MONOGRAFIA Praktyczna chromatografia jonowa

4.4 Doświadczenia z oznaczaniem kationów
4.4.1 Doświadczenie 18 – Metale alkaliczne i metale ziem alkalicznych w wodzie do picia i wodzie
mineralnej
Oprócz rozpuszczonych gazów (O2, N2 i CO2) woda naturalna zawiera także sole, które są wymywane
głównie z gleby i skał i następnie dostają się do wód podziemnych. Innymi składnikami wód naturalnych są
polarne związki organiczne, pochodzące na przykład z warstwy humusowej gleby. Zanieczyszczenie
ściekami jest również możliwym źródłem różnych soli i związków organicznych. Najważniejszymi solami są
chlorki, siarczany oraz wodorowęglany sodu, wapnia i magnezu.
Ważnym parametrem wody do picia, zarówno dla jej użycia jako środek spożywczy, jak i zastosowania do
prania lub procesów przemysłowych jest tak zwana twardość wody.
Twardość ogólną rozumiemy jako sumę molowych stężeń (mmol/l) jonów wapnia i magnezu. Część
twardości, którą możemy usunąć przez gotowanie jest znana jako twardość węglanowa (uprzednio
twardość przemijająca). Pozostała twardość jest powodowana przez jony siarczanowe i chlorkowe, których
sole z Ca i Mg nie mogą być wytrącone przez gotowanie 12 .
Z klasycznymi mydłami (solami sodowymi kwasów tłuszczowych) jony wapnia i magnezu tworzą
nierozpuszczalne związki wapnia i magnezu. Nie uczestniczą one w procesie prania i osadzają się na
tkaninach jako „szary szron”. Współczesne środki piorące zawierają siarczany alkilowe, które nie tworzą
nierozpuszczalnych związków wapnia i magnezu. Zeolity, które także dodaje się do tych środków
piorących, działają jak wymieniacze jonowe i wiążą jony Ca 2+ i Mg 2+ . Zabezpiecza to skutecznie przed
strącaniem nierozpuszczalnego CaCO3 i zasadowego węglanu magnezu podczas ogrzewania.
Normatywy wody do picia, które są wprowadzeniem w życie odpowiedniej dyrektywy Unii Europejskiej
(80/778/EEC), zawierają następujące wartości dla kationów:
NH4 + 0,5 mg/l
Na + 150 mg/l
K + 12 mg/l
Mg 2+ 50 mg/l
Ca 2+ 400 mg/l
Zwiększone pobieranie jonów sodu przez organizm ludzki powoduje między innymi podwyższenie ciśnienia
krwi. Dzienne zapotrzebowanie na Na + wynoszące 1 g jest obecnie znacznie przekroczone (3 do 7 g).
We wszystkich prowadzonych analizach próbki muszą być zakwaszone przez dodanie kwasu azotowego
(pH od 2,5 do 3,5) ponieważ w przeciwnym przypadku nie otrzyma się powtarzalnych wyników dla
kationów dwuwartościowych.
Jeśli zawartość sodu w próbce jest znacząco wyższa od tej w roztworze wzorcowym, to wtedy należy
dopasować zawartość sodu w roztworze wzorcowym do stężenia Na + w próbce.
Cel doświadczenia
• Sprawdzanie środka spożywczego „Numer 1”
• Sprawdzanie informacji podanych na butelkach wody mineralnej
• Dlaczego konieczne jest zakwaszenie próbek ?
Praktyczna Chromatografia Jonowa 135