L’azoto è un elemento essenziale nella vita dell’uomo: esso infatti è presente nelle proteine, negli acidi nucleici, nei glucosidi e negli alcaloidi.
Tuttavia la presenza di azoto ammoniacale nelle acque è un chiaro indice di inquinamento in quanto esso può derivare dalla degradazione di composti organici azotati provenienti, tra gli altri da scarichi fognari, da allevamenti zootecnici, da terreni agricoli in cui sono stati usati concimi a base di urea e da affluenti di industrie chimiche.
La determinazione dell’azoto ammoniacale è quindi un test necessario per conoscere lo stato di salute di un’acqua in quanto esso è assente o presente in tracce nel caso di acque ben ossigenate in quanto esso viene rapidamente ossidato ad azoto nitrico.
Uno dei metodi analitici per la determinazione dell’azoto ammoniacale è quello che utilizza la determinazione spettrofotometrica mediante reattivo di Nessler sebbene il metodo sia poco accurato nel caso di sostanze interferenti quali Ca2+, Mg2+ e Fe2+ che possono provocare un intorbidimento. Pertanto occorre prima di procedere all’analisi provvedere preventivamente alla loro precipitazione e, affinché eventuali ioni rimasti ancora in soluzione non precipitino con il reattivo di Nessler, occorre aggiungere una soluzione stabilizzante di EDTA.
Per preparare il reattivo di Nessler occorre solubilizzare 50 g di KI nella più piccola quantità di acqua fredda e aggiungere successivamente una soluzione satura di cloruro di mercurio (II). La solubilità in acqua a temperatura ambiente di HgCl2 è di 74 g/L. Pertanto per preparare 350 mL di soluzione satura ne occorreranno circa 26 g.
Alla soluzione vengono aggiunti 200 mL di NaOH a concentrazione 5 M e la soluzione ottenuta viene portata al volume di 1 L.
La soluzione così preparata che prende il nome dal suo scopritore, il chimico tedesco Julius Nessler è una soluzione alcalina di potassio tetraiodomercurato (II) la cui formula è K2[HgI4] costituita da ioni potassio K+ e da ioni tetraiodomercurato HgI42-
L’ammoniaca libera o idrolizzata presente in un’acqua reagisce con il reattivo di Nessler secondo la reazione:
NH4+ + 2 HgI42- + 4 OH- → HgO ∙ Hg(NH2)I + 7 I- + 3 H2O
con ottenimento di un’intensa colorazione giallo-arancio, dovuta alla formazione dello ioduro di ossoamidodimercurio, che, se la concentrazione è sufficientemente alta, dapprima floccula e poi precipita.
Il metodo è molto sensibile e permette di rivelare presenza di ammoniaca anche a concentrazioni di ammoniaca dell’ordine di 0.1 mg/L.
L’assorbanza del complesso colorato viene misurata alla lunghezza d’onda di 420 nm. Dal valore dell’assorbanza, corretto del valore del bianco, risalire alla concentrazione di azoto ammoniacale utilizzando la curva di taratura in cui va posta l’assorbanza sull’asse delle ordinate e la concentrazione dell’azoto ammoniacale sulle ascisse.