Deze norm beschrijft een titrimetrische methode voor de bepaling van het gehalte aan koolstofdioxide in water.

Transcriptie

1 UDC 543.3: : Water Titrimetrische bepaling van het gehalte aan koolstofdioxide Water - Titrimetric determination of carbon dioxide NEDERLANDSE NORM NEN e druk, augustus Onderwerp Vervangt NEN 1056 V.1 Deze norm beschrijft een titrimetrische methode voor de bepaling van het gehalte aan koolstofdioxide in water. 2 Toepassingsgebied Dit document mag slechts op een stand-alone PC worden geinstalleerd. Gebruik op een netwerk is alleen. toestaan als een aanvullende licentieovereenkomst voor netwerkgebruik met NEN is afgesloten. This document may only be used on a stand-alone PC. Use in a network is only permitted when a supplementary license agreement for us in a network with NEN has been concluded. De norm is van toepassing op drinkwater en water met een soortgelijke samenstelling. Het water mag naast koolstofdioxide geen andere baseverbruikende bestanddelen bevatten. De aanwezigheid van organische baseverbruikende bestanddelen is verwaarloosbaar als het water minder dan 0,5mmol/l (6 mg/l) organische koolstof bevat (vergelijk NEN 6522). In de bijlage is een methode vermeld voor het aanbrengen van een correctie als het gehalte aan organische koolstof deze waarde overschrijdt. Calcium en ijzer kunnen storen. De grootte van de storing is afhankelijk van het waterstofcarbonaatgehalte en van de aanwezigheid van complexvormers. Het kool stof dioxidegehalte mag ten minste 0,023 mmol/l (1 mg/l) en ten hoogste 23 mmol/l (1000 mg/l) bedragen. 3 Beginsel Koolstofdioxide wordt met natriumhydroxide-oplossing getitreerd tot een ph in de buurt van 8,35. De ph van het equivalentiepunt hangt af van temperatuur en ionensterkte. Als meer dan 10 mmol/l (440 mg/l) koolstofdioxide aanwezig is wordt overmaat natriumhydroxide toegevoegd en teruggetitreerd met zoutzuur. Het enzym koolzuuranhydrase versnelt de hydratatie van koolstofdioxide en dientengevolge de titratie. 4 Reagentia Gebruik alleen reagentia van analysekwaliteit en gedestilleerd water. 4.1 Zoutzuur c(hci) = ca. 250 mmol/l, gesteld volgens NEN Zoutzuur c(hci) = ca. 100 mmol/l, gesteld volgens NEN Natriumhydroxide-oplossing c(naoh) = ca. 250 mmol/l, gesteld volgens NEN Natriumhydroxide-oplossing c(naoh) = ca. 100 mmol/l, gesteld volgens NEN Natriumhydroxide-oplossing c(naoh) = ca. 20 mmol/l, bereid door verdunning van Koolzuuranhydrase-oplossing Los 0,1 g koolzuuranhydrase (carbonic anhydrase) op in 100 ml water. Deze oplossing is bij 4 C twee maanden houdbaar. Dit enzym is o.a. verkrijgbaar bij Sigma en Serva vertegenwoordigd door Brunschwig Chemie, Amsterdam. 5 Toestellen en hulpmiddelen 5.1 ph-meter met bijbehorende glaselektrode en referentie-elektrode, ingesteld volgens NEN Kalibreer de ph-meter dagelijks. 5.2 Magneetroerder met omhuld ferromagnetisch roerstaafje. 5.3 Monsternemings- en titratievaten volgens de figuur, volume ca. 100 ml (=V m ). De inhoud moet worden bepaald door weging van het lege en het met water gevulde vat. De cilindrische verlenging van de stop heeft een volume van 19 ml, meestal voldoende voor de vloeistofverplaatsing van de elektroden en de toegevoegde titratievloeistof. Is dit niet het geval, dan dient de vloeistof tijdens de titratie te worden overgeschonken in een groter vat. 5.4 Zuigerburet afleesbaar tot op 0,01 ml.

2 NEN Thermometer. 5.6 Gebruikelijk laboratoriumglaswerk. Maten in mm / 'p ш~ 1. Г "" ' r к J S» 7 L _- /I NEN /32 Ф20 «; 3» О Ф55 <. - > j V Figuur - Monsternemings- en titratievat Monsterneming De monsterneming dient zo te worden uitgevoerd dat het oplossen of het ontwijken van koolstofdioxide wordt voorkomen. Neem het monster bij voorkeur in het titratievat volgens 5.3 zodat overbrenging niet nodig is. Vul het vat geheel, zodat het water overloopt als de stop erin wordt geplaatst. Bij geheel onbekend gehalte van koolstofdioxide in het water kunnen twee monsters nodig zijn. Voer de titratie bij voorkeur uit onmiddellijk na de monsterneming. Koel het monster indien transport noodzakelijk is. Berekening van de ph van het equivalentiepunt Bepaai of schat de ionensterkte van het monster volgens NEN Vermeerder de gevonden waarde met de vermoedelijke concentratie in het equivalentiepunt van het bij de titratie gevormde waterstofcarbonaation. Bij het terugtitreren met zoutzuur moet ook de concentratie van het chloride-ion bij het equivalentiepunt bij de waarde van de ionensterkte bij het begin van de titratie worden opgeteld. Meet de temperatuur van het monster bij het begin van de titratie. Tabel 1 geeft de'ph van het equivalentiepunt als functie van de temperatuur (f) en de ionensterkte (/). \ Tabel 1 - Waarden van de ph van het equivalentiepunt bij verschillende temperatuur en ionensterkte 1 mmol/l 0 C 5 C 10 C temperatuur 15 C 20 C 25 C 30 C ,60 8,54 8,51 8,54 8,47 8,45 8,48 8,41 8,39 8,42 8,34 8,38 8,31 8,29 8,34 8,27 8,25 8,31 8, ,50 8,48 8,47 8,43 8,42 8,41 8,37 8,35 8,32 8,30 8,29 8,27 8,26 8,24 8,23 8,18 8, ,46 8,44 8,43 8,40 8,38 8,33 8,32 8,30 8,28 8,26 8,25 8,23 8,19 8,17 8,16 8,16 8,14 8,13

3 NEN Werkwijze 8.1 Open het monstervat en voeg 1 ml koolzuuranhydrase-oplossing (4.6) toe. Plaats het roerstaafje en de elektroden in het vat. Schakel de magneetroerder in zodat de oplossing langzaam wordt geroerd en titreer met natriumhydroxide-oplossing (4.4) tot de ph van het equivalentiepunt volgens 7 op 0,2 ph^eenheid na is bereikt. Meet opnieuw de temperatuur en bereken zo nodig opnieuw de ionensterkte. Bepaal met tabel 1 opnieuw de ph van het equivalentiepunt en titreer verder tot de al of niet gecorrigeerde ph van het equivalentiepunt. Verbruik V b. Voeg daarna om de gevoeligheid van de titratie te bepalen, een kleine hoeveelheid (Д V, in ml) titratievloeistof toe, die een duidelijke verandering van ph (ApH) geeft. 8.2 Als minder dan 2 ml natriumhydroxide-oplossing (4.4) is verbruikt, neem dan een nieuw monster en titreer dan met natriumhydroxide-oplossing (4.5). Verbruik V b. Doe eveneens een gevoeligheidsbepaling. 8.3 Als meer dan 10 ml natriumhydroxide-oplossing (4.4) is verbruikt, ga dan als volgt te werk. Neemeen nieuw monster. Voeg toe 1 ml koolzuuranhydrase-oplossing (4.6) en 10,0 ml (= V b ) natriumhydroxide-oplossing (4.3). Plaats het roerstaafje en de elektroden in het vat. Roer langzaam. Titreer met zoutzuur (4.1) door toevoeging van kleine porties om plaatselijke overmaat te vermijden tot de volgens tabel 1 gevonden ph. Meet de temperatuur opnieuw en titreer eventueel verder tot de met tabel 1 gecorrigeerde ph van het equivalentiepunt. Verbruik V a. Doe eveneens een gevoeligheidsbepaling. Bij hoge gehalten aan koolstofdioxide ontsnapt een deel van het koolstofdioxide gemakkelijk. Een hoger gehalte dan 23mmol/l (1000 mg/l) is met deze methode niet meer goed te bepalen. 9 Berekening 9.1 Bereken het gehalte aan koolstofdioxide volgens 8.1 en 8.2 met de formule, r n, _ C(GOo) v b % v m c(c0 2 ) is het gehalte aan koolstofdioxide, in mmol/l; V b is het verbruikte volume natriumhydroxide-oplossing, in ml; c b is de concentratie van de natriumhydroxide-oplossing, in mmol/l; is het in onderzoek genomen volume water, in ml. V m 9.2 Wanneer 8.3 is toegepast is de formule c(c0 2 ) = ^ ^ b _ J 4 ^ c(c0 2 ) V b c b V a c a V m is het gehalte aan koolstofdioxide, in mmol/l; is het verbruikte volume natriumhydroxide-oplossing, in ml; is de concentratie van de natriumhydroxide-oplossing, in mmol/l; is het verbruikte volume zoutzuur, in ml; is de concentratie van het zoutzuur, in mmol/l; is het in onderzoek genomen volume water, in ml. Indien men het resultaat wil uitdrukken in mg/l, dan geldt: 1 mmol koolstofdioxide komt overeen met 44 mg koolstofdioxide. Rond de uitkomst af op 3 significante cijfers. Bereken de gevoeligheid in het equivalentiepunt uit: ЛрН/Д v"(ph-eenheid per ml). De gevoeligheid hangt af van de concentratie van de natriumhydroxide-oplossing en de concentratie van waterstofcarbonaat in het equivalentiepunt. Dientengevolge zullen de herhaalbaarheid en reproduceerbaarheid afhankelijk zijn van deze factoren. 10 Storingen 10.1 Andere baseverbruikende bestanddelen storen. Een methode om te corrigeren voor niet-vluchtige, baseverbruikende bestanddelen is gegeven in bijlage A.

4 4 NEN Calcium stoort als een neerslagof een colloïdale oplossing van calciumcarbonaat ontstaat. Door de gelijktijdige vorming van koolstofdioxide wordt het verbruik aan base verhoogd. De storing kan optreden als het calciumgehalte hoger is dan het berekende volgens de formule pca = pk s + pk, + 9 Ig f, - p(hc0 3 ) e - ph e pca is de negatieve logaritme van de calciumconcentratie; pk s is de negatieve logaritme van de oplosbaarheidsconstante van calciumcarbonaat; pk, is de negatieve logaritme van de eerste protolyseconstante van koolstofdioxide; f, is de activiteitscoëfficiënt van éénwaardige ionen (zie bijlage B 2 ); p(hc0 3 ) e is de negatieve logaritme van de waterstofcarbonaatconcentratie in het equivalentiepunt; ph e is de ph van het equivalentiepunt. De som van de termen pk s + pk, +9 Ig ^ is afhankelijk van temperatuur en ionensterkteaanheteindvande titratie, volgens tabel 2. De storing is niet op te heffen, omdat door toevoeging van complexvormers, de ionensterkte aanmerkelijk toeneemt. Tabel 2 - Waarden van pk s + pk, +9 Ig ƒ, bij verschillende temperatuur en ionensterkte / mmol/l 0 C 10 C temperatuur 20 C 30 C ,92 14,53 14,39 14,82 14,42 14,28 14,77 14,37 14,22 14,78 14,37 14, ,29 14,21 14,14 14,18 14,10 14,03 14,12 14,04 13,97 14,12 14,03 13, Uzer(ll) stoort door vorming van ijzer(ll)carbonaat of door oxidatie en ontstaan van ijzer(lll)hydroxide: Fe HCO3- - (FeC0 3 ) s + C0 2 + H Fe HC0 3 -->4(Fe(OH) 3 ) s + 8 C0 2 Doordat bij het eerste proces één en bij het tweede proces 2 mol koolstofdioxide per mol ijzer(ll) ontstaat is het onmogelijk te voorspellen hoe groot de storing bij een bepaald ijzer(ll)gehalte is. 11 Verslag Vermeld in het verslag: a. de gegevens die noodzakelijk zijn voor het identificeren van het monster; b. de toegepaste methode: volgens NEN 6486 en de toegepaste paragraaf van hoofdstuk 8; с het koolstofdioxidegehalte, in mmol/l, afgerond op drie significante cijfers, de ph's van het beginpunt en het eindpunt, de temperatuur en de ionensterkte na afloop van de titratie; d. de gevoeligheid uitgedrukt in ph-eenheden per ml titratievloeistof; e. de eventuele bijzonderheden tijdens de bepaling waargenomen; f. alle niet in de norm voorgeschreven handelingen die het resultaat kunnen hebben beïnvloed. 12 Literatuur [1] Underwood, A.L., Anal. Chem. 33 (1961) [2] Harned, H.S. en B.B. Owen, The physical chemistry of electrolyte solutions, Reinhold, New York, 1943, p. 119 en verder. [3] Harned, H.S. en R. Davies, J. Am. Chem. Soc. 65 (1943), p [4] Harned, H.S. en S.R. Scholes, J. Am. Chem. Soc. 63 (1941), p [5] Jacobson, R.L en D. Langmuir, Geochim. Cosmochim. Acta 38 (1974), p [6] Kemp, P., Chemistry of natural waters (I), Water Research 5 (1971), p [7] Dijk, H. van, Zuurgroepenanalyse en kationenbinding, Dissertatie, Groningen 1965.

5 Bestelformulier Stuur naar: NEN Standards Products & Services t.a.v. afdeling Klantenservice Antwoordnummer WB Delft NEN Standards Products & Services Postbus GB Delft Vlinderweg AX Delft Ja, ik bestel ex. NEN 6486:1984 nl Water - Titrimetrische bepaling van het gehalte aan koolstofdioxide T (015) F (015) Wilt u deze norm in PDF-formaat? Deze bestelt u eenvoudig via Gratis nieuwsbrieven Wilt u op de hoogte blijven van de laatste ontwikkelingen op het gebied van normen, normalisatie en regelgeving? Neem dan een gratis abonnement op een van onze nieuwsbrieven. Gegevens Bedrijf / Instelling T.a.v. O M O V Klantnummer NEN Uw ordernummer BTW nummer Postbus / Adres Postcode Plaats Telefoon Fax Factuuradres (indien dit afwijkt van bovenstaand adres) Postbus / Adres Postcode Plaats Datum Handtekening Retourneren Fax: klantenservice@nen.nl Post: NEN Standards Products & Services, t.a.v. afdeling Klantenservice Antwoordnummer 10214, 2600 WB Delft (geen postzegel nodig). Voorwaarden De prijzen zijn geldig tot 31 december 2018, tenzij anders aangegeven. Alle prijzen zijn excl. btw, verzend- en handelingskosten en onder voorbehoud bij o.m. ISO- en IEC-normen. Bestelt u via de normshop een pdf, dan betaalt u geen handeling en verzendkosten. Meer informatie: telefoon , dagelijks van 8.30 tot uur. Wijzigingen en typefouten in teksten en prijsinformatie voorbehouden. U kunt onze algemene voorwaarden terugvinden op: LEREN, WERKEN EN GROEIEN MET NEN preview