Determinazione potenziometrica del fluoruro

La determinazione dello ione fluoruro contenuto nell’acqua riveste una particolare importanza in quanto la normativa vigente prevede una concentrazione massima di 1.5 mg/L di ione fluoruro nelle acque destinate al consumo umano salvo deroghe particolari in alcune zone d’Italia in cui sono presenti minerali particolarmente ricchi di fluoro che a causa del naturale dilavamento  legato a processi naturali di cessione dei minerali presenti possono presentare una concentrazione di fluoruro più elevata.

A causa dell’inquinamento delle acque, tuttavia, si può avere un’elevata concentrazione di fluoruro dovuta prevalentemente alle industrie di fertilizzanti e pesticidi.

Il contenuto di fluoruro è espresso come fluoruro libero in quanto esso può formate numerosi complessi agendo da legante a ponte con alcuni ioni metallici come Al3+, Be2+, Fe3+.

Determinazione

Il metodo analitico più utilizzato per la determinazione del fluoruro libero è effettuata per via potenziometrica con un elettrodo iono-selettivo di fluoruri. La membrana è formata da fluoruro di lantanio drogato con Eu2+.

Prima di effettuare la determinazione di deve procedere alla costruzione di una curva di calibrazione. Si utilizzano un certo numero di soluzioni a titolo noto ottenute per diluizione di una soluzione contenente 100 mg/dm3 di ione fluoruro. Si solubilizza una opportuna quantità di NaF che deve essere messo in stufa a 110°C per un’ora.

Se si ritiene che il campione abbia una forza ionica totale maggiore di 0.01 M, un valore di pH al di fuori dell’intervallo da 4 a 8 o che contenga ione fluoruro in ioni complessi, tutti gli standard e il campione devono essere miscelati con volumi uguali di soluzione tampone detta TISAB acronimo di total ionic strength adjustment buffer.

Funzioni della TISAB

La funzione di questa soluzione tampone è quella di aumentare la forza ionica in quanto l’elettrodo iono-selettivo misura l’attività dell’analita e non la sua concentrazione.

L’attività è data dal prodotto tra concentrazione e coefficiente di attività che dipende dalla forza ionica e può essere calcolato, per soluzioni diluite dall’equazione di Debye-Hückel mentre per le soluzioni più concentrate sono necessarie altre approssimazioni.

La forza ionica e quindi il coefficiente di attività possono quindi variare al variare della concentrazione. Si ha così  una conseguente mancanza di linearità tra attività e concentrazione. L’aggiunta della TISAB porta a un aumento della forza ionica che può essere assunta costante consentendo la correlazione lineare tra le due grandezze.

Viene così misurato il potenziale per ognuna delle soluzioni standard ottenendosi una curva di calibrazione del tipo rappresentato in figura:

curva di calibrazione

La concentrazione dello ione fluoruro della soluzione incognita è ottenuta per interpolazione.

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