• View
• Edit
• History
• Print

Totale Hardheid Van Drinkwater

Bepaling van het gezamenlijke gehalte aan calcium- en magnesiumionen in drinkwater (totale hardheid)

PRINCIPE

Het gezamelijke gehalte aan calcium- en magnesiumionen in een oplossing, kan worden bepaald door middel van een complexvormingsreactie met EDTA.

THEORIE

De hardheid van water is een maat voor het gezamelijke gehalte aan calcium en magnesiumionen hierin. De eenheid die voor de hardheid wordt gebruikt, is de ‘Duitse hardheidgraad’ °dH, waarbij 1°dH= 0,18 mmol.L⁻¹ (1 mmol/l = 5,6 °dH). Dit komt overeen met [Ca²⁺]= 7,1 mg.L⁻¹ en [Mg²⁺]= 4,3 mg.L⁻¹.

De Nederlandse drinkwater bedrijven gebruiken de volgende indeling:

In Nederland bevat het drinkwater voornamelijk Ca-ionen en nauwelijks Mg-ionen. Drinkwater in Nederland bevat circa 1–5 mg magnesiumionen per liter

DinatriumEDTA is het dinatriumzout van de ethyleendiaminetetra-acetaat (=ethyleendinitrilotetraethanoaat). Schematisch stellen we dat voor als: Na₂H₂Y, waarin Y de organische zuurrest voorstelt. Als dit zout wordt opgelost in water, wordt deze in ionen gesplitst volgens de oplossingvergelijking:

Na₂H₂Y → 2Na⁺ + H₂Y^2-

Het H₂Y^2- -ion reageert met het calciumion Ca²⁺ of magnesiumionen Mg²⁺ tot, in water oplosbare, complexeverbindingen:

H₂Y^2-(aq) + Ca²⁺(aq) ↔ CaY^2-(aq) + H⁺(aq)

H₂Y^2-(aq) + Mg²⁺(aq) ↔ MgY^2-(aq) + H⁺(aq)

De bijbehorende evenwichtsvoorwaarden (vormingsconstanten): K_v=3,0.10¹⁰ voor Ca²⁺ en K_v=5.10⁸ voor Mg²⁺

Het evenwicht verschuift naar rechts als er H⁺ wordt weggenomen, dit wordt bereikt door de reactie in een basisch milieu (pH=10) uit te voeren. Hiervoor dient de basische bufferoplossing met NH₄ ⁺ - en NH₃ -deeltjes

Als al het metaal heeft gereageerd, zal er kleurverandering plaatsvinden, van wijnrood naar blauw, van de aanwezige indicator (eriochroomzwart T). Op dat moment is het eindpunt van de titratie bekend.
Voor meer uitgebreide theorie, die nodig is, zie: EDTA en complexometrie.

BENODIGDHEDEN

Glaswerk en apparatuur:

• buret
• trechter
• bekerglazen van 100 mL
• pipet van 25,00 mL
• erlenmeyer van 200–250 mL

Chemicaliën en oplossingen:

• Geconcentreerde bufferoplossing pH10
• Indicatoroplossing: Eriochroomzwart T in methanol of
  • een verwrijf van de vaste stof: 0,05 m% Eriochroomzwart T (s) in NaCl(s)
• DinatriumEDTA 0,01 M
• Demiwater

VOORBEREIDING

• Geconcentreerde bufferoplossing is als volgt bereid:

• Indicatoroplossing of verwrijf:

UITVOERING

Voer de bepaling minimaal in DUPLO uit.

Pipetteer 25,00 mL drinkwater in een 250 mL erlenmeyer en voeg 1,0 mL bufferoplossing toe. Voeg 6 druppels indicator toe (of een spatelpunt van het verwrijf) en titreer met de EDTA-oplossing tot de kleur verandert van wijnrood naar puur blauw. Geen sporen van de wijnrode tint mag nog zichtbaar zijn.

BEREKENING

1 mmol EDTA reageert met 1 mmol Ca²⁺ of Mg²⁺
Bereken de gezamenlijke concentratie van de Ca²⁺-ionen en Mg²⁺, uitgedrukt in mmol.L⁻¹.

Hieruit volgt de totale hardheid van het water in °dH.

BRONNEN

• H.H. Willard, N.H. Furman, C.E. Bricker; Elements of Quantitative Analysis; D. van Nostrand Company, Princeton (USA), 1956; p. 135–137.

www:

• Lenntech: Waterhardheid in Nederland; 1998–2006; 18–10–2006; NL; http://www.lenntech.com/waterhardheid.htm
• Wikipedia: Drinkwater; 2006; 18–10–2006; NL; http://nl.wikipedia.org/wiki/Drinkwater