IL CALCIMETRO

LEGGI CHE REGOLANO L'ANALISI DEL CALCIO TOTALE DI UN CAMPIONE DI SUOLO CON IL METODO DEL CALCIMETROMETRO

CALCIMETRO sec. Scheibler mod. Carosi

La quantità di calcare contenuta nella terra fina si determina generalmente con i calcimetri, mediante i quali la quantità di calcare si deduce dal volume di anidride carbonica che si sviluppa quando si tratta un determinato peso di terra fina con acido cloridrico.

Andiamo al metodo

Si riempie un tubo da saggio, con terra, per l’altezza di circa 2 cm e si aggiunge acido cloridrico d.1,20. Se l’effervescenza è tale da andare fuori dal tubo da saggio, si pesa 1 g di terra; se arriva fino in alto al tubo, si pesano 2g; se arriva a metà, 5g; se arriva a un quarto, 10g; se si solleva appena, 20g. Se si sente friggere leggermente senza sollevamento della terra, il calcare si dà in tracce o assente a seconda della reazione del ph del terreno stesso.
La quantità pesata di terreno si pone nel vaso nel quale si mette anche il tubetto contenente 10 cc di acido cloridrico d.1.20 diluito 1:1 si tappa lasciando aperta la pinza del tubo di gomma. Fare lo zero dell’apparecchio portando al segno zero il livello del liquido, riempendo opportunamente il serbatoio di acqua posto in alto. Chiusa la pinza si inclina il barattolo in modo che l’acido venga a contatto con il terreno e l’attacchi svolgendo l’anidride carbonica che, esercitando una pressione tenderà a far abbassare il livello del liquido nel tubo graduato. Perché ciò possa avvenire liberamente si porta il serbatoio dell’acqua in basso. Quando lo svolgimento gassoso è terminato, si fa la lettura avendo cura che il livello nel tubo graduato sia alla stessa altezza di quello nel tubo semplice; ciò vorrà dire che  la pressione nell’apparecchio è uguale alla pressione esterna. Fatta la lettura del volume si fa la lettura della temperatura sul termometro del calcimetro e con questi 2 dati si ricerca con la tabella la quantità di calcare (il carbonato di magnesio è dato come calcare) contenuto nella quantità di terra posta nel barattolo. Quindi si risale alla percentuale in base alla quantità di terra usata per l’analisi.
Il valore del volume letto sul calcimetro viene aumentato di 0,8 se il volume supera il valore di 6; se questo è più basso il coefficiente additivo è di 0,6. Si deve, infatti, tener conto della quantità di anidride carbonica che resta nell’acido impiegato per lo svolgimento della anidride carbonica stessa.

Vediamo la reazione chimica formale

L’anidride carbonica che si sviluppa, per effetto dell’acido cloridrico sul calcare:

Reazione Bilanciata

CaCO3 + 2HCL → CaCl2 + H2O + CO2

Un terreno generalmente si ritiene calcareo quando contiene più del 15% di calcare(CaCO3) 

PRINCIPI FISICI

A) Leggi dei gas perfetti

L'equazione di stato dei gas perfetti, nota anche come legge dei gas perfetti, descrive le condizioni fisiche di un "gas perfetto" o di un gas "ideale", mettendo in relazione le funzioni di stato: quantità di sostanza(moli), pressione(p), volume (V) e temperatura assoluta (T).

p è il valore della pressione del gas;
V è il volume occupato dal gas;
n sono le moli del gas;
R è la costante universale dei gas, il cui valore varia in funzione delle unità di misura adottate per esprimere le altre grandezze nell'equazione;
T è la temperatura assoluta del gas, espressa in kelvin.

Il valore di R nel Sistema internazionale è:

a volte nei calcoli, specialmente in chimica, si utilizza il valore di:

Questa equazione rappresenta una generalizzazione delle leggi empiriche osservate da Boyle (in un gas, in condizioni di temperatura costante, il volume è inversamente proporzionale alla pressione), Gay-Lussac (in un gas a volume costante, la pressione è proporzionale alla temperatura assoluta) e Charles (in un gas a pressione costante, il volume è proporzionale alla temperatura assoluta), ottenibili rispettivamente per T costante, V costante e P costante.

L'equazione di stato dei gas perfetti descrive bene il comportamento dei gas reali per pressioni non troppo elevate e per temperature non troppo vicine alla temperatura di liquefazione del gas. In questi casi, una migliore descrizione del comportamento del gas è dato dall'equazione di stato di van der Waals
Formulazione alternativa (microscopica) 

Spesso in meccanica statistica si preferisce utilizzare una forma alternativa per la legge che contenga il numero di molecole di gas piuttosto che le moli.
Definita la costante di Boltzmann

Esercizio

- Reazione chimica bilanciata con rapporti stechiometrici di massa (stechiometria)

- CaCO3 + 2HCl --------> CO2 + CaCl2 + H2O

122g CaCO3 + 72g HCl -------->  44g CO2 .........

0,15g CaCO3  : Xg CO2  =  122g CaCO2 : 44g CO2

Xg CO2 = 0,054g 

0,054g CO2 =  0,0012 mol

V = nRT/p

L(V) = 0,0012 mol(n)  x 0,0821(R) x 195,15K(T) / 1atm (P) = 0,19L

ESERCIZI GAS IDEALI

2) Il principio dei vasi comunicanti

Rappresentazione del principio dei vasi comunicanti.

Il principio dei vasi comunicanti è quel principio fisico, scoperto da Galileo Galilei, secondo il quale un liquido contenuto in due o più contenitori comunicanti tra loro, in presenza di gravità, raggiunge lo stesso livello dando vita ad un'unica superficie equipotenziale. L'acqua come tutti i liquidi, non ha una forma propria ma assume la forma del recipiente che la contiene.
Per questo motivo, se si versa un liquido in vasi tra loro in comunicazione anche se di forma diversa (purché di diametro non molto piccolo per evitare che intervengano altri fenomeni fisici come la capillarità), esso si dispone allo stesso livello in ognuno dei contenitori stessi