La salinità è uno dei parametri più importanti per classificare l’acqua di mare che è la misura dei sali presenti. La misurazione della salinità, tuttavia, è molto complessa in quanto i sali solubili non solo danno luogo a dissociazione, ma possono reagire con l’acqua per formare ioni complessi e alcuni ioni derivano dall’equilibrio di gas disciolti come il biossido di carbonio che dà luogo alla formazione di acido carbonico, ioni idrogenocarbonato e ioni carbonato.
Oltre allo ione sodio e allo ione cloruro nell’acqua di mare sono contenuti, tra gli altri, ioni magnesio, calcio, potassio e solfato. La composizione dell’acqua di mare è molto complessa ed influenzata da molteplici fattori tra cui le correnti, l’intensità di evaporazione, l’apporto di fiumi, precipitazioni e gli organismi in essa presenti.
L’acqua di mare è una soluzione acquosa in cui sono presenti sali, gas disciolti, sostanze organiche e particelle non solubili.
La salinità è normalmente espressa in parte per mille (ppt) e indicata come ‰: ad esempio se in 1000 g di acqua di mare vi sono 35 g di sali la salinità espressa in ppt è data da:
‰ = 35 ∙ 1000/1000 = 35
Determinazione
Vi sono vari metodi per determinare la salinità di un’acqua. Alcuni sono semplici ma imprecisi e altri più complessi che forniscono un maggior livello di precisione a accuratezza.
Tenendo conto che alcune grandezze come la densità, l’sale di Rochelle, la conduttività elettrica, la velocità del suono e la tensione superficiale aumentano quando aumenta la salinità, mentre la temperatura di congelamento, la compressibilità, la solubilità dei gas che non reagiscono e il calore specifico diminuiscono all’aumentare della salinità vi sono molti metodi che possono essere sfruttati per la sua determinazione.
L’acqua pura è un cattivo conduttore di elettricità. Tuttavia in presenza di ioni disciolti in essa la conducibilità aumenta in modo proporzionale alla quantità degli ioni. La conducibilità elettrica di una soluzione viene misurata mediante un conduttimetro, collegato alla cella conduttimetrica che è costituita da due elettrodi di platino immersi nella soluzione in analisi.
Poiché le misure conduttimetriche sono influenzate dalla temperatura il campione da analizzare deve avere una temperatura di circa 20°C così come il campione standard avente generalmente una salinità del 35‰.
All’aumentare della temperatura aumenta la conduttività. Per ogni grado centigrado di aumento i valori della conduttività aumentano tra il 2 e il 4% . Ciò avviene sia a causa della maggiore mobilità ionica che della maggiore solubilità da parte di sali poco solubili.
Metodi
Altri metodi per la determinazione della salinità consistono nella misurazione della densità o dell’indice di rifrazione. Questi metodi danno, tuttavia, solo informazioni sulla concentrazione degli ioni totale e non sulla concentrazione di uno ione specifico come Na+ o Cl–.
Per la determinazione di un determinato ione ci si può avvalere di elettrodi a membrana detti anche ionoselettivi (ISE). Il loro funzionamento si basa sulle proprietà di alcuni materiali di scambiare ioni.
Queste specie sono utilizzate sotto forma di membrana sottile e la loro selettività dipende dal tipo e dal numero di ioni scambiati. Negli elettrodi ionoselettivi quando la membrana è posta in soluzione, sulle due facce si formano dei doppi strati elettrici a causa dello scambio ionico. Ciò comporta la formazione di potenziali dipendenti dalle specie chimiche che sono scambiate.
Un metodo poco pratico per determinazioni in loco ma molto accurato consiste nella determinazione della concentrazione dello ione cloruro tramite titolazione al fine di determinare la clorinità.
La clorinità viene determinata con il metodo di Mohr tramite una titolazione argentometrica per precipitazione con nitrato di argento in presenza di cromato di potassio.
Il metodo sfrutta la maggiore solubilità del cromato di argento rispetto al cloruro di argento. La soluzione a cui viene aggiunto cromato di potassio quale indicatore viene titolata con nitrato di argento con formazione di un precipitato di cloruro di argento. Raggiunto il punto equivalente l’ulteriore aggiunta di titolante fa precipitare il cromato di argento dal tipico colore rosso che consente di individuare il punto finale della titolazione.
Il valore della salinità, nota la clorinità, è ottenuto dalla formula di Knudsen:
S = 1.80655 ∙ Cl
dove la salinità e la clorinità sono espresse in ‰.