1 dH˚= 10mg (CaO)/l (H2O). CaO konsentraatio lasketaan tutkimalla

Kemian opetuksen keskus

Vihreäkemia –Veden kovuuden määritys

Veden kovuuden määritys

kompleksometrisellä titrauksella

Veden kovuus määritetään dH˚ asteina ja 1 dH˚= 10mg (CaO)/l (H₂O). CaO konsentraatio lasketaan tutkimalla Ca²⁺ ja Mg²⁺ –ionien konsentraatiosta vedestä. Näiden avulla lasketaan CaO-massa/litra.

(Huom. Sekä Kalsium, että magnesium vaikuttavat veden kovuuteen samalla tavalla. Jotta vedenkovuus asteikko olisi suora ja kohtelisi kalsiumia ja magnesiumia samalla tavalla, tulee kaikki kalsium ja magnesium-ionit muuttaa laskuissa kalsiumoksidiksi. Magnesium- ja kalsiumoksideilla on eri moolimassat, joten magnesiumoksidi vaikuttaisi vedenkovuuteen enemmän. Saamme tuloksena vain näiden yhteisen konsentraation, joka muutetaan CaO-massaksi/l)

Kompleksometrinen titraus:

Käytetään indikaattoria ERIO-T:tä, joka sitoutuessaan metalliin on punainen ja vapaana sininen.

ERIO-T on redox indikaattori.(Lisätietoa netistä)

Titrataan 0,0100M EDTA-lioksella, jolloin EDTA sitoo metalli-ionit ERIO-T:ltä ja ERIO-T vapautuu siniseen väriinsä.

EDTA muodostaa vahvemman kompleksin ja vapauttaa täten ERIO-T indikaattorin.






EDTA-molekyyli sitoutuu metalli-ioniin muodostaen metalli-kompleksiyhdisteen






ERIO-T-indikaattori muuttaa väriään vapautuessaan metalli-ionin kanssa muodostamastaan kompleksista.

(Huom. Na⁺ tilalla Ca²⁺ ja Mg²⁺ -ioni, joka sitoutuu kahteen ERIO-T molekyyliin)

Tarvikkeet

100ml täyspipetti ja pumpetti

5ml mittalasi

250ml erlenmayer

50ml byretti ja statiivi

lämpömittari

magneettisekoittaja ja lämpölevy (tai käsinsekoitus ja lämmitys ennen ja aina välillä, että lämpötila pysyy suht tasaisena)

Reagenssit

Vesi

0,00100M EDTA-liuos

NH₃-NH₄Cl puskuriliuos, pH 10 (Valmistus: 100ml mittapulloon, 5,1g NH₄Cl + 20ml vettä(liuotus) + 35ml 25% NH₃-liuosta ja täytetään vedellä merkkiin)

ERIO-T-indikaattori (kiint.)

Työohje

Näyte 100ml vettä mitataan täypipetillä 250ml erlenmayeriin. Näytteeseen lisätään 5ml pH 10 puskuriliuosta. Näytteeseen lisätään niin vähän kuin voidaan värin saamiseksi ERIO-T indikaattoria ja näyte asetetaan byretin alle magneetisekoittajalle ja lämmitetään n.45˚C. Lämmin näyte titrataan EDTA-liuoksella värinmuutos pisteeseen. Värimuutos violetti -> sininen

Puskuroinnin ja lämpötilan vaikutus titrauksen onnistumiseen

Titrausliuos puskuroidaan pH 10 puskuri-liuoksella, jotta pH pysyisi emäksisenä koko titrauksen ajan.

Jos liuos menettää emäksisyytensä, hajoaa ERIO-T indikaatorin ja Ca²⁺ ja Mg²⁺-ionien välinen kompleksi ja titrauksen päätepistettä on mahdotonta määrittää.

Liuosta lämmitetään, jotta reaktio tapahtuisi riittävän nopeasti, eikä titraus menisi ns. yli liian pitkän reaktio ajan vuoksi.

Metalli-ionien konsentraation määritys ja vedenkovuuden määritys

EDTA:ta kuluu 1:1 metalli-ionien kanssa, joten EDTA:n kulutuksesta, voimme laskea metalli-ionien konsentraation tutkittavassa vedessä. Ota ylös EDTA:n tarkka kulutus, EDTA:n konsentraatio, tutkitun veden tilavuus ja laske näiden avulla metalli-ionien konsentraatio:
c _EDTA x V _EDTA = c _M x V _VESI
Kun tiedät metalli-ionien konsentraation vedessä, voit muuttaa sen CaO:n massaksi/l:


c_M × 56.08 g /mol = g(CaO)/l

c_M × M_CaO = g(CaO)/l

Koska veden kovuudessa 1 dH˚= 10mg(CaO)/l, niin edellinen tulos kerrotaan sadalla.

(Jos kerrottaisiin tuhannella saataisiin tulos mg/l, nyt 10mg/l = 1 dH˚)

g(CaO)/l × 100 = dH˚