Wasser ist eines der wichtigsten, um nicht zu sagen, das wichtigste Lebensmittel von uns Menschen und aller Lebewesen. Ohne Wasser kann kein Mensch überleben. Aus diesem Grund hat man sich bereits früh mit dem Stoff Wasser beschäftigt.
Denn obwohl es immer gleich aussieht, stellte man schnell fest, dass Wasser nicht gleich Wasser ist. Beim Waschen fiel das besonders auf. Mit dem einen Wasser löste sich der Schmutz mühelos und sogar einfache Kernseife erzeugte viel Schaum. Mit einem anderen Wasser aber ließ sich die Wäsche nicht einmal richtig anfeuchten, das Wasser perlte ab und schäumte auch mit Seife nicht richtig. Der Unterschied zwischen weichem und hartem Wasser war entdeckt. Seitdem werden immer neue Analysemethoden entwickelt, um die Qualität eines Wassers zu bestimmen und mögliche giftige Inhaltsstoffe zu ermitteln.
Unter der Härte eines Wassers versteht man „dessen Gehalt an Calcium-, Magnesium-, Strontium- und Bariumionen“. Da die beiden letztgenannten Ionen nur in Spuren in den meisten Trink- und Abwässern vorkommen, wird hauptsächlich die Konzentration von Calcium- und Magnesiumionen betrachtet und bestimmt.
Diese sogenannte Gesamthärte bezieht sich ausschließlich auf die Kationen. Eine weitere Möglichkeit bietet die Einteilung in Carbonat- und Nichtcarbonathärte (KH und NKH). Diese Unterscheidung betrachtet die Konzentration an Calcium- und Magnesiumionen für die eine äquivalente Mange an Anionen vorhanden ist. Dabei bezieht sich die Carbonathärte auf die Konzentration von Carbonat bzw. löslichem Hydrogencarbonat im Wasser und die Nichtcarbonathärte auf die der restlichen gelösten Anionen (z.B. Sulfat, Phosphat, Nitrat). Zusammen dürfen diese beiden „Härten“ nicht großer sein als die Gesamthärte, da angenommen wird, dass diese Anionen nur durch Verbindungen mit Härtebildnern in das Wasser gelangt sind. Tatsächlich können sie aber auch mit anderen Salzen ins Wasser gelangen, zum Beispiel durch Lösen von Natriumcarbonat.
Inhaltsverzeichnis
1. Einleitung
2. Grundlagen
2.1 Wasserhärte
2.1.1 Definition und Entstehung
2.1.2 Folgen der Wasserhärte
2.1.3 Bedeutung für den Menschen
2.2 Komplexometrische Titration
2.3 Berechnung der Wasserhärte
3. Material und Methode
3.1 Versuchsaufbau und Reagenzien
3.2 Versuchsdurchführung
4. Diskussion
4.1 Plausibilisieren der Ergebnisse
4.2 Erklärung der Ergebnisse anhand von geologischen Karten
4.3 Erstellung einer Wasserhärtekarte
5. Schluss
Zielsetzung & Themen
Die vorliegende Arbeit untersucht die chemische Bestimmung der Wasserhärte mittels komplexometrischer Titration und setzt die ermittelten Messwerte in Bezug zu den jeweiligen geologischen Bodenbeschaffenheiten der Herkunftsorte der Wasserproben.
- Grundlagen der Wasserchemie, insbesondere der Calcium- und Magnesiumionen
- Methodik der komplexometrischen Titration mit Eriochromschwarz-T und Titriplex III
- Einfluss geologischer Bodenformationen auf die Wasserhärte
- Praktische Erstellung und Auswertung einer regionalen Wasserhärtekarte
Auszug aus dem Buch
2.1.1 Definition und Entstehung
Unter der Härte eines Wassers versteht man „dessen Gehalt an Calcium-, Magnesium-, Strontium- und Bariumionen“(Hütter 1984: 55). Da die beiden letztgenannten Ionen nur in Spuren in den meisten Trink- und Abwässern vorkommen, wird hauptsächlich die Konzentration von Calcium- und Magnesiumionen betrachtet und bestimmt. Diese sogenannte Gesamthärte bezieht sich ausschließlich auf die Kationen. Eine weitere Möglichkeit bietet die Einteilung in Carbonat- und Nichtcarbonathärte (KH und NKH). Diese Unterscheidung betrachtet die Konzentration an Calcium- und Magnesiumionen für die eine äquivalente Mange an Anionen vorhanden ist. Dabei bezieht sich die Carbonathärte auf die Konzentration von Carbonat bzw. löslichem Hydrogencarbonat im Wasser und die Nichtcarbonathärte auf die der restlichen gelösten Anionen (z.B. Sulfat, Phosphat, Nitrat). Zusammen dürfen diese beiden „Härten“ nicht großer sein als die Gesamthärte, da angenommen wird, dass diese Anionen nur durch Verbindungen mit Härtebildnern in das Wasser gelangt sind. Tatsächlich können sie aber auch mit anderen Salzen ins Wasser gelangen, zum Beispiel durch Lösen von Natriumcarbonat.
Zusammenfassung der Kapitel
1. Einleitung: Die Einleitung beleuchtet die historische Bedeutung der Wasserhärte für den Alltag sowie die Notwendigkeit präziser Analysemethoden für die Wasserqualität.
2. Grundlagen: Hier werden die chemischen Hintergründe der Wasserhärte, die Prinzipien der komplexometrischen Titration und die Berechnung der Wasserhärte in Grad deutscher Härte erläutert.
3. Material und Methode: Dieses Kapitel beschreibt den praktischen Versuchsaufbau, die benötigten Reagenzien sowie die exakte Durchführung der Titration zur Bestimmung der Härte.
4. Diskussion: Die Ergebnisse der Probenahmen werden auf ihre Plausibilität geprüft und in einen geologischen Kontext zur Bodenbeschaffenheit der Region gesetzt.
5. Schluss: Der Schluss reflektiert den Wandel der Wasserversorgung von Oberflächenbrunnen hin zur zentralen Wasserversorgung und betont die Bedeutung öffentlicher Qualitätskontrolle.
Schlüsselwörter
Wasserhärte, Titration, Calciumionen, Magnesiumionen, Komplexometrie, Titriplex III, Eriochromschwarz-T, Bodenbeschaffenheit, Hydrogencarbonat, Wasseranalyse, Geologie, Trinkwasser, Härtebildner, Carbonathärte, Wasserhärtekarte
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit beschäftigt sich mit der analytischen Bestimmung der Wasserhärte und dem Einfluss geologischer Faktoren auf die Zusammensetzung des Wassers.
Was sind die zentralen Themenfelder?
Die Themen umfassen die chemische Definition der Wasserhärte, die methodische Vorgehensweise bei der Titration sowie die geochemische Betrachtung der Bodenverhältnisse in verschiedenen Versuchsgebieten.
Was ist das primäre Ziel der Untersuchung?
Das Ziel ist es, die Wasserhärte an verschiedenen Entnahmestellen praktisch zu bestimmen und diese Werte geologisch zu interpretieren.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Zur Bestimmung der Härte wird die komplexometrische Titration unter Verwendung von Eriochromschwarz-T als Indikator und Titriplex III als Titrationslösung eingesetzt.
Was wird im Hauptteil behandelt?
Der Hauptteil gliedert sich in theoretische Grundlagen, die methodische Beschreibung der Titration, die Darstellung der experimentellen Ergebnisse und eine detaillierte Diskussion der Bodenverhältnisse.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Zentrale Begriffe sind Wasserhärte, Titration, Calcium, Magnesium, Bodenbeschaffenheit, Wasseranalyse und geologische Karten.
Welche Rolle spielt die Bodenbeschaffenheit für die Wasserhärte?
Die Bodenbeschaffenheit, etwa das Vorkommen von Kalk, Gips oder sauren Böden, bestimmt maßgeblich, welche Mineralien durch versickerndes Regenwasser gelöst werden und somit die Härte des Grundwassers beeinflussen.
Warum wird im Schluss die öffentliche Wasserversorgung kritisiert?
Der Autor argumentiert, dass durch die Gewinnorientierung privater Betreiber die Wasserqualität gefährdet werden könnte, weshalb eine öffentliche Hand zu bevorzugen sei.
- Arbeit zitieren
- Josef Huber (Autor:in), 2014, Vergleichende Wasserhärtebestimmung durch komplexometrische Titration. Grundlagen, Definitionen und Methoden, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/300569
