Hoe bepaal je de hardheid van water?

Pieter, 16 jaar
16 mei 2008

Ik zou graag zelf de hardheid van bijv. het vijverwater bij ons thuis bepalen met eenvoudige middelen. Ik kan hiervoor een testkit kopen in een speciaalzaak, maar zou het leuker vinden om dit zelf te doen en dan ook te begrijpen waar ik mee bezig ben. Is dat mogelijk?

Antwoord

Beste Pieter,

Je vraag zal ik in twee gedeelten behandelen: een eerste gedeelte handelt over de theorie van de hardheidsbepaling door middel van het schuimgetal en het tweede gedeelte bevat een werkwijze van een praktische hardheidsbepaling.

Theorie

 De hardheid van water wordt bepaald door de hoeveelheid Ca2+ die in het water aanwezig is. De hardheid kan je bepalen door middel van het schuimgetal. Dit is het aantal ml zeepoplossing dat je nodig hebt om een oplossing blijvend te doen schuimen. Een zeepoplossing bevat stearaationen (C14H35COO-), die samen met Ca2+ een neerslag vormen (Ca(C17H35COO)2) volgens volgende reactie:

 Ca2+ + 2 C17H35COO- -> Ca(C17H35COO)2

 Van zodra iets meer zeepoplossing is toegevoegd dan nodig om alle Ca2+ neer te slaan, kunnen de stearaationen de zeep laten schuimen.

 Eerst moet je vaststellen hoeveel zeepoplossing nodig is om water met een bepaalde hardheid te laten schuimen en daarna kan je de hardheid van het te onderzoeken water bepalen.

 
Praktisch

 
Het is niet zo eenvoudig de hardheid van water bij je thuis zelf te bepalen. Er is redelijk veel tijd voor nodig en ook heb je wat specifieke producten nodig die mogelijks niet zo goedkoop zijn (hoogstwaarschijnlijk duurder dan de kit). Het succes van de proef is ook sterk afhankelijk van het glaswerk dat je kan gebruiken. Waar mogelijk heb ik een alternatief gesuggereerd. Indien je de proef wenst uit te voeren, zorg er dan steeds voor dat een volwassene je assisteert!

Benodigdheden

Gedemineraliseerd water (zoals gebruikt wordt voor het strijkijzer)

CaCl2, CaCl2·2H2O OF CaCl2·6H2O (te verkrijgen bij de apotheker)

Bruine zeep (vloeibaar)

Maatcilinder 100 ml (of ander recipiënt om volumes mee af te meten)

5 Erlenmeyers of bokalen (recipiënt van glas en af te sluiten!)

Weegschaal die kleine massa’s (minimum 0,5 g) kan afwegen

Buret (of injectiespuit à Pas op voor de naald!)

Schaaltje/potje om in af te wegen

 
1)  Bereiden van standaardoplossingen

De standaardoplossing van 200 mg Ca2+ per liter wordt bereid door 0,55 g CaCl2, 0,73 g CaCl2·2H2O OF 1,1 g CaCl2·6H2O in 1 l gedemineraliseerd water op te lossen.

De standaard zeepoplossing wordt bereid door 50 g bruine zeep in 1 l gedemineraliseerd water op te lossen.


2)  Bereiden van oplossingen met verschillende concentraties aan Ca2+

Doe 50 ml van de Ca2+ standaardoplossing in een maatcilinder

Doe 25 ml uit de maatcilinder in erlenmeyer 1 (of bokaal 1) en sluit deze af (200 mg/l)

Voeg 25 ml gedemineraliseerd water toe aan de oplossing in de maatcilinder en schud goed.

Doe 25 ml uit de maatcilinder in erlenmeyer 2 (of bokaal 2) en sluit deze af (100 mg/l)

Voeg 25 ml gedemineraliseerd water toe aan de oplossing in de maatcilinder en schud goed.

Doe 25 ml uit de maatcilinder in erlenmeyer 3 (of bokaal 3) en sluit deze af (50 mg/l)

Voeg 25 ml gedemineraliseerd water toe aan de oplossing in de maatcilinder en schud goed.

Doe 25 ml uit de maatcilinder in erlenmeyer 4 (of bokaal 4) en sluit deze af (25 mg/l)

Na goed spoelen van de maatcilinder breng je 25 ml gedemineraliseerd water in erlenmeyer 5 (of bokaal 5)


3)  Meten van het schuimgetal van alle oplossingen

Vul een buret of injectiespuit met standaard zeepoplossing.

Neem erlenmeyer 5 (of bokaal 5) met gedestilleerd water. Voeg uit de buret 0,5 ml zeepoplossing toe. Doe de stop op de erlenmeyer en schud 5 seconden heftig. Laat de erlenmeyer even staan en kijk of er een duidelijke schuimkraag op het water te zien is. Als geen schuimkraag te zien is, voeg terug 0,5 ml groene zeepoplossing toe totdat de schuimkraag zichtbaar is. Noteer hoeveel keer je 0,5 ml moet toevoegen! Het aantal ml zeepoplossing die je hebt gebruikt is het schuimgetal van deze oplossing. Noteer het schuimgetal.

Doe hetzelfde voor erlenmeyer 1 tem 4 (of bokaal 1 tem 4). Zo bekom je de schuimgetallen van alle oplossingen.


4)  Opstellen van de ijklijn

Zet de resultaten in een grafiek. Horizontaal zet je de concentratie Ca2+ in mg/l (je hebt dus 5 punten; 0, 25, 50, 100 en 200 mg/l). Verticaal plaats je de schuimgetallen.

Trek een rechte lijn door deze punten: de ijklijn. Je zal zien dat de lijn niet door het nulpunt gaat.

5)  Bepalen schuimgetal te onderzoeken oplossing en aflezen concentratie uit de ijklijn

 Je kunt nu het schuimgetal van de te onderzoeken oplossing bepalen (25 mL in erlenmeyer/bokaal). In de grafiek kun je dan de concentratie Ca2+ aflezen.

Als je de Ca2+ concentratie wil omzetten tot Duitse hardheidsgraden (oDH), dan komt 1 °DH overeen met 7,17 mg Ca2+ per liter.


Als je verdere vragen hebt, zal ik mijn best doen ze zo goed mogelijk te beantwoorden.

Vriendelijke groet,

Frederik

Reacties op dit antwoord

Er zijn nog geen reacties op deze vraag.

Enkel de vraagsteller en de wetenschapper kunnen reageren op een antwoord.

Zoek andere vragen

© 2008-2022
Ik heb een vraag wordt gecoördineerd door het
Koninklijk Belgisch Instituut voor Natuurwetenschappen