(Un)Genauigkeit eines Härtetest-Set

[Vanadiumpentoxid]

Gerade bei diesen Bestimmungen irgendwelcher Clacium- und Magnesiumionen sollte man doch relativ leicht zur Prüfung auf Gravimetrie zurückgreifen können.

Hm, vll. bei grossen Mengen von Erdalkalimetallen, bei kleinen wie im Leitungswasser eher schwierig, da man zwecks Fehlerminimierung mit sehr grossen Flüssigkeitsmengen arbeiten und diese - vor Alkalicarbonatzugabe und Filtration - zur Fällung von löslichem Erdalkalihydrogencarbonat als unlösliches Carbonat erst noch auskochen müsste, sehr feine Filter benötigt und ausserdem das Restfeuchteproblem im Filterkuchen hat - nicht jeder verfügt über einen Muffelofen in seinem Heimlabor...
Selbst ohne diesen ist der apparative Aufwand eher noch größer als in der Titrimetrie. Und ohne Analysenwaage wird es hier erst recht schwierig...

[Glaskocher]

Bei einem Gehalt von 120mg je Liter wird die Gravimetrie zur Wasserschlacht. Der Fehler durch unvollständige Fällung wäre unverhältnismäßig groß. Außerdem dauert dir Filtration durch einen Filtertiegel auch recht lange bei dem Volumen. Alternativ könnte man die Probe vorab eindampfen, was recht energieaufwändig ist.

Für deutlich sinnvoller halte ich es, eine brauchbare Kalibrierlösung herzustellen und damit einige wenige Titrationen zu machen. Als Urtitersubstanz für die Komplexometrie habe ich Zink (Metall) gefunden. Das müßte in Säure (HCl oder H2SO4) gelöst werden, bevor es verdünnt und mit einem Puffer der pH-Wert nachjustiert wird. Mit den verschiedenen Erdalkalisalzen habe ich weniger Erfahrung, welches davon brauchbar sein könnte. Bariumnitrat? Es ist frei von Kristallwasser und nicht hygroskopisch, hat eine hohe molare Masse und sollte stöchiometrisch reagieren.

[immi07]

Hallo Glaskocher,

mit der Ersatzlieferung Testreagenz und dem angepassten Volumen für den Test bin ich völlig zufrieden.

Viel schlimmer ist das Ergebnis des Tests mit der von allen geliebten 26 Jahre alten Spülmaschine.
Leitungswasser ca. 22 °dH und Spülwasser der Maschine ca. 22°dH


das bedeutet Ionenaustauscher defekt


Danke an alle
Gruß Thomas

[mgritsch]

Gerade bei diesen Bestimmungen irgendwelcher Clacium- und Magnesiumionen sollte man doch relativ leicht zur Prüfung auf Gravimetrie zurückgreifen können. Die kann man dann auch durch entsprechende Skalierung an die evtl- etwas "gröbere" Waage anpassen können.

eher nein, das wird schwierig und bietet viele Fehlerquellen!
bei um die 100 mg Ca/l müsste man schon gut 1 Liter verarbeiten. Eine vernünftige quantitative Fällung & Filtration von Oxalat oder Oxinat sind bei so niedrigen Konzentrationen schwer zu erreichen (ausgelegt ist die Methode für etwa die 10-fache Konzentration). Der apparative Aufwand für eine entsprechende analytische Sinternutsche oder entsprechend feines aschefreies Filterpapier und die nachfolgende richtige Trocknung oder Veraschung zur Wiegeform CaO oder MgO sowie eine Waage die auf zumindest 1 mg genau geht. Normalerweise wird bei so geringen Mengen nicht mehr gewogen sondern in verd H2SO4 gelöst und dann die Oxalsäure mit Permanganat titriert.
Kann man machen, aber macht als "einfache Lösung" keinen Sinn.

Wenn dann könnte man auf die ganz alten Methoden vor EDTA zurückgreifen und mit K-Palmitat (=Seife) gegen Phenolphthalein titrieren So hat man früher Härte bestimmt ("Blachersche Methode"). Ca und Mg bekommt man aber damit nicht getrennt.

Stand der Härtebestimmung in den 30ern: https://doi.org/10.1007/BF01354897

EDTA kostet nicht die Welt, zB aus England , England oder Bulgarien oder Griechenland.

Dazu noch etwas Erio-T, Ammoniumchlorid und Ammoniak ist ohnehin vorrätig.

[mgritsch]

das bedeutet Ionenaustauscher defekt

oder muss nur regeneriert werden?

[Glaskocher]

Ich vermute mal, daß Du den Ionentauscher der Spülmaschine kurz vor der Messung regeneriert hattest. Ansonsten ist die Beurteilung etwas schwierig. Aber eine Nullwirkung gibt zu denken... Im Prinziep brauchst Du ein Mischbettharz oder einen Kationentauscher, die zur Regeneration mit gesättigter Kochsalzlösung passen. Wenn die Patrone nicht als Wegwerfobjekt konzipiert wurde, dann sollte es möglich sein, das Harz zu ersetzen.

Jetzt müßte man, rein der Neugierde halber, überlegen, was das Harz hat altern lassen. Möglich sind unlösliche Ablagerungen in den Mikrokanälen innerhalb der Körner, Biofilme oder der Verlust an reaktiven Gruppen. Wenn der Verdacht besteht, daß da "Rost" der Schuldige ist, dann könnte eine Beimischung von Zitronensäure zum Regeneriersalz Abhilfe schaffen. Sie komplexiert das Eisen und Calcium und trägt sie verstärkt raus. Bei anderen Ursachen müßte man aufwändiger suchen, oder für Ersatz sorgen.

Eine andere Überlegung ist, ob man die Maschine gegen eine Neue auswechselt, die zusätzlich weniger Energie (und eventuell Wasser) verbraucht. Das würde gleich zwei "Fliegen"... aber auch gegen die Bastlerehre verstoßen???

[mgritsch]

Für deutlich sinnvoller halte ich es, eine brauchbare Kalibrierlösung herzustellen und damit einige wenige Titrationen zu machen.

was willst du kalibrieren?

Mit den verschiedenen Erdalkalisalzen habe ich weniger Erfahrung, welches davon brauchbar sein könnte. Bariumnitrat? Es ist frei von Kristallwasser und nicht hygroskopisch, hat eine hohe molare Masse und sollte stöchiometrisch reagieren.

Barium geht komplexometrisch wegen der geringen Komplexbildungskonstante ganz ganz mies. Mühsames Element.
Als "Referenz" würde Gipswasser gut gehen! Kleinen Überschuss Gips in Wasser aufschlämmen, ggfs unter Schütteln (es soll keinen festen Bodenklumpen bilden ) abbinden lassen, paar Tage temperiert stehen lassen bis Gleichgewicht. Die Löslichkeit in dest. Wasser in Abhängigkeit der Temperatur ist schon in der richtigen Größenordnung und tabelliert zu bekommen (zB https://pubs.acs.org/doi/10.1021/ja01377a003).

[mgritsch]

Wenn der Verdacht besteht, daß da "Rost" der Schuldige ist, dann könnte eine Beimischung von Zitronensäure zum Regeneriersalz Abhilfe schaffen. Sie komplexiert das Eisen und Calcium und trägt sie verstärkt raus.

hm, das mit Fe ist ein guter Punkt, er hat ja eher viel davon wie wir festgestellt haben.
Sicher dass das mit Zitronensäure rausgelöst werden kann oder bindet das schon zu gut an den Ionentauscher?

[Glaskocher]

Mit der "Kalibrierlösung" wollte ich eine Probe mit einem eingewogenen Gehalt erzeugen, gegen die man nur schwer argumentieren kann. Daß Barium ein "Komplexmuffel" ist wußte ich nicht, klingt aber logisch weil das Atom/Ion recht groß ist und dadurch eine geringe Ladungsdichte hat.

Die meisten Kationen lassen sich irgendwie vom Ionentauscher desorbieren. Mit der Zitronensäure habe ich zwei Ziele, indem ich den pH-Wert ins Lösefähigere für Eisen verschiebe und zusätzlich das Gelöste maskiere. Ich befürchte, daß der "Rost" nicht nur die Tauscherkapazität erschöpft, sondern auch den Weg dahin zugeklebt hat. Mir fällt kein sinnvolles Reagenz zur Reduktion zu Eisen(II)ionen ein, das außerdem auch noch "speisetauglich" sein müßte. Natürlich kann es sein, daß man damit öfter ran muß, um das Harz nach und nach einer "Tiefenregeneration" zu unterziehen. Das Einfachste wird sein, zweigleisig zu fahren und das Harz zu ersetzen, um dann die Neugierde in Ruhe zu ihrem Recht kommen zu lassen.

[Vanadiumpentoxid]

Beimischung von Zitronensäure (...) Sie komplexiert (...) Calcium und trägt sie verstärkt raus.

Sorgt Citronensäure wegen der abnehmenden Löslichkeit von Calciumcitrat in heißem Wasser langfristig nicht eher dafür, dass Calcium unwiederbringlich da bleibt, wo es ist?
Seit ich deswegen beim Entkalken meiner Kaffeevollautomaten von Citronen- auf Amidosulfonsäure umgestiegen bin, hat sich deren Lebensdauer jedenfalls spürbar verlängert...

[Vanadiumpentoxid]

Mir fällt kein sinnvolles Reagenz zur Reduktion zu Eisen(II)ionen ein, das außerdem auch noch "speisetauglich" sein müßte.

Du meintest bestimmt Eisen III, oder? Alles, was Eisen II weiter zu elementarem Eisen reduzieren könnte, würde sonst nämlich nebenbei auch die Spülmaschine zerlegen...

[Vanadiumpentoxid]

Eine vernünftige quantitative Fällung & Filtration von Oxalat

Ich hatte gravimetrisch ja eher die Fällung als Carbonat im Sinn. Lag ich dabei so falsch?

EDTA kostet nicht die Welt, zB aus England , England oder Bulgarien oder Griechenland.
Dazu noch etwas Erio-T,

Also, England dürfte wegen der den eigentlichen Kaufpreis übersteigenden Versandkosten wohl eher nicht in Frage kommen. Und ab 01.07. kommt auch noch die Einfuhrumsatzsteuer hinzu...

Bei dem Händler aus Griechenland sieht das Eisensulfat toll aus. Hellgrün und schüttfähig - so habe ich es zuletzt in den 80er Jahren in den Vorratsröhrchen von Kosmos gesehen. Heutzutage hat es oft entweder oft schon einen leichten "Möhrchentouch" oder aber backt zusammen...

Frey(alab) aus Bulgarien ist klasse! Ich kannte ihn bisher nur von der Plattform etsy. Da stehen von vornherein Euro-Beträge drin und man ist nicht vom Wechselkurs zum britischen Pfund abhängig - warum auch immer, denn der Händler sitzt ja eigentlich in Bulgarien. Das ist auch das einzige Manko: der Postweg braucht schon mal 4-8 Wochen...
Dafür hat er Chems im Sortiment, die man als Privatkunde in Deutschland schon lange nicht mehr, sondern allenfalls noch aus Holland oder Polen bekommt (Phenolphthalein, Methylorange, Borax, Kaliumiodid, etc.).

[mgritsch]

Mit der "Kalibrierlösung" wollte ich eine Probe mit einem eingewogenen Gehalt erzeugen, gegen die man nur schwer argumentieren kann.

du meinst für den Schnelltest? Zu viel der Mühe. Die Argumentation mit den Wässern bekannten Gehalts hat den Job ja getan

Das Einfachste wird sein, zweigleisig zu fahren und das Harz zu ersetzen, um dann die Neugierde in Ruhe zu ihrem Recht kommen zu lassen.

Denke auch eine frische Ladung Mischbettharz kostet nicht die Welt und der Rest ist Experimentierlaune Irgendwann wird jede "Reparatur" in jeder Hinsicht aufwändiger als Ersatz...

[mgritsch]

Sorgt Citronensäure wegen der abnehmenden Löslichkeit von Calciumcitrat in heißem Wasser langfristig nicht eher dafür, dass Calcium unwiederbringlich da bleibt, wo es ist?
Seit ich deswegen beim Entkalken meiner Kaffeevollautomaten von Citronen- auf Amidosulfonsäure umgestiegen bin, hat sich deren Lebensdauer jedenfalls spürbar verlängert...

es geht hier um einen zu regenerierenden Ionentauscher, keine Entkalkung einer Kaffeemaschine. Der Ionentauscher wird nicht mit Heißwasser betrieben oder gar beheizt sondern stellt lediglich für den Betrieb der nachgeschalteten Spülmaschine weiches Wasser bereit. Ca liegt darin nicht als Ablagerung vor sondern chemisch an den Kunststoff gebunden (wenn er denn überhaupt noch Ca aufnehmen konnte, der Verdacht ist ja dass er hinüber ist... oder zumindest das Harz.). Nach der Regeneration (bei Mischbett normalerweise mit NaCl) werden allfällige Reste des Regeneriermittels ohnehin gründlich ausgespült.

[mgritsch]

... Reduktion zu Eisen(II)ionen...

Du meintest bestimmt Eisen III, oder? Alles, was Eisen II weiter zu elementarem Eisen reduzieren könnte...

merkste selbst?