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Ziel des Versuchs Mit Aquamerck-Kästen werden Gesamthärte, Calciumhärte und Magnesiumhärte verschiedener Wasserproben ermittelt.

Vorbemerkung

Unterscheidung: Bei diesem Versuch werden quantitativ die Gesamtwasserhärte sowie die Calciumhärte des Wassers bestimmt. Aus der Differenz ergibt sich die Magnesiumhärte. Zur Ermittlung dieser Werte werden Aquamerck-Kästen verwendet. Die SuS sollten bereits wissen, welche Ionen Wasserhärte hervorrufen, dass diese gemessen werden kann und die Gesamthärte sich aus der Summe der Magnesiumionen und Calciumionen ergibt.

Materialien

Aquamerck-Kästen:

Gesamthärte-Test – Enthält: Probenbecher, 5 mL Spritze

Calcium-Test:

Enthält: Testglas, 5 mL Spritze, Spritze/Pipette mit Ableseskala der Calciumkonzentration, kl. Spatel

Chemikalien

Gesamthärte-Test: Reagenz H-1, Reagenz H-2, Calcium-Test: Reagenz 1, Reagenz 2, Reagenz 3, Wasserproben

Durchführung

Gesamthärtetest:

Testglas und Spritze werden mehrmals mit der vorbereiteten Probe gespült. 5 mL der Testsubstanz werden mit der Spritze in das Testglas gegeben. Reagenz H-1 (1 Tablette) wird hinzugegeben und das Testglas so lange geschwenkt, bis sich die Tablette aufgelöst hat. Wenn sich die Probe rot färbt, sind Härtebildner vorhanden. Reagenz H-2 wird tropfenweise zugegeben, bis die Probe eine grüne Farbe annimmt. Nach jedem Tropfen wird das Testglas geschwenkt.

Calcium-Test:

Testglas und Spritze werden mehrmals mit dem zu prüfenden Wasser gespült. Mit der Spritze werden 5 mL der Probe in das Testglas gegeben. 10 Tropfen der Reagenz 1 werden zur Probe hinzugegeben, anschließend 2 Spatelspitzen der Reagenz 2. Bei Anwesenheit von Calciumionen färbt sich die Lösung rotviolett. Die Titrierpipette wird lose auf Reagenz 3 aufgesetzt und mit der Reagenz 3 gefüllt. Reagenz 3 wird mit der Titrierpipette tropfenweise der Probe hinzugegeben, bis ein Umschlag ins blauviolette erfolgt. Nach jedem Tropfen wird das Testglas geschwenkt. Die Konzentration von Calciumionen kann auf der Titrierpipette abgelesen werden.

Beobachtung

Gesamthärte-Test:

Das destillierte Wasser färbt sich nach Zugabe von Reagenz H-1 grauschwarz und wird nach Zugabe von Reagenz H-2 grün. Die anderen Proben färben sich nach Zugabe von Reagenz H-1 grau und werden nach Zugabe von Reagenz H-2 zunächst grauschwarz und dann grün.

Probe Tropfen bis Umschlag
Destilliertes Wasser 1
Leitungswasser 6
Vilsa naturell 8
Evian 17
Wasser aus Leine +

Calcium-Test:

Das destillierte Wasser ist nach Zugabe von Reagenz 1 und Reagenz 2 schon blauviolett; die anderen Proben werden erst durch zusätzliche Zugabe von Reagenz 3 blauviolett.

Probe Auf der Titrierpipette abgelesene Konzentration an Calciumionen [mg/l]
Destilliertes Wasser 0
Leitungswasser 36
Vilsa naturell 52
Evian 70
Wasser aus Leine 23

Abbildungen

  • Abb. 1: Testkit für den Gesamthärte-Test
  • Abb. 2: Testkit für den Calcium-Test

Deutung

Gesamthärte: Folgende Konzentrationen liegen in den Proben vor:

Probe Tropfen bis Umschlag Härtegrad Konzentration Calciumionen und Magnesiumionen [mg/L] Konzentration Calciumionen und Magnesiumionen [mmol/L]
Destilliertes Wasser 1 1 °d 7,1 0,178
Leitungswasser 6 6 °d 42,6 1,068
Vilsa naturell 8 8 °d 56,8 1,424
Evian 17 17 °d 120,7 3,026
Wasser aus Leine 23 23 °d 163,3 4,094

Beispielrechnung:

Angabe im Begleitheft zum Merckkasten: 1 Tropfen ≙ 1 °dh ≙ 7,1 mg/L ≙ 0,178 mmol/L

Leitungswasser: 6 Tropfen → 6 °dh.

1°dh ≙ 7,1mg/L -> 6 °dh ≙ 6 x 7,1 mg/L = 42,6 mg/L

1 °dh ≙ 0,178 mmol/L -> 6 °dh ≙ 6 x 0,178 mmol/L = 1,068 mmol/L

Probe Konzentration an Calciumionen [mg/L] Konzentration an Calciumionen [mmol/L]
Destilliertes Wasser 0 0
Leitungswasser 636 0,9
Vilsa naturell 52 1,3
Evian 70 1,75
Wasser aus Leine 118 23 °d

Beispielrechnung:

Angabe im Begleitheft zum Merckkasten: 2 mg/L Calcium ≙ 0,05 mmol/L

Leitungswasser: 36 mg/L Calcium ≙ (36 x 0,025) mmol/L = 0,9 mmol/L

Die Konzentration der Magnesiumionen ergibt sich aus der Differenz zwischen Gesamthärte und Calciumionenkonzentration

Probe Konzentration an Magnesiumionen [mg/L] Konzentration an Magnesiumionen [mmol/L]
Destilliertes Wasser 7,1 0,178
Leitungswasser 6,6 0,168
Vilsa naturell 4,8 0,124
Evian 50,7 1,276
Wasser aus Leine 45,3 1,144

Beispielrechnung Leitungswasser:

Konzentration von Magnesiumionen [mg/L] = Gesamthärte [mg/L] – Calciumhärte [mg/L] = 7,1 mg/L - 0  mg/L = 7,1 mg/L

Konzentration von Magnesiumionen [mmol/L] = Gesamthärte [mmol/L] – Calciumhärte [mmol/L] = 0,178 [mmol/L] – 0 [mmol/L] = 0,178 [mmol/L]

Entsorgung

Abwasser

Anmerkungen & Unterrichtsanschlüsse

Die Aquamerck-Kästen sind die einfachste Methode, Wasserhärte quantitativ zu bestimmen. Sie bieten außerdem einen Einblick in die Vorgehensweise beim Testen von Wasser, wie es z.B. durch das Gesundheitsamt erfolgt.

Literatur

E. Merck, Aquamerck Gesamthärte-Test, Darmstadt.
E.Merck, Aquamerck Calcium-Test, Darmstadt.