Plico del fotografo/Libro II/Appendice
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APPENDICE
Metodo delle carte reagenti per determinare gli acidi, gli alcali, i tali ed i corpi lemplici nelle loro soluzioni.
Nelle precedenti pagine più d’una volta ho avuto occasione di accennare a questo metodo, che qui dobbiamo studiare in modo da poterne trarre un vantaggio sempre quando esso è applicabile.
I’ Principio fondamentale. I metodi ora seguiti per determinare le proporzioni quantitative degli acidi e degli alcali si fondano generalmente, come è noto, sull’applicazione di questo principio: cioè che gli acidi e gli alcali richieggono lutti quantità proporzionali di alcali e di acido per venire neutralizzali.
Allorquando gli acidi come gli alcali trovansi in liquidi concentrati, si ottiene una mollo grande esattezza, ma non cosi, nti pare, se i liquidi sono dilungatissimi, vale a dire se il corpo a determinare è in piccolissima porzione relativamente al suo dissolvente.
In quest’ultimo caso sembra che col metodo che esporrò in poche parole, si ottenga una più grande esattezza con maggior facilità ed economia di tempo. Esso riposa sovra di un altro non meno semplice principio, e si estende a tutti i corpi in generale.
Per ritrovare la quantità di un corpo nelle sue soluzioni, non è necessario di cercare tutta la quantità di un altro corpo che esso è capace di distruggere, ossia di neutralizzare; per noi basta il conoscere la relativa azione di un tale corpo sopra di altri in circostanze eguali.
I chimici adoperano ordinariamente certe carte colorate che essi chiamano carie reagenti, per scoprire la presenza degli acidi o degli alcali neile loro soluzioni.
Ora osservasi che le soluzioni di questi corpi modificano le rispettive carte reagenti tanto più fortemente, e con tanta maggiore celerità, quanto più concentrate esse sono. Inversamente le soluzioni acide e basiche, quanto più dilungate si trovano, producono modiGcazioni tanto più deboli, e tanto più lente sulle loro carte reagenti.
Partendo da questo modo di comportarsi delle carte reagenti colle soluzioni degli acidi e degli alcali più o meno concentrate, noi possiamo stabilire per principio: 1° Che allorquando si può paragonare la modificazione prodotta da un acido, oppure da un alcali a tenore determinato con quella che produce lo stesso acido e lo stesso alcali a tenore indelemtinato, e che si possono entrambi portare, dilungandoli con acqua, a produrre la medesima azione sulla carta reagente, non vi debba più esser dubbio che facido o l’alcali provato venne in entrambi i casi condotto allo stesso tenore; 2° Che se si tien conto della quantità di acqua aggiunta all’uno od all’altro liquore, sarà facile, dalla conoscenza del tenor primitivo di uno dei liquori, dalla quantità di acqua che gli venne aggiunta e dalla quantità di acqua che venne aggiunta al liquido a tenore sconosciuto, il calcolare questo sconosciuto tenore.
Come si può scorgere, questo principio è universale; esso è applicabile non solo alla determinazione degli acidi, che fanno volgere al rosso la carta di girasole, degli alcali che fanno volgere al rosso bruno la carta di curcuma; ma pur anche a determinare la relativa quantità dei sali e dei corpi semplici nelle loro soluzioni, come quelli che sono capaci di indurre sulle rispettive carte reagenti modilicazioni analoghe a quelle degli acidi e degli alcali.
2° Polimetro chimico. Per portare due soluzioni allo stesso tenore col mezzo di opportune aggiunte di acqua, faccio uso di un semplice islrumento che mi pare di poter distinguere col nome di polimetro chimico, perchè esso serve a determinare la più gran parte dei corpi che formano lo scopo delle indagini
dei chimici.
Questo istrumento consiste essenzialmente in due tubi di vetro A, B, dell’altezza di 30 centimetri per 3 centimetri di diametro interno; i quali due tubi sono divisi in 20 parti eguali, ossia graduali e numerati, a cominciare dal basso andando all’alto.
Fig. 56.
Con questi due tubi è facile il venire a conoscere la composizione, ossia il titolo delle diverse soluzioni (a).
(a) Per titolo di uos solanone noi intendiamo il (rapporto del peso Sia ana soluzione di titolo determinato, ossia una soluzione a tenore conosciuto del corpo che si vuole determinare. Una tale soluzione si può considerare come una soluzione normale da prendere per termine di paragone, onde valutare le altre soluzioni a tenor incognito dello stesso corpo.
Pongasi un volume di questa soluzione normale nel tubo A e si ponga 1 volume della soluzione a determinarsi nel tubo B. Le due soluzioni si troveranno ora al 4’ grado dello strumento.
Si versi una parte di ambe le soluzioni nei bicchierini a b, quindi in questi si introducano contemporaneamente due liste della carta reagente, formate dividendo per metà una lista più grande, e si immergano per i capi corrispondenti. Dopo un breve spazio di tempo si estraggono dai bicchierini le due liste, e si paragoni nella modificazione prodotta l’azione delle due soluzioni.
Quella soluzione che avrà prodotto un’azione più energica sarà più concentrata, e converrà dilungarla nel tubo graduato.
3’ Dilungamento delle soluzioni e calcolo dei tiloli risultanti.
Per ipotesi, la soluzione a tenore determinato, di cui una parte si pose nel tubo A, sia quella che è maggiormente concentrala. In tale circostanza, prendendo per unità il liquido normale posto nella prima parte del tubo A, se noi, per portare i liquidi allo stesso grado di azione, lo dilunghiamo con
4—9 — 99 n volumi di acqua, il liquido ottenuto, avendo un
volume & — 10 — 4 00 n -t- 4 volte il volume primitivo, non conterrà più per ciascuna parte che — ^ - della
quantità del corpo sciolto nella prima parte, e cosi, essendo conosciuto il titolo del liquido normale, si calcolerà agevolmente il titolo del liquore ottenuto, e si verrà a sapere quello del liquore sconosciuto.
Reciprocamente se il liquido a tenore sconosciuto è maggiormente concentrato del liquido a tenore conosciuto.
del corpo sciolto col peso della soluzione totale. così p. e. l’acqua di calce, che contiene sciolto del suo peso di idrato di calce, è una
77o ^
soluzione di idrato di calce del titolo di 4° Errore nel calcolo dei titoli. Dal ragionamento che qui sopra abbiamo fatto, si vede che noi applichiamo ai pesi i ragionamenti fatti sui volumi. Con un tal metodo, quando vi ha contrazione o dilatazione, e quando la densità dei liquidi che si mescolano è diversa, non si ottiene un’esattezza matematica.
Infatti sia V il volume di un liquido;
V’ il volume di un secondo liquido che si mescola
col primo;
D la densità del primo liquido che ha un volume V;
D’ la densità del secondo liquido che ha un volume V';
Si mescolino i due liquidi, se non vi ha contrazione, nè dilatazione alcuna, chiamando d la densità del nuovo liquido, avrassi evidentemente dopo il miscuglio un liquido che avrà un volume V + V’ e che avrà un peso eguale al peso dei due liquidi riuniti; e siccome il peso del primo liquido è VD, e [quello del secondo V’D’ avrassi sempre
VD + V’D’=(V + V’) d (1);
se vi fosse contrazione invece di avere dopo il miscuglio il volume V + V’ si avrebbe p. e. -^(V + V’).
4
Supponiamo che la contrazione sia -, vale a dire che dopo V+V
il miscuglio il volume sia solo— , avrassi allora
V-t-V’
VD+V’D’=— -d (2).
c v
Quest’equazione (2) dimostra che quando vi è contrazione i
v + p
rapporti che hanno Fra loro i volumi V: V’; — — non sono gli
stessi dei rapporti dei pesi VD; V’D’; VD-t-V’D’. L’equazione (I) indica che anche quando non vi è contrazione solo se D=D’=d, i rapporti di V; V’; V-t-V’ sono gli stessi rapporti VD; VD’jVD-t-V’D’. Quindi è che solo in tale caso si potrebbero scambiare i rapporti dei pesi e dei volumi; ma il dilungamelo delle soluzioni, su cui operiamo, ne scosta così poco la densità da quella dell’acqua pura, che l’errore lievissimo che si commette è im APPENDICE. 285
mensamente minore della approssimazione dell’istrumento; cosicchè non gioverebbe a nulla il calcolare esattamente i suddetti rapporti.
5° Grado di approssimatione nelle determinazioni. Quando si viene a determinare il titolo di una soluzione qualunque è importante il conoscere sino a qual grado di approssimazione si ottiene il titolo stesso. Ciò è quello che si può sempre ottenere col nostro inslrumento.
Imperocchè siccome una soluzione più concentrata produce una più forte azione sulla carta delerminalrice, ne deriva che se si ha una prima soluzione indeterminata, la cui azione sia per una parte minore dell’azione di una seconda soluzione determinata, e per l’altra parte maggiore dell’azione di una terza soluzione egualmente determinata, il titolo della prima soluzione starà fra quello della seconda 1, e quello della terza.
Laonde, quando si applica il nostro istrumento per determinare soluzioni a tenore incognito, per sapere, nel tempo stesso, l’approssimazione 1 che si raggiunge, converrà comprendere col mezzo della carta il liquido a tenore sconosciuto fra due liquidi a tenore conosciuto, e che non differiscano Ira loro che di una quantità così piccola, quanto la sensibilità della carta ancora comporti. Ciò fatto è chiaro che il liquido a tenore sconosciuto si può ammettere come avente un titolo medio differenziale fra quello dei due liquidi a tenore conosciuto, e che l’errore in cui si può incorrere è minore della differenza dei titoli di questi due liquori a tenore conosciuto.
Abbiasi per esempio una soluzione di acido solforico, di cui si brama conoscere il titolo, comparo questa soluzione con una soluzione normale dello stesso acido, il cui titolo è conosciuto p.e. trovo che se aggiungo per esempio 4 volumi di acqua ad I volume della soluzione normale, la soluzione a determi-, narsi modifica la carta reagente con minor forza della soluzione col 5° grado; e trovo invece che se aggiungo 5 volumi di acqua, la soluzione a determinarsi modifica con maggior forza la carta di quel che faccia la soluzione col 6° grado. Il titolo della soluzione indeterminata è dunque fra ♦
t 1.1 1
v.ed— v
5 500 6 ’500’ e posso ritenere il suo titolo siccome
1 i
5’’’ 6 I 44 1
8 X 500~60 X 500’
e l’errore che commetto è minore di
iVlx— --x— ì =— x —
2 V. 5 ’ 500 6 ’ 500 / 60 500
come abbiamo detto.
Il precedente modo di operare è quello che deresi sempre seguire nelle applicazioni particolari. Ma quando vuoisi conoscere semplicemente l’esattezza, di cui è suscettibile la determinazione di un corpo nelle sue varie soluzioni più o meno concentrate, basta il cercare le più piccole differente di titolo in più, oppure le più piccole differenze di titolo in meno che la carta è capace di accusare, imperocchè è da presumersi che la stessa esattezza, la quale si trova al dissopra, si trovi pure al dissolto del titolo intermedio. Cercando tali differenze per ogni corpo nelle sue differenti soluzioni più o meno concentrate, si avrebbe il vantaggio di venir a conoscere presso quali titoli conviene ridurre le soluzioni per ottenere la più grande approssimazione nel determinare le soluzioni indeterminate di ciascun corpo.
Ecco in qual modo si potrebbero trovare le più piccole differenze di titolo che la carta è capace di svelare presso le difrenti soluzioni.
6° Calcolo delle differenze. Si prende il liquido, il cui titolo è conosciuto p. e. se ne mettono 1 0 parli nel tubo, poscia si allungano di 4 parte d’acqua, indi si vede se la differenza di modificazione della carta, posta in entrambi, sia tale da riescire sensibile a prima vista. Se la differenza è sufficientemente sensibile, ciò vuol dire che la carta può accusare una differenza di titolo eguale all’^ di infatti il titolo del liquido essendo quello della soluzione che contiene 40 parti di esso allungale con una parte di acqua è fi’ si;. e I’ loro differenza è Se la carta accusa fortissimamenle tale differenza di titolo, allora provisi ad allungare le 40 parti del liquido con j parte di acqua. Se la diversità di colorazione riesce ancor sensibile, ciò significa che la carta accasa
(, «>. \ < -°- s - x JL -1 X L
\ 10.5. /500 1 0.5 500 21 500
di differenza di titolo. E se la differenza di colorazione è ancora troppo forte si procede avanti fino al limite, allungando con proporzioni di più in più piccole.
Se la carta non accusa l’aggiunta di 1 d’acqua per 1 0 di soluzione, voglionsi aggiungere 2 oppure 3 ecc. parti d’acqua, finchè la carta accusi la differenza della soluzione paragonata colla soluzione allungala. Se si dovette aggiungere 3 parti di acqua per rendere tale divario apprezzabile, la differenza di titolo riconoscibile è evidentemente
<0\ 4 3 J
13/ 500 "13 500’
In tale modo si arriva a sapere quali sono i divani che la carta determinatrice è capace di accusare presso liquidi che non sono di titolo mollo diverso.
7" Risultali. Con questo metodo di calcolare le differenze, e servendomi di una carta tinta in blù col campeggio, io vidi che i titoli dell’acido solforico iotermedii fra jJj ed sono determinabili senza difficoltà con un errore minore di {h del titolo esistente. così per esempio io posso distinguere agevolmente colla carta di campeggio una soluzione composta di
0,00002, SO s -»-HO 0,99998, 110
da una soluzione composta di
0,000018, SO’+HO 0,999982, HO.
Questa esattezza rapportata alla quantità di acqua, in cui così poco acido si trova disseminato, mi pare riguardevolissiroa, per non dire impossibile ad ottenersi cogli altri metodi. Ma io ho l rovaio che, presso delie soluzioni di acido solforico del titolo di 15^5 circa, se si ha cura di scegliere una carta di spessore e di colore ben uniforme, si può ancora, con un poco di attenzione, distinguere la differenza di circa del titolo esistente. Quindi ne nasce che il mio metodo non sarebbe disprezzabile per determinare nei casi comuni le stesse soluzioni concentrate, queste polendosi sempre, con opportuni dilungamenti, portare a quel titolo in cui s’incontra la massima esattezza.
Cogli acidi nitrico, cloroidrico, olliensi un’esattezza corrispondente; anzi l’azione di questi tre acidi sulla parta di campeggio mi sembra stare in ragione inversa dei loro equivalenti chimici.
Gli altri acidi più deboli sono dosabili in modo affatto analogo.
Le soluzioni alcaline si possono assai bene dosare col mezzo della carta di curcuma, la quale è capace di svelare nelle più favorevoli circostanze la differenza di ~ circa del titolo esistente. Questo mi trasse a servirmi del mio metodo per determinare con prestezza la relativa bontà della potassa, e della soda del commercio, e mi condusse a fare un’importante ed utilissima applicazione del mio istrumento nell’arte tintoria, per regolare il grado di alcalinità conveniente al buon andamento della fermentazione dei tini a blu. lo ho inoltre osservato che, ammettendo con Berzelius [a) che l’acqua di calce comune sia una soluzione di idrato di calce del titolo di se si dilunga 1 volume di acqua di calce con 199 volumi di acqua in modo da ottenere una soluzione di idrato di calce del titolo di, ().^ 6 -^,, quest’ultimo titolo si può ancora distinguere con un errore minore di ~ della quantità della calce che contiene, ossia di Mi pare che cogli al tri metodi non si potrebbe ottenere in modo alcuno un simile risultato.
1 sali, ed i corpi semplici si possono determinare nel modo stesso colle rispettive carte reagenti. così p. e. il cromato di potassa si potrebbe determinare con una carta trattata con acetato di ossido di piombo. Il iodio si determina facilmente con una carta di amido, colla quale carta una soluzione acquosa di iodio che
(a) Uhrbuch der Cheinie von I. I. Berzbligs fùnfle umgearbeitete Originai- Juflage. Dresden. contiene solo jTi ~ 0 di iodio si determina ancora bene con un errore di 8310 000 di iodio. Il cloro, ed il cloruro di calce si possono parimenti determinare colla carta dì guaiaco, ed ancora meglio con una carta amido-iodurala, ossia con una carta trattala con amido contenente ioduro di potassio. Onde io penso che il mio metodo dovrà risultare di non lieve giovamento ai consumatori di cloro e di cloruro di calce. Quello che non si deve perdere di vista si è che tutte queste determinazioni si compiono con una singolare facilità, ed una impagabile economia di tempo.
8’ Avvertenze. Per effettuare colla maggiore esattezza possibile la determinazione dei vari corpi, seguendo questo metodo comparativo, conviene sempre fare attenzione a ciò che la carta determinatrice sia di colore e di spessore ben uniforme. La carta dee stare per un tempo precisamente eguale nei due liquidi a comparare. Se a quesl’ullima condizione non si attende è facile cadere in gravi errori, perchè l’azione modificante è in ragione diretta del tempo in cui le soluzioni restano a contatto della carta reagente.
Ma quest’azione non è solo in ragione diretta del tempo, essa 6 ancora in ragione diretta del corpo modificatore presente, cioè l’azione è nella composta del tempo e del corpo modificante. Da questo si deduce per la pratica, che l’esperimentalore dovrà tenere le liste colorate tanto più brevemente a contatto delle soluzioni, quanto più concentrale queste si troveranno.
I due liquidi, che si paragonano, debbono avere la medesima temperatura, perchè l’azione delle soluzioni sembra esser anche in ragione diretta della temperatura, almeno in molli casi. Finalmente è necessaria una certa pratica per prendere divisioni esatte sul tubo graduato, perchè a causa della capillarità, il liquido forma un menisco concavo per cui, guardando orizzontalmente il vetro, si vede che il liquido stesso segna due limili di altezza. Il limite superiore non è ben definito, ma è ben distinto il limite inferiore, perciò per ottenere una sufficiente esattezza nelle esperienze conviene sempre che il segno della divisione, il centro, ossia il punto più basso del menisco, e l’occhio dell’osservatore formino una sola linea retta.
19 Fotografia. PESI E MISERE
Nei trattati e Dei giornali che trattano di fotografia non è raro il trovare le forinole dei procedimenti di fotografi inglesi, tedeschi ed anche francesi, descritte con pesi e misure differenti da quelle del sistema decimale o del sistema metrico.
Le divisioni di alcuni di questi pesi e di queste misure, ed il loro rapporto coi pesi e colle misure del sistema decimale, che è il più generalmente conosciuto, si possono leggere nei seguenti schemi.
PESI E MISURE INGLESI.
Peso Trotj.
Libbra.
Oncie.
Dracmi. Scrupoli.
Grani.
Grammi.
1
12
96 288
5760
372,096
1
8 24
480
31,091
1 3
60
3,886
1
20
1,295
Peso Jvoirdupois.
fi)
Libbra.
Oncie.
Dracmi.
Grani.
Grammi.
1
16
256 —
7000
453,400
1
16 —
437,5
28,338
i —
27,343
1,771
(1) La libbra Avoirdupois è quella che usasi generalmente, e la sua oncia è quella di tutti i mercanti, eccettuati quelli di metalli e pietre preziose, è l’oncia del draghista e del farmacista, ma essa non è usata nelle ricette scientifiche e nei laboratorii, nei quali si fa uso dell’oncia di 480 grani, che è l’oncia del peso Troy, che è quella di cui si serve il fotografo inglese nel fare i suoi miscugli. L’oncia liquida è quella che occupa il volume che occupano 480 grani di acqua distillata a -f- 15".
I Grano = grammi 0,06477, oppure 1 gramma — grani 15,434.
II volume di 1 minimo è il volume occupato da un grano di acqua distillata, e corrisponde ad una goccia circa di liquido. Misura di lunghezza.
Miglio. Furlong. Pertiche. Fathon. Iarde. Pollici. Piedi. Metri, t — 78
I - 14
1 - 2 5/4
I — 2
I — 36 — 3 - 0,914
Misura di capacità (Imperiai).
Gallone.
Piote.
Oncie.
Dracmi.
Minimi.
Ulri.
1
8
160
1280
»
4,5455
1
20
160
•
0,5682
1
8
480
0,0284
I
60
0,00355
PESO
TEDESCO.
Peso Medicinale.
Libbra.
Oncie.
Lotb.
Dracmi. Scrupoli.
Grani.
1
12
24
%
288
5760
1
2
8
24
480
1
4
12
240
1
3
60
1
20
PESI E MISURE FRANCESI.
Peso
Comune.
Libbra. Marchi. Oncie. Ottsri. Denari.
Grani.
Grammi.
1
2
16
128 384
»
489,50
I
8
64 192
•
244,75
1
8 24
576
30,60
1 3
72
3,83
1
24
1,277
1
0,053
Misura lineare.
Tesa.
Piedi.
Pollici. Linee.
Ponti.
Metri.
1
<
72
864
■
1,94904
1
12
144
n
0,32484
1
12
144
0,02707
1
12
0,00226
1
0,00019