Bestimmung der Wasserhärte

von Anonym_5

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Ziel des Versuchs In diesem Versuch soll mittels einer Leitfähigkeitstitration mit EDTA die Wasserhärte von Wasser bestimmt werden

Vorbemerkung

Bei diesem Versuch sollen die SuS erkennen, dass Wasser von verschiedenen Quellen verschiedene Ionen-Konzentrationen enthalten kann. Repräsentativ sollen die Calcium- und Magnesium-Konzentrationen über eine Titration mit EDTA-Lösung bestimmt und der Begriff der Wasserhärte eingeführt und erklärt werden.

Materialien

Magnetrührer mit Heizplatte; 50 mL Bürette; Becherglas (250 mL), Leitfähigkeitsmesser; Voltmeter

Chemikalien

0,01 M NaH2EDTA-Lösung; (Leitungs-)Wasser

Gefahrstoffe

Gefahrstoff	H-Sätze	P-Sätze	GHS-Piktogramme
Dinatrium-ethylendiamin-tetraessigsäure	Nicht in der Gefahrstoffliste enthalten – bitte selbst nachschlagen.

Durchführung

50 mL einer beliebigen Wasserprobe werden mit der EDTA-Lösung titriert und die Veränderung der Leitfähigkeit des Wassers beobachtet und in 1 mL Schritten protokolliert.

Beobachtung

Nach anfänglichem Sinken der Leitfähigkeit erreicht sie nach wenigen Milliliter EDTA-Lösung ein Minimum und steigt danach konstant.

Abbildungen

Abb. 1: Diagramm zur Leitfähigkeitstitration von Leitungswasser zur Bestimmung der Wasserhärte

Deutung

Zu Beginn sinkt die Leitfähigkeit der Probe, da einige der leitenden Ionen der Lösung gebunden (komplexiert) werden. Nach Erreichen des ÄP steigt die Leitfähigkeit der Lösung, da das hinzugegebene EDTA dissoziiert und dabei Hydronium-Ionen freisetzt.

H₂(edta)^2-_(aq) → edta^4-_(aq) + 2H⁺_(aq)

Über die Menge der eingesetzten EDTA-Lösung kann auf die Menge der Calcium- und Magnesium-Ionen geschlossen damit dann die Wasserhärte (in Deutschland definiert als [m(CaO)/10 mg/L) + m(MgO/7 mg/L)] bestimmt werden. Dies ist möglich, da jedes EDTA-Molekül eine Verbindung mit jeweils einem Magnesium- bzw. Calcium-Ion bildet. Für die Berechnung: siehe Abbildung 2

Das Ergebnis dieser Rechnung muss noch mit 100 multipliziert werden (wegen der Umrechnung von g zu mg und der /10 aus der Definition der °dH). In Göttingen beträgt diese ca. 4 °dH -7° dH (bei der Beispielrechnung entsprechend 4,5 °dH).

Entsorgung

Die Lösung kann über den Abfluss entsorgt werden.

Anmerkungen & Unterrichtsanschlüsse

Dieser Versuch kann auch sehr gut in einer Einheit über Wassersysteme bzw. Wasseranalyse allgemein eingesetzt werden. Bei der Erklärung, was EDTA ist, muss allerdings aufgepasst werden, da SuS Komplexe nicht kennen.

Literatur

Northolz, M., & Herbst-Irmer, R. (2009). Skript zum anorganisch-chemischen Grundpraktikum für Lehramtskandidaten. Göttingen: Universität Göttingen. S. 147.