METODO 11
DETERMINAZIONE DEL CONTENUTO TOTALE
DEI METALLI ALCALINI ED ALCALINO-TERROSI
1. Oggetto e campo di applicazione
Descrizione di un metodo per la determinazione dei contenuti totali
in metalli alcalini ed alcalino-terrosi (litio, sodio, potassio,
magnesio, calcio e stronzio).
Il metodo e' applicabile a tutti i terreni
2. Principio
Il metodo prevede la distruzione dei colloidi organici, che
potrebbero inglobare uno o piu' degli elementi da determinare,
mediante calcinazione del campione e la disgregazione dei silicati
mediante attacco del residuo di calcinazione con acido fluoridrico.
I sali vengono solubilizzati con soluzione acida e i metalli sono
dosati per spettrofotometria in assorbimento atomico.
3. Reagenti
Nel corso dell'analisi utilizzare acqua distillata o di purezza
equivalente e reagenti di qualita' analitica riconosciuta.
3.1. Acido fluoridrico, HF, al 50% (rho = 1,16).
3.2. Acido solforico, H2SO4, soluzione 1:4 (v/v): in 750 ml di acqua
addizionare lentamente 250 ml di H2SO4 al 96% (rho = 1,84) e
raffreddare.
3.3. Acido cloridrico, HCl, soluzione 1:1 (v/v): diluire 500 ml di
HCl al 37% (rho = 1,186) con 500 ml di acqua.
3.4. Lantanio ossido, La2O3, soluzione a 10 g/l di La: umettare 11,73
g di La2O3 con acqua. Addizionare lentamente 100 ml di HCl al 37%
(rho = 1,186) per sciogliere l'ossido di lantanio e portare a 1000 ml
con acqua.
3.5. Cesio, solfato, Cs2SO4, soluzione a 15 g/l di Cs: sciogliere
20,42 g di Cs2SO4 in acqua e portare a 1000 ml con acqua. Conservare
in bottiglia di plastica.
3.6. Litio, soluzione standard a 50 mg/l di Li: pesare 6,1077 g di
litio cloruro, LiCl, essiccato a 100 C per 4 ore e scioglierli in
250 ml di acqua contenuta in un becher da 500 ml. Travasare
quantitativamente in un matraccio tarato da 1000 ml, portare a volume
con acqua, tappare ed omogeneizzare. Dalla soluzione prelevare 25 ml
e trasferirli in un matraccio da 500 ml, portare a volume con acqua,
tappare ed omogeneizzare.
3.7. Sodio, soluzione standard a 50 mg/l di Na: pesare 2,5421 g di
sodio cloruro, NaCl, essiccato a 100 C per 4 ore e scioglierli in
250 ml di acqua contenuta in un becher da 500 ml. Travasare
quantitativamente in un matraccio tarato da 1000 ml, portare a volume
con acqua, tappare ed omogeneizzare. Dalla soluzione prelevare 25 ml
e trasferirli in un matraccio da 500 ml, portare a volume con acqua,
tappare ed omogeneizzare.
3.8. Potassio, soluzione standard a 50 mg/l di K: pesare 1,9067 g di
potassio cloruro, KCl, essiccato a 100 C per 4 ore e scioglierli in
250 ml di acqua contenuta in un becher da 500 ml. Travasare
quantitativamente in un matraccio tarato da 1000 ml e portare a vol-
ume con acqua, tappare ed omogeneizzare. Dalla soluzione prelevare 25
ml e trasferirli in un matraccio da 500 ml, portare a volume con
acqua, tappare ed omogeneizzare.
3.9 Magnesio, soluzione standard a 50 mg/l di Mg: pesare 1,6582 g di
magnesio ossido, MgO, calcinato a 800 C in muffola per 2 ore e
scioglierli nella minima quantita' di HCl (3.3) in un becher da 250
ml. Travasare quantitativamente in un matraccio tarato da 1000 ml e
portare a volume con acqua, tappare ed omogeneizzare. Dalla soluzione
prelevare 25 ml e trasferirli in un matraccio da 500 ml, portare a
volume con acqua, tappare ed omogeneizzare.
3.10. Calcio, soluzione standard a 100 mg/l di Ca: pesare 2,4973 g di
calcio carbonato, CaCO3, essiccato a 100 C per 4 ore e scioglierli
nella minima quantita' di HCl (3.3) in un becher da 250 ml.
Travasare quantitativamente in un matraccio tarato da 1000 ml e
portare a volume con acqua, tappare ed omogeneizzare. Dalla soluzione
prelevare 50 ml e trasferirli in un matraccio da 500 ml, portare a
volume con acqua, tappare ed omogeneizzare.
3.11. Stronzio, soluzione standard a 100 mg/l di Sr: pesare 1,6849 g
di stronzio carbonato, SrCO3, essiccato a 100 C per 4 ore e
scioglierli nella minima quantita' di HCl (3.3) in un becher da 250
ml. Travasare quantitativamente in un matraccio tarato da 1000 ml e
portare a volume con acqua, tappare ed omogeneizzare. Dalla soluzione
prelevare 50 ml e trasferirli in un matraccio da 500 ml, portare a
volume con acqua, tappare ed omogeneizzare.
3.12. Litio, soluzioni standard di lavoro: dalla soluzione 3.6
prelevare con buretta di precisione 10, 20 e 30 ml, ponendoli in tre
matracci tarati da 500 ml. Addizionare a ciascun matraccio 50 ml di
soluzione di lantanio (3.4). Portare a volume con acqua, tappare ed
omogeneizzare. Le tre soluzioni cosi' ottenute hanno le
concentrazioni di litio di 1, 2 e 3 mg/l.
3.13. Sodio, soluzioni standard di lavoro: dalla soluzione 3.7
prelevare con buretta di precisione 5, 10 e 15 ml, ponendoli in tre
matracci tarati da 500 ml. Addizionare a ciascun matraccio 50 ml di
soluzione di cesio (3.5). Portare a volume con acqua, tappare ed
omogeneizzare. Le tre soluzioni cosi' ottenute hanno le
concentrazioni di sodio di 0,5, 1 e 1,5 mg/l.
3.14. Potassio, soluzioni standard di lavoro: dalla soluzione 3.8
prelevare con buretta di precisione 10, 20 e 30 ml, ponendoli in tre
matracci tarati da 500 ml. Addizionare a ciascun matraccio 50 ml di
soluzione di lantanio (3.4). Portare a volume con acqua, tappare ed
omogeneizzare. Le tre soluzioni cosi' ottenute hanno le
concentrazioni di potassio di 1, 2 e 3 mg/l.
3.15. Magnesio, soluzioni standard di lavoro: dalla soluzione 3.9
prelevare con buretta di precisione 5, 10 e 15 ml, ponendoli in tre
matracci tarati da 500 ml. Addizionare a ciascun matraccio 50 ml di
soluzione di lantanio (3.4). Portare a volume con acqua, tappare ed
omogeneizzare. Le tre soluzioni cosi' ottenute hanno le
concentrazioni di magnesio di 0,5, 1 e 1,5 mg/l.
3.16. Calcio, soluzioni standard di lavoro: dalla soluzione 3.10
prelevare con buretta di precisione 10, 20 e 30 ml, ponendoli in tre
matracci tarati da 500 ml. Addizionare a ciascun matraccio 50 ml di
soluzione di lantanio (3.4). Portare a volume con acqua. Tappare ed
omogeneizzare. Le tre soluzioni cosi' ottenute hanno le
concentrazioni di calcio di 2, 4 e 6 mg/l.
3.17. Stronzio, soluzioni standard di lavoro: dalla soluzione 3.11
prelevare con buretta di precisione 10, 20 e 30 ml, ponendoli in tre
matracci tarati da 500 ml. Addizionare a ciascun matraccio 50 ml di
soluzione di lantanio (3.4). Portare a volume con acqua, tappare ed
omogeneizzare. Le tre soluzioni cosi' ottenute hanno le
concentrazioni di stronzio di 2, 4 e 6 mg/l.
3.18. Prova in bianco per il sodio: dalla soluzione 3.5 prelevare con
buretta di precisione 50 ml, ponendoli in matracci tarati da 500 ml.
Portare a volume con acqua, tappare ed omogeneizzare.
3.19. Prova in bianco per litio, potassio, magnesio, calcio e
stronzio: dalla soluzione 3.4 prelevare con buretta di precisione 50
ml, ponendoli in matracci tarati da 500 ml. Portare a volume con
acqua, tappare ed omogeneizzare.
4. Apparecchiatura
Corrente attrezzatura da laboratorio e in particolare:
4.1. Capsule di platino.
4.2. Forno a muffola.
4.3. Bagnomaria.
4.4. Spettrofotometro ad assorbimento atomico.
5. Procedimento
5.1. Preparazione del campione per l'analisi
5.1.1. Preparare il campione come descritto nel metodo 2, setacciato
a 0,2 mm.
5.1.2. Essiccare il terreno a 105 C fino a massa costante, come
descritto nel metodo 3.
5.2. Preparazione della soluzione
5.2.1. Pesare 1,000 g di terreno secco in capsula di platino e
calcinare a 450 C per 4 ore. Raffreddare la capsula. Umettare il
residuo con alcune gocce d'acqua ed addizionare 10 ml di HF (3.1) e
10 ml di H2SO4 (3.2).
5.2.2. Porre la capsula su bagnomaria bollente, sotto cappa, fino ad
ottenere un residuo di consistenza sciropposa. Dopo raffreddamento
riprendere con una quantita' di HCl (3.3) sufficiente a solubilizzare
il residuo, se necessario scaldando leggermente.
5.2.3. Trasferire quantitativamente la soluzione in un matraccio da
500 ml, portare a volume con acqua e omogeneizzare. Filtrare su carta
in recipiente di plastica asciutta.
5.3. Curva di taratura
5.3.1. Preparare la curva di taratura allo spettrofotometro in
assorbimento atomico con acetilene come combustibile, aria come
comburente e le seguenti lunghezze d'onda:
Litio 670,8 nm
Sodio 589,6 nm
Potassio 766,5 nm
Magnesio 285,2 nm
Calcio 422,7 nm
Stronzio 460,7 nm
5.3.2. Definire per lo strumento in dotazione condizioni tali da
rispettare la proporzionalita' tra l'assorbanza e la concentrazione
delle soluzioni standard 3.12-3.17.
5.3.3. Predisporre sullo strumento la lampada specifica per
l'elemento da dosare selezionando la lunghezza d'onda riportata in
5.3.1. Azzerare lo spettrofotometro usando come bianco la soluzione
3.18 per il sodio e la soluzione 3.19 per litio, potassio, magnesio,
calcio e stronzio.
5.3.4. Rilevare di seguito le assorbanze delle soluzioni standard di
cui ai punti 3.12 e 3.17 e costruire le curve di taratura riportando
su carta millimetrata in ordinata le assorbanze e in ascissa le rela-
tive concentrazioni.
5.4. Dosaggio
5.4.1. Rilevare di seguito le assorbanze delle soluzioni campione
dopo aver effettuato le eventuali diluizioni, se necessario.
Intervallare ciascuna misura con aspirazione di acqua.
5.4.2. Riportare i valori trovati di assorbanza sulla curva di
taratura e leggere i corrispondenti valori di concentrazione.
6. Espressione dei risultati
6.1. Il contento in metalli alcalini ed alcalino-terrosi si esprime
in g/kg, senza cifre decimali.
6.2. Effettuare i calcoli utilizzando la seguente espressione:
A per V
C = ---------
P
dove:
C e' la concentrazione del catione nel terreno, espressa in g/kg;
A e' la concentrazione del metallo, espressa in mg/l, ricavata dalla
curva di taratura;
V e' il volume finale, espresso in litri;
P e' la massa del terreno sottoposto ad analisi, in grammi.
6.3. Se necessario, correggere i risultati sulla base dell'umidita'
residua (cfr. metodo 3).
7. Note
E' possibile utilizzare, adottando opportuni standard, il metodo di
spettrofotometria di emissione mediante plasma (ICP).