Ziel des Versuchs: Mit Aquamerck-Kästen werden Gesamthärte, Calciumhärte und Magnesiumhärte verschiedener Wasserproben ermittelt.
| Thema: Wasserhärtebestimmung | Tags: quantitativer Nachweis, Vergleich verschiedener Proben, Messverfahren | Klassenstufen: 9-10 | Versuchsart: SV |
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 |
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.
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