Many of the reagents used in science are in the form of solutions which need to be purchased or prepared. For many purposes, the exact value of concentration is not critical; in other cases, the concentration of the solution and its method of preparation must be as accurate as possible.
Hoofdstuk 5. Concentraties van oplossingen met toepassing op reacties - BLTTom Mortier
Deze presentatie behoort bij de onderwijsleeractiviteit oefeningen in het kader van de lessen Beginselen van de chemie gedoceerd aan de richting biomedische laboratoriumtechnologie van de UC Leuven-Limburg.
Many of the reagents used in science are in the form of solutions which need to be purchased or prepared. For many purposes, the exact value of concentration is not critical; in other cases, the concentration of the solution and its method of preparation must be as accurate as possible.
Hoofdstuk 5. Concentraties van oplossingen met toepassing op reacties - BLTTom Mortier
Deze presentatie behoort bij de onderwijsleeractiviteit oefeningen in het kader van de lessen Beginselen van de chemie gedoceerd aan de richting biomedische laboratoriumtechnologie van de UC Leuven-Limburg.
Nell'articolo si descrivono i principali metodi per la misurazione della conducibilità nell'acqua e la tecnologia del sistema ConductiSense. Inoltre si discutono alcune delle applicazioni principali
L’uso di materiali superconduttori per la costruzione di cavità RF per gli acceleratori di particelle, permette di ottenere degli alti gradienti di accelerazione con basse perdite termiche.
Tra tutti i possibili materiali, il niobio massivo puro, con Tc = 9.2 K, presenta il migliore comportamento superconduttivo se sottoposto ad alti campi di RF. Per ottenere alti fattori di qualità (Q0) e alti campi acceleranti (Eacc), sono necessarie superfici piatte e libere da difetti superficiali. Le dispersioni si generano in uno strato superficiale di 50-100 nm che presenta
esternamente l’ossido nativo (5-10 nm) solitamente contaminato da polvere ed elementi adsorbiti durante il processo di pulitura superficiale.
I processi di pulitura chimici BCP (Buffer Chemical Polishing) generano ottime
superfici, nel particolare la lucidatura chimica ottenuta con la miscela FNP 1:1:2 (Acido Fluoridrico, Acido Nitrico, Acido Ortofosforico 1:1:2 v/v/v) da Kinter1 offre anche ottimi rendimenti. Nonostante questo, con il miglioramento delle tecniche di produzione, il trattamento finale è diventato il vero fattore limitante per l’ottenimento di gradienti acceleranti superiori a 35-40 MV/m2.
L’EP (Electrochemical Polishing) rappresenta una valida alternativa offrendo, già dalle prime applicazioni, un miglioramento rispetto ai processi chimici standard di lucidatura.
Infatti, anche se non è completamente chiaro il motivo, le superfici elettrolucidate presentano gradienti acceleranti maggiori delle superfici lucidate chimicamente.
D’altronde l’impiego dell’elettrolucidatura, condotta in HF 36% / H2SO4 4%, non evita l’uso di agenti chimici alquanto pericolosi. Nasce da questi presupposti codesto lavoro di tesi che si propone l’ambizioso obiettivo di rendere il processo più sicuro e allo stesso tempo meno costoso.
Definizione e misure della durezza dell'acqua, gradi francesi e altre misure, addolcitori, ecc.
Realizzazione di Manuel T., 2^ isitituto tecnico turistico.
I am a Materials Engineer (University of Naples "Federico II", 2011) with a strong experience in research on biomaterials, chemical and physical analysis and testing laboratory developed in two years of professional partnership with the University of Naples Federico II and the Institute for Polymers, Composites and Biomaterials, IPCB-CNR (ex-IMCB-CNR). During my studies I have understood how new materials open the door to new technologies and how advances in engineered materials are crucial to the continued innovation of countless industries (he has published 1 Book chapter and participated in international conferences). For this reason, I am strongly motivated to be a protagonist in this sector.
Research areas
Tissue Engineering and Regenerative Medicine; Scaffolds; Electrospinning; Electrospay; Drug Delivery Devices; Nanoparticles; Medical and Molecular Imaging; Biomaterials, Advanced Functional Materials, Biomacromolecules, Biofabrication, Biotechnology and bioengineering, Materials Science and Engineering C, Biomedical Materials.
Nell'articolo si descrivono i principali metodi per la misurazione della conducibilità nell'acqua e la tecnologia del sistema ConductiSense. Inoltre si discutono alcune delle applicazioni principali
L’uso di materiali superconduttori per la costruzione di cavità RF per gli acceleratori di particelle, permette di ottenere degli alti gradienti di accelerazione con basse perdite termiche.
Tra tutti i possibili materiali, il niobio massivo puro, con Tc = 9.2 K, presenta il migliore comportamento superconduttivo se sottoposto ad alti campi di RF. Per ottenere alti fattori di qualità (Q0) e alti campi acceleranti (Eacc), sono necessarie superfici piatte e libere da difetti superficiali. Le dispersioni si generano in uno strato superficiale di 50-100 nm che presenta
esternamente l’ossido nativo (5-10 nm) solitamente contaminato da polvere ed elementi adsorbiti durante il processo di pulitura superficiale.
I processi di pulitura chimici BCP (Buffer Chemical Polishing) generano ottime
superfici, nel particolare la lucidatura chimica ottenuta con la miscela FNP 1:1:2 (Acido Fluoridrico, Acido Nitrico, Acido Ortofosforico 1:1:2 v/v/v) da Kinter1 offre anche ottimi rendimenti. Nonostante questo, con il miglioramento delle tecniche di produzione, il trattamento finale è diventato il vero fattore limitante per l’ottenimento di gradienti acceleranti superiori a 35-40 MV/m2.
L’EP (Electrochemical Polishing) rappresenta una valida alternativa offrendo, già dalle prime applicazioni, un miglioramento rispetto ai processi chimici standard di lucidatura.
Infatti, anche se non è completamente chiaro il motivo, le superfici elettrolucidate presentano gradienti acceleranti maggiori delle superfici lucidate chimicamente.
D’altronde l’impiego dell’elettrolucidatura, condotta in HF 36% / H2SO4 4%, non evita l’uso di agenti chimici alquanto pericolosi. Nasce da questi presupposti codesto lavoro di tesi che si propone l’ambizioso obiettivo di rendere il processo più sicuro e allo stesso tempo meno costoso.
Definizione e misure della durezza dell'acqua, gradi francesi e altre misure, addolcitori, ecc.
Realizzazione di Manuel T., 2^ isitituto tecnico turistico.
I am a Materials Engineer (University of Naples "Federico II", 2011) with a strong experience in research on biomaterials, chemical and physical analysis and testing laboratory developed in two years of professional partnership with the University of Naples Federico II and the Institute for Polymers, Composites and Biomaterials, IPCB-CNR (ex-IMCB-CNR). During my studies I have understood how new materials open the door to new technologies and how advances in engineered materials are crucial to the continued innovation of countless industries (he has published 1 Book chapter and participated in international conferences). For this reason, I am strongly motivated to be a protagonist in this sector.
Research areas
Tissue Engineering and Regenerative Medicine; Scaffolds; Electrospinning; Electrospay; Drug Delivery Devices; Nanoparticles; Medical and Molecular Imaging; Biomaterials, Advanced Functional Materials, Biomacromolecules, Biofabrication, Biotechnology and bioengineering, Materials Science and Engineering C, Biomedical Materials.
2. La conduttimetria è una tecnica analitica che si basa sulla misura della
conducibilità elettrica di una soluzione elettrolitica (conduttori di 2a classe).
La conducibilità o conduttanza di una soluzione è l’inverso della sua resistenza:
Λ=
1
𝑅
= S(Ω-1)
In base alla seconda legge di Ohm la resistenza dipende dalla geometria del
conduttore:
R=ρ*
𝑙
𝑆
Andando a sostituire si ottiene quindi:
Λ=
1
ρ
∗
𝑆
𝑙
Λ = χ ∗
𝑆
𝑙
ρ= resistività (Ω·cm)
l= lunghezza (cm)
S= superficie (cm2)
Conducibilità
specifica (S*cm-1)
3. Essendo fatti di un materiale poroso, la superficie effettiva a contatto con la
soluzione potrebbe aumentare, alterando il valore di conducibilità; perciò si
fa riferimento a una costante K per indicare il rapporto S/l di un determinato
elettrodo: la costante di cella.
4. La conducibilità elettrica di una soluzione viene misurata con un apposito
strumento: il conducimetro o conduttimetro, collegato ad una cella
conduttimetrica costituita da due elettrodi, in genere di platino platinato,
immersi nella soluzione in analisi.
CELLA
CONDUTTIMETRICA
AMPIO DISPLAY
GRAFICO
5. Tra i due elettrodi viene applicata
una d.d.p che causa il passaggio di
corrente tra i due, grazie alla
migrazione degli ioni da un
elettrodo a quello di segno opposto.
Il valore di conducibilità si riferisce al
volume di liquido delimitato dai due
anelli di Pt.
Anelli di Pt
I fattori che agiscono sui meccanismi di conduzione sono:
1. La concentrazione degli ioni in soluzione
2. le cariche ioniche
3. La velocità di migrazione degli ioni in soluzione: dipende dalla massa,
interazioni con altri ioni e viscosità del solvente
4. La temperatura
6. Oscillatore di
frequenza
Cella
conduttimetrica
(immersa nella
soluzione in
esame)
Commutatore
di fondo scala
Raddrizzatore
Strumento
indicatore
analogico o
digitale
Comando per la
costante di cella
Compensatore di temperatura
Ts β Tr
In genere si lavora in corrente alternata (circa 2000 Hz) per evitare una
polarizzazione agli elettrodi della cella. Ma i moderni conduttimetri sfruttano la
capacità degli amplificatori operazionali, circuiti elettrici in grado di lavorare con
correnti bassissime. Il vantaggio consiste nella possibilità di effettuare misure in
continuo, caratteristica molto utile nelle titolazioni.
7. Le misure conduttimetriche, fondamentalmente, sono di due tipi:
misure dirette di conducibilità specifica (χ)
misure indirette (titolazioni)
Vengono effettuate per conoscere il contenuto salino o grado di purezza
del solvente. L’acqua pura ha una conducibilità specifica poco più
piccola di 10-6 S/cm a 18°C. Il controllo della purezza dell’acqua è
fondamentale sia in laboratorio, sia nell’industria.
E’ un parametro molto usato per controllare
il grado di inquinamento sia di acque di
superficie sia sotterranee.
8. In questo tipo di misura, non è importante il valore assoluto, ma la
variazione di Λ. Nel corso delle titolazioni si verifica un’apprezzabile
variazione di conducibilità accentuata nel punto equivalente, che può essere
individuato con facilità.
La determinazione per via
conduttimetrica del punto
equivalente di una
titolazione si basa sulla
sostituzione di uno o più
ioni con altri di diversa
mobilità. Se sono coinvolti
ioni H+ e OH- il fenomeno è
più accentuato.0.0
50.0
100.0
150.0
200.0
250.0
300.0
0.0 5.0 10.0 15.0 20.0 25.0
9.
10. L’alcalinità di una soluzione è la sua capacità quantitativa di reagire con gli ioni
idrogeno. Potrebbe essere definita come il contrario di acidità. Indica la
quantità di sostanze alcaline (carbonati, bicarbonati, ioni ossidrili) presenti
nell’acqua. I composti alcalini contenuti in acqua agiscono da regolatori di pH
(potere tampone).
E’ un parametro perciò molto importante da determinare nelle acque degli
acquari. Negli acquari marini i valori tipici di alcalinità possono variare da 125
a 200 ppm.
L’alcalinità è espressa in mg/L o ppm (parti per milione).
11. • Acqua pozzo di Talsano (campione in analisi)
• Acqua distillata
• Soluzione a titolo noto 11,67 mS (per calibrare)
• HCl 0,0242 N
13. 1. Agitare il recipiente contenente il campione
in esame per omogeneizzare la soluzione e
renderlo perciò il più rappresentativo possibile.
Prelevare esattamente con un matraccio 50 cc
del campione di acqua.
2. Versare l’intero
contenuto del matraccio in
un becher da 600 mL e
diluire con acqua distillata
fino a 300 mL.
14. 3. Condizionare la buretta con
l’HCl e azzerare lo strumento.
Montare la buretta sul
sostegno metallico.
4. Accendere il
conduttimetro e calibrare,
facendo pescare entrambi
gli elettrodi nella
soluzione a titolo noto.
15. 5. Lavare e asciugare la cella
conduttimetrica e passare in
misura immergendo la cella nella
soluzione in esame.
6. Dopo aver montato tutta
l’apparecchiatura, si procede con la
titolazione, prendendo nota dei valori
di conducibilità ad ogni millilitro.
16. Bolle nella buretta o nella cella conduttimetrica
create durante l’agitazione che alterano il valore di
conducibilità finale
Aspettare che si stabilizzi il
conduttimetro
17. 0
50
100
150
200
250
300
350
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25
V HCl (mL)
χ (μS/cm)
Prima del punto equivalente il valore di conducibilità risulta costante per la presenza
degli ioni HCO3
- che vengono sostituiti dagli ioni titolanti H+, con mobilità molto
simile. Dopo il punto equivalente si ha un eccesso di ioni H+, perciò si ha un netto
aumento di conducibilità.
V (mL) χ(µS/cm)
0,0 190
1,0 188
2,0 187
3,0 185
4,0 184
5,0 185
6,0 185
7,0 186
8,0 188
9,0 188
10,0 188
11,0 189
12,0 190
13,0 190
14,0 191
15,0 191
16,0 204
17,0 220
18,0 239
19,0 257
20,0 276
21,0 293
22,0 312
23,0 330