SCUOLE ADERENTI AL PROGETTO

1. PROGETTO IN VERTICALE DI DIDATTICA LABORATORIALELascienza del vivere quotidiano: “ACQUA e LATTE”

2. SCUOLE ADERENTI ALPROGETTO • Istituto Professionale di Stato per l’Industria e l’Artigianato “E. Rosa “ di Sarnano. • Istituto Comprensivo “G.Leopardi” di Sarnano.

3. Struttura del progetto Dopo la fase preliminare mirata a rilevare le conoscenze degli studenti sul tema proposto e la motivazione personale si passa alla fase operativa in laboratorio attraverso l’attività pratica individuale per rendere gli studenti soggetti attivi attraverso un loro diretto coinvolgimento.

4. “Durezza totale di un’acqua potabile” Scuola secondaria di primo grado (Classi 1° A e 1 ° B ) “Acque calciche e magnesiache” Scuola secondaria di secondo grado (Classi 2° OCB A e 2° OCB B ) ACQUAAspetto chimico

5. “Durezza Totale di un’acqua potabile” Scuola secondaria di primo grado (Classi 1° A e 1° B)

6. 1° incontro: 17 marzo 2009 Classe 1° B della scuola secondaria di 1° grado presso il Laboratorio di Chimica dell’Istituto Professionale con la collaborazione dell’insegnante tecnico-pratico Prof.ssa Carla Marinozzi e alcune alunne-tutor della classe 3° OCB dell’I.P.I.A 2° incontro: 31 marzo 2009 Classe 1° A della scuola secondaria di 1° grado presso il Laboratorio di Chimica dell’Istituto Professionale con la collaborazione dell’insegnante tecnico-pratico Prof.ssa Carla Marinozzi e alcune alunne-tutor della classe 3° OCB dell’I.P.I.A. Attività di laboratorio: determinazione della durezza totale di un campione di acqua

7. DUREZZA TEMPORANEA DUREZZA PERMANENTE DEFINIZIONE DI DUREZZAIl termine Durezza di un’acqua indica l’insieme dei sali naturalmente disciolti nell’acqua.Esistono due diversi tipi di durezza dell’acqua, entrambi causati dai sali di calcio e magnesio.

8. E’ causata dal bicarbonato di calcio e bicarbonato di magnesio , sali che a temperatura ambiente sono solubili in acqua. Il termine temporaneo deriva dal fatto che questi sali vengono distrutti durante l’ebollizione, infatti questi composti si trasformano in carbonati insolubili che precipitano, formando il deposito noto con il nome di calcare. Il calcare si può osservare sulle pareti della pentola dove viene fatta bollire dell’acqua, sotto forma di una patina bianca. Il calcare aderisce alle superfici, formando incrostazioni che possono compromettere il funzionamento di macchine domestiche (lavatrice,lavastoviglie), inoltre riduce il grado di cottura dei legumi e causa l’aspetto torbido e schiumoso del tè e del caffè. Le acque dure non sono idonee al lavaggio con i saponi tradizionali in quanto ne limitano la formazione della schiuma e quindi il potere detergente; per questo motivo ai saponi vengono aggiunti i polifosfati in grado di limitare l’azione di calcio e magnesio. Da non sottovalutare inoltre che il consumo di acque potabili dure può provocare l’insorgenza di calcoli renali.

9. E’ causata dal cloruro di calcio e cloruro di magnesio, dal solfato di calcio e solfato di magnesio. Tanto più elevata è la concentrazione di questi sali, tanto più elevata è la durezza dell’acqua. Queste sostanze apportano all’acqua il suo gusto caratteristico e non provocano depositi di calcare quando l’acqua viene riscaldata. Con l’ebollizione questi sali rimangono disciolti in acqua e sono eliminabili solo tramite processi di addolcimento (rimozione totale o parziale dei sali di calcio e magnesio).

10. Durezza temporanea + Durezza permanente = Durezza totale

11. La durezza viene espressa in Gradi francesi ( °F): il complesso dei sali presenti è calcolato come carbonato di calcio. Esattamente 1°F = 1 gr di carbonato di calcio contenuto in 100 litri di acqua (ovvero 0,01 gr in 1 litro di acqua). Quindi se un’acqua ha 15 gradi francesi di durezza totale significa che contiene sali di calcio e magnesio in quantità equivalente a 15 gr/100 l ovvero 0,15 gr/l espressi come carbonato di calcio. ESPRESSIONE DELLA DUREZZA

12. CLASSIFICAZIONE DELLE ACQUE IN BASE ALLA DUREZZA

13. DETERMINAZIONE DELLA DUREZZA TOTALE(Titolazione complessometrica per spostamento) La titolazione è una procedura che serve per determinare la concentrazione di una certa sostanza (analita) in una soluzione. Titolare una soluzione significa quindi determinare la concentrazione dell’analita in essa disciolto. Titolo è dunque sinonimo di concentrazione. Determinare la durezza totale di un’acqua significa determinare il titolo dei sali di calcio e magnesio dell’acqua, esprimendolo come carbonato di calcio (°F).

14. In una titolazione si impiega una soluzione titolante a titolo noto (della quale cioè si conosce la concentrazione) che viene introdotta in una buretta. Questa soluzione viene lentamente aggiunta ( a goccia a goccia ) alla soluzione a titolo incognito contenuta in una beuta. Lo sgocciolamento continua fino al raggiungimento del cosiddetto punto di equivalenza che individua la fine della titolazione. Per individuare il punto di equivalenza si utilizzano gli indicatori, delle sostanze che provocano un netto cambiamento della colorazione della soluzione quando viene soddisfatta la suddetta condizione. La titolazione viene quindi eseguita sgocciolando lentamente la soluzione titolante nella soluzione da titolare, fino al cambiamento di colore (viraggio) della soluzione che equivale al punto di equivalenza.

15. Il metodo complessometrico impiega una soluzione di EDTA, una molecola organica che ha una grande affinità per gli ioni calcio e magnesio. Quando questa soluzione viene aggiunta a una determinata quantità di acqua in esame, reagisce immediatamente con tali ioni e li fissa formando dei complessi. Prima di aggiungere all’acqua la soluzione di EDTA, viene introdotto un indicatore che evidenzia il momento in cui tutti gli ioni sono stati catturati dall’EDTA, con una variazione di colore. Questi indicatori presentano infatti colori diversi in funzione della presenza o assenza in soluzione degli ioni calcio e magnesio. L’indicatore utilizzato in questa determinazione è il nero ericromo T (NET), anch’esso una molecola organica piuttosto complicata. Quando questo indicatore viene aggiunto all’acqua complessa gli ioni calcio e magnesio e assume un colore caratteristico. Quando si inizia a far scendere dalla buretta l’EDTA nell’acqua, questo sposta dal legame con l’indicatore gli ioni calcio e magnesio e li lega a sé perché forma complessi più stabili. Quindi l’indicatore rimane libero e cambia colore. Dalla quantità di soluzione di EDTA consumata si risale alla durezza totale in gradi francesi (°F).

16. Esperienza

17. Materiali

18. Reagenti

19. Acqua campione(Sono stati analizzati 4 diversi campioni ed effettuate più determinazioni per ogni campione)

33. CALCOLO Durezza Totale V ml (EDTA) = ° F In base al contenuto della durezza totale l’acqua analizzata può essere classificata come

34. RISULTATI(Scuola secondaria di 1° grado Classe 1° B)17 marzo 2009

35. RISULTATI DETERMINAZIONE “DUREZZA TOTALE”DI DIVERSI CAMPIONI DI ACQUAScheda “raccolta-dati” – Classe 1° B 17 marzo 2009

36. RISULTATIScuola secondaria di 1° grado Classe 1° A)31 marzo 2009

37. RISULTATI DETERMINAZIONE “DUREZZA TOTALE”DI DIVERSI CAMPIONI DI ACQUAScheda “raccolta-dati” – Classe 1° A 31 marzo 2009

38. RISULTATI DETERMINAZIONE “DUREZZA TOTALE” DI DIVERSI CAMPIONI DI ACQUA- Scuola secondaria di 1° grado – Classi 1° A e 1° B

39. SCHEDA DATI RIASSUNTIVA - Scuola secondaria di 1° grado – “DUREZZA TOTALE” DI DIVERSI CAMPIONI DI ACQUA

40. Dopo la fase operativa, gli alunni della Scuola Secondaria di 1° grado ha risposto alle domande del seguente test: • Che cosa si intende per durezza dell’acqua? • Quali sono le principali differenze tra la durezza temporanea e la durezza permanente? • Che cosa è il calcare? • Con quale unità di misura viene espressa la durezza? • Quali possono essere gli effetti negativi di un’acqua dura nella vita quotidiana? • Che cosa si intende per titolazione? • Riordina i seguenti tipi di acque in base al loro grado di durezza crescente a) acque fortemente mineralizzate, b) acque di fiume o di lago trattate, c) acque potabili, d) acque minerali, e) acque oligominerali, f) acque piovane.

41. RISULTATIDEL TESTClasse 1° BLEGENDARisposta omessa = ORisposta errata = ERisposta incompleta = IRisposta sufficiente = SRisposta discreta = DRisposta buona = B

43. Rielaborazione statistica dei dati raccolti

47. RISULTATIDEL TESTClasse 1° ALEGENDARisposta omessa = ORisposta errata = ERisposta incompleta = IRisposta sufficiente = SRisposta discreta = DRisposta buona = B

49. Rielaborazione statistica dei dati raccolti