Theme 05. “LAB PRACTICES”7000‐Water safety and qualityDEGREE IN ENVIRONMENTAL SCIENCESYear 2013‐14 – First semesterProfessors: Jorge Estévez, Miguel Ángel Sogorband Eugenio VilanovaDepartment: Applied Biology

DATEMonday 11 November 9:00 to 14:00Tuesday 12 November 9:00 to 14:00Wednesday 13 November 9:00 to 14:00 

PLACE

Laboratory of Toxicology

You have to wear a lab coat

Practices

• Quantitative determination of chlorides in water samples

• Determination of nitrate in water samples• Determination of pesticides in water samples

Quantitative determination of chlorides in water samples

• We are going to use an argentometric titration (titration of precipitation).– The method is based on the addition of silver ions to the solution in order to precipitate the chloride ions under the form of silver chloride.

– Sodium chromate reacts with the silver ion forming a red precipitate of silver chromate (Ag2CrO4)

↓

↓

Lab Material

Burette

Erlenmeyer

Glass Beakers

Stopcock (tap)

SOLUTIONS

• Potassium chromate indicator solution.• A  standard solution of silver nitrate 0.0141M (0.0141 N) as titrant solution.

• A  standard solution of sodium chloride 1.4 mN (1.4 mM).

• Samples of water

Procedure• Standardize the titrant AgNO3 with the standard solution of NaCl.– AgNO3 concentration changes with the time, it is photosensitive. We need to know what is the actual concentration of the titrant AgNO3 solution.

• Tritation of samples.– Titrate with standard AgNO3 until pink yellow color which shows us the endpoint.

• Estimate the Cl‐ concentration of the reagents (blank).– Titrate with standard AgNO3 using distilled water.

Calculation

• Estimate the silver concentration of the titrant (First step).C1 x V1 = C2 x V2C1 is the NaCl concentration V1 is the volume of the NaCl solution usedC2 is the AgNO3 concentration we want toknowV2 is the volume of the AgNO3 solution (50 ml)

Calculation

• Estimate the Cl‐ concentration of the samples.

– A = titrant mL used for sample– B = titrant mL used for blank– N = normality (concentration) of AgNO3– N=equivalents of solute / l of solution– equivalents of solute = gr/mw*valence factor

(A-B) x N x 35450mg Cl- / L = -------------------------------------

mL sample

Final report

• Determine the chloride ion concentration in the THREE water samples.

• Please describe in detail the process followed, calculations (including the titration of standard AgNO3) and the final value found for each sample.

• Indicate in the report the identification of the samples analyzed (tap water, spring water and destilled water).

Determination of nitrate in water samples

• In this practice we will determine the concentration of nitrate ions (NO3

‐) in several samples of H2O.– We used a spectrometric method. The method is based on the ability of the nitrate ions to absorb electromagnetic radiation of 220 nm wavelength.

• The absorbance of the radiation is proportional to concentration of nitrate ions (NO3

‐) according to the Lambert‐Beer Law.

A   =   C .  . LA = Absorbance of the sample.C = Concentration of the nitrate ions.L = Optical path length containing the sample.ε = Molar absorptivity

Procedure• Preparation of standards

– The student will made several standard solutions of different nitrate concentrations.

– The student will do a calibration curve with the absorbances obtained of the different concentrations and  a lineal regression

straight line equationy=y0 + m*xA = A0 + ( . L)*CA0 near to 0A = m*X Lambert‐Beer Law

Procedure

• Calculating the nitrate concentrations of the samples– The student will calculate the nitrate concentration with the regression parameters obtained in the step before and the absorbancesof the samples

C = A‐A0/m 

Final report• Do a table which shows the absorbances at 220 and 275 nm 

and the corrected absorbance value for the standard solutions.corrected absorbance = A220 – 2*A275

• Do the calibration curve representing the corrected absorbance of the standard solutions versus concentration of nitrates.

• Do a table which shows the absorbances at 220 and 275 nm and the corrected absorbance value for the test samples. In case you have made some dilution indicate which is the dilution factor and indicate the absorbances recorded before and after dilution.

• Calculate the nitrate concentrations of the test samples indicating all the mathematical steps until reach these values.

Determination of pesticides in water samples

• This practice will determine the concentration of pesticides and their metabolites in water samples.

• The compounds will be extracted from the aqueous sample and they will be concentrated on an organic medium by the solid‐liquid extraction technique with an adsorption minicolumn of reverse phase (C18).

• Compounds present in the organic extract will be separated by gas chromatography and they will be identified by comparing their mass spectra with pesticides mass spectra included in libraries of standard compounds.

• The compounds identified were quantified by comparing the response of the mass spectrometer with the response obtained from standard compounds of known concentration.

Procedure

• Extraction of compounds through reverse phase minicolumn (C18).– Solvate the minicolumn with 2 washes of 3 mL of methanol.

– Prepare the minicolumn with 3 mL of water at pH = 2.– Adjust the pH of the sample at 2.– Transfer 5 mL of the test sample through the minicolumn.– Elute the retained substances with 1 mL of methanol.– Collect the eluted material in a vial of chromatography. Seal the vial.

– Wash the minicolumn twice (3 mL of methanol each time)

Procedure

• Separation and identification of the compounds present in the organic extract.– Inject samples into the system of gas chromatography coupled to mass spectrometry

Procedure

• Analysis of the chromatogram obtained and identification of the substances.– Integrate the chromatogram obtained and note the areas of each peak that appear in it.

– Identify each of the substances present in the organic extract using the spectra data base.

Final Report

• What substances were present in the final solution?

• Using data which will be supplied by the teacher about the detector response versus standards of known concentration:– Represents the detector response versus the concentration of compound (for each standard compound)

– Assuming a yield of 100% in the extraction through the minicolumn, what is the concentration in the original water sample from each of the compounds found?.

Deadline

• Two weeks after last practice day.November 27, 2013