Ziel des Versuchs: Im folgenden Versuch soll eine Möglichkeit zur Bestimmung des Calciumgehaltes, welcher gemeinsam mit dem Magnesiumgehalt im Wasser verantwortlich ist für die Wasserhärte, gezeigt werden.
| Thema: Wasserhärtebestimmung | Tags: Wasserhärte, Titration, Wasser | Klassenstufen: 9-10 | Versuchsart: SV |
Materialien
2 Bechergläser, Bürette mit Halterung, Stativ, Magnetrührer, Pipette
Chemikalien
Wasserproben (Leitungswasser, destilliertes Wasser, Bachwasser und Regenwasser), EDTA, 15%ige Natronlauge, Calconcarbonsäure
| Gefahrstoff | H-Sätze | P-Sätze | GHS |
|---|---|---|---|
| Natronlauge 33% | H314 | P280-P305+P351+P338-P310 |  |
Durchführung
Zunächst werden 50 mL einer 0,01 M EDTA-Lösung hergestellt. 30 ml einer Wasserprobe werden in ein 100 ml – Becherglas gegeben und 2 ml der Natronlauge sowie ein Körnchen Calconcarbonsäure werden hinzugefügt. Nun wird mit der EDTA-Lösung titriert, wobei die Farbumschläge beobachtet werden. Färbt sich die Lösung dunkeblau, so ist die Titration abgeschlossen. Bei den anderen Wasserproben wird analog verfahren.
Beobachtung
Beim Leitungswasser erfolgt der Farbumschlagvon violett nach blau nach 4,5 ml EDTA-Zugabe, beim Bachwasser nach 19 ml, beim Regenwasser nach 0,5 ml und beim destillierten Wasser ist die Lösung nach Zugabe der Natronlauge und der Calconcarbonsäure sofort dunkelblau, und somit wurde hier keine weitere Titration vorgenommen.
Beim Bachwasser fällt zusätzlich nach Zugabe der Natronlauge deutlich sichtbar ein Feststoff aus.
Deutung
Durch Zugabe der Natronlauge fallen die im Wasser gelösten Magnesiumionen als festes Magnesiumhydroxid aus und stören somit nicht mehr bei der Bestimmung des Calciumgehaltes im Wasser.
nach Zugabe der Natronlauge:
Mg2+(aq) + 2OH−(aq) → Mg(OH)2(s)
Ca2+(aq) + HInd2−(aq) + OH−(aq) → [Ca(Ind)]−(aq) + H2O(l)
nach EDTA-Zugabe:
[Ca(Ind)]−(aq) + H2edta2−(aq) + OH−(aq) → [Ca(edta)]2−(aq) + H2O(l) + HInd2−(aq)
Die Wasserhärte kann nun wie folgt berechnet werden:
Beispielrechnung für Leitungswasser (1 mmol/L = 5,6 °dH):
Die Berechnung für die anderen Wasserproben erfolgt analog.
Regenwasser:
Dest. Wasser:
Bachwasser:
Entsorgung
Die Entsorgung erfolgt in den Behälter für halogenfreie organische Lösungen.
Anmerkungen & Unterrichtsanschlüsse: Dieser Versuch kann im Anschluss an „V2 - Wasserhärtebestimmung durch komplexometrische Titration“ aus dem Langprotokoll durchgeführt werden. Durch die Differenz der Gesamthärte und der Calciumionenkonzentration kann nun auch die Magnesiumionenkonzentration der jeweiligen Wasserprobe bestimmt werden.
Literatur
R. Herbst-Irmer, Skript für das Fortgeschrittenenpraktikum für Lehramtskandidaten: Anorganische Chemie 2015
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