TUHH Umweltchemie
Praktikum Umweltchemie an der TUHH
Praktikum Umweltchemie / Thema: Wasseranalysen
Chemie-LK (S3, Frau Lohmar) an der TUHH (4stündig)
Leitung: Herr Dr. Johannsen u. a.
Aufgrund der sehr guten Resonanz von Seiten der Schüler findet dieses Praktikum jährlich im Oktober statt, wenn in dem Labor an der TUHH die Versuche für das Chemiepraktikum der Bauingenieure aufgebaut werden.
Kurze Darstellung des Praktikums, entnommen den Unterlagen des Arbeitsbereiches Wasserwirtschaft und Wasserversorgung, Praktikum Umweltchemie, Priv.-Dozent Dr-Ing. Klaus Johannsen
Calciumcarbonatsättigung
Um die Belastung eines Trinkwassers mit Schwermetallen aus metallischen Werkstoffen oder mit Asbestfasern aus Faserzementrohren auf das technisch unvermeidbare zu begrenzen, ist es günstig einen möglichst hohen pH-Wert bzw. eine möglichst geringe Calcitlösekapazität einzustellen.
Praktikumsversuch
Es soll die Kalklösetendenz von 2 vorgegebenen Wasserproben ermittelt und hinsichtlich der Trinkwasserverordnung diskutiert werden.
Elektrische Leitfähigkeit
In der Wasseranalytik dient die elektrische Leitfähigkeit als Summenparameter zur Charakterisierung der Summe der im Wasser gelösten Ionen. Die Leitfähigkeit wird dabei üblicherweise zur Kontrolle der Gewässerbeschaffenheit, des Salzgehaltes von Abwässern, von Wasseraufbereitungsschritten (z.B. Entsalzung), der Beeinflussung der Grundwasserzusammensetzung durch Oberflächenwasser-Infiltration und zur Festlegung der Abpumpzeiten bei Grundwasserprobenahmen (Parameterkonstanz) verwendet.
Praktikumsversuch
1. Bestimmen Sie die Grenzleitfähigkeit für Magnesiumsulfat mittels einer Verdünnungsreihe und Auftragung nach dem Gesetz von KOHLRAUSCH.
2. Es liegen 4 verschiedene Lösungen vor, deren elektrische Leitfähigkeiten bestimmt werden sollen. Es handelt sich bei den Lösungen um: a.) Entsalztes Wasser, b.) Leitungswasser, c.) 0,1 M NaCl, d.) 0,1 M HCl. Schätzen Sie zunächst ab, welche Leitfähigkeit Sie erwarten.
Härte eines Wassers
Der Begriff „Härte“ als Kenngröße zur Charakterisierung bestimmter Eigenschaften eines Wassers ist aus wissenschaftlicher Sicht nicht nötig, in der Praxis kommt ihm jedoch erhebliche Bedeutung zu. Historisch ist der Begriff auf das Verhalten des Wassers beim Waschvorgang zurückzuführen. Hartes Wasser schäumt mit Seife schlecht und führt zur Abscheidung schwer löslicher Ca-Mg-Seifen auf dem Gewebe, auch die Haut wird von hartem Wasser schlecht benetzt. Bei vielen industriellen und gewerblichen Prozessen darf das Wasser keine oder nur ganz geringe Härte aufweisen, um Calciumcarbonat-Ablagerungen zu vermeiden. In der Wasserverteilung können Calciumcarbonat-Ablagerungen zu Rohrverkrustungen führen. Unter den in Dampfkesseln herrschenden Bedingungen bildet hartes Wasser Kesselstein, der nicht nur zu erheblichen Wärmeverlusten, sondern beim Abspringen des Belages auch zu Kesselexplosionen führen kann.
Über die Auswirkungen der Härte in gesundheitlicher Hinsicht besteht noch immer Unklarheit, insbesondere über einen Zusammenhang zwischen der Wässerhärte und dem Auftreten von Herz - Kreislaufkrankheiten.
Praktikumsversuch
Es soll die Gesamthärte sowie die Calcium- und Magnesiumkonzentration von 2 vorgegebenen Wasserproben ermittelt und diskutiert werden.
Probe 1: Leitungswasser
Probe 2: Praktikumsprobe
Säure- und Basekapazität (m- und p-Wert)
Die Ermittlung der Säure- und Basekapazität dient in der Wasseranalytik als Grundlage zur Berechnung der Konzentrationen der Kohlensäureformen Kohlenstoffdioxid, Hydrogencarbonat und Carbonat. Die Säurekapazität eines Wassers gibt an, welche Menge einer Säure, d.h. an H+Ionen, in mmol/L einem Liter Wasser zugegeben werden muss, um den pH-Wert 4,3 zu erreichen. Die Basekapazität ist entsprechend die Menge einer Base, d.h. an Hydroxid -Ionen, die einem Wasser bis zur Einstellung des pH-Wertes 8,2 zugegeben werden muss. Die pH-Werte 4,3 und 8,2 sind für das Puffersystem der Kohlensäure charakteristisch.
Praktikumsversuch Es sollen die Säure- und die Basekapazität einer vorgegebenen Wasserprobe bestimmt werden. Aus diesen Daten sollen die Konzentrationen der Kohlensäurespezies Kohlenstoffdioxid, Hydrogencarbonat und Carbonat sowie mit Hilfe einer Abbildung (Bildes 1) der pH-Wert abgeschätzt werden.