolo delle concentrazioni

Dal confronto della colorazione dei campioni con quella degli standard si risale alla concentrazione di NO

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in soluzione, dalla quale si ricavano i µg (microgrammi):

NO−¿₂^¿

µg¿¿

Dove V(mL) è il volume di soluzione espresso in mL.

La quantità in microgrammi è collegata alla concentrazione di NO

2

in aria tramite la seguente equazione:

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µg¿ C

(

^µgm³

)

^=¿

Dove K è una costante che dipende dalla forma del campionatore e dal tipo di inquinante e t(s) è il tempo di campionamento misurato in secondi.

Nel nostro caso K=6*10

⁶

s/m

³

e t=604800 s.

Presupposti teorici

Si richiede che i docenti trasmettano agli studenti conoscenze relative alle soluzioni, le unità di concentrazione e le diluizioni.

Sono utili conoscenze di base sulle unità di misura.

Sicurezza

Comuni principi di sicurezza in laboratorio, non sono richieste prescrizioni particolari se non le norme di buona educazione.

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