Skripta GF vježbe - Sveučilište Josipa Jurja Strossmayera u Osijeku

Sveučilište J. J. Strossmayera u Osijeku
Građevinski fakultet
Zavod za hidrotehniku i zaštitu okoliša
Prof. dr. sc. Mirko Kuleš
Mr.sc. Mirna Habuda-Stanić
KONDICIONIRANJE VODA
Upute za laboratorijske vježbe
Osijek, 2009.

Student
________________________
Grupa
________________________
Akademska godina
________________________
______________________
ocjena
U Osijeku, _______________
_________________________
asistent

Sadržaj
1. Uvod………………………………………………………………………….1
2. Postupci obrade vode
2.1. Flokulacija koloidno disperziranih čestica u vodi Jar-testom ……4
2.2. Mekšanje i dekarbonizacija vode
2.2.1. Dekarbonizacija vode vapnom u vrućem………………..….6
2.1.2. Dekarbonizacija ionskom izmjenom…………………………8
2.1.3. Termička dekarbonizacija ……………………………………9
2.3. Adsorpcija na aktivnom ugljenu……………………………………10
2.4. Filtracija vode primjenom kućnog filtra..…………………………..13
3. Analitičke metode
3.1. Određivanje koncentracije H + iona - pH vrijednost……………....16
3.2. Određivanje elektrovodljivosti……………………………………...18
3.3. Određivanje alkaliteta……………………………………………….20
3.4. Određivanje ukupne tvrdoće
3.4.1. Određivanje ukupne tvrdoće ………………………………..22
3.4.2. Određivanje kalcija-kompleksometrijski……………..…….23
3.4.3. Određivanje magnezija…………………………………..….23
3.5. Određivanje otopljenog kisika……………………………………...24
3.6. Određivanje biokemijske potrošnje kisika………………………...26
3.7. Određivanje utroška KMnO 4 ……………………………...….……27
3.8. Određivanje koncentracije željezo…………………………………29
3.9. Određivanje organskih tvari UV-spektroskopijom………………31
4. Literatura………………………………………………………………………..32

1. UVOD

UVOD
Kod prirodnih voda razlikujemo: atmosfersku, izvorsku, bunarsku, riječnu, jezersku i
morsku vodu. Atmosferska voda je najčistija prirodna voda. Ona sadrži otopljene plinove
iz zraka: kisik, dušik, ugljikov dioksid, amonijak, a u industrijskim predjelima još i
sumporov dioksid, sumporovodik, čađu i prašinu. Izvorska i bunarska voda bogate su
otopljenim tvarima. U ovisnosti o zemljištu kroz koje prolaze, sadrže natrijev i kalcijev
klorid, natrijev i magnezijev sulfat, gips, veće količine bikarbonata kalcija i magnezija.
Kisele vode imaju veliki udio bikarbonata i slobodnog ugljičnog dioksida. Riječne vode
siromašnije su otopljenim tvarima zbog njihova taloženja sa sastojcima riječnog korita,
gubitka ugljičnog dioksida zbog kretanja vodene mase, te razrjeđenja oborinama.
Analiza vode je određivanje organoleptičkih, fizikalno-kemijskih, mikrobioloških i
drugih svojstava vode, radi utvrđivanja njezine zdravstvene ispravnosti.
Senzorska svojstva obuhvaćaju slijedeće parametre: boja, mutnoća, miris i okus.
Fizikalno-kemijska svojstva obuhvaćaju određivanje slijedećih parametara:
temperatura, koncentracija vodikovih iona (pH vrijednost), elektrovodljivost, oksidativnost,
suhi ostatak, ukupna tvrdoća, suspendirane tvari, otopljeni kisik, slobodni ugljični dioksid,
sumporovodik i slobodni rezidualni klor. Određivanje kemijskih parametara podrazumijeva
određivanje koncentracija pojedinih kemijskih tvari u vodi prema Pravilniku o zdravstvenoj
ispravnosti vode za piće.
Mikrobiološka svojstva obuhvaćaju određivanje broja patogenih i drugih vrsta
mikroorganizama.
Pored navedenih svojstava, ispitivati se mogu udjeli drugih sastojaka vode, što ovisi
o namjeni vode. Kod industrijskih otpadnih voda određuju se udjeli sastojaka
karakterističnih za pojedinu proizvodnju (npr. fenol, ulja, masti, krom, bakar itd.). Osim
industrijskih, ispituju se i otpadne vode domaćinstva (komunalne vode) prema drugim
parametrima. Opseg ispitivanja kakvoće vode ovisi o prirodi vode te njezinoj namjeni.
Ispitivanja treba ograničiti na sastojke koji su značajni za određenu namjenu. Prema
namjeni razlikuju se vode za: piće, pripravu piva, sokova, napajanje kotlova, hlađenje i
slično.
2

2. POSTUPCI OBRADE VODE

2.1. FLOKULACIJA KOLOIDNO DISPERGIRANIH ČESTICA
U VODI JAR-TESTOM
Karakteristika koloidnog sustava je optička neujednačenost koja se očituje
Tyndallovim efektom, koji se upotrebljava za razlikovanje koloidnih otopina od pravih
otopina. Optička svojstva disperznog sistema se upotrebljavaju da bi se odredila njihova
struktura, dimenzije čestica i njihova koncentracija.
Koloidne tvari u vodenoj otopini kreću se u električnom polju, što ukazuje na naboj
koloidne čestice. Većina koloida koja se pojavljuje u prirodnim vodama je negativnog
naboja. Zahvaljujući postojanju naboja koloidne čestice, između njene mase i površine
mase otopine, postoji elektrostatski potencijal, koji se označava kao zeta potencijal (z).
On se u vodama kreće najčešće između z = -60 do –200 mV.
Neutralizacija naboja koloidne čestice i njeno uklanjanje iz vode, vrši se dodatkom
sredstava za flokulaciju tzv. flokulanata, koji s koloidno dispergiranim česticama stvaraju
veće aglomerate-flokule, koje se mogu ukloniti iz vode procesima sedimentacije ili
filtracije.
Flokulacija se odvija u dvije faze, koje se osnivaju na perkinetičkim i ortokinetičkom
efektu.
Perkinetički efekt sastoji se uglavnom u neutralizaciji naboja koloidnih čestica. Tu
neutralizaciju vrše protuioni dodanog elektrolita. U toj fazi rada procesa flokulacije
potrebno je osigurati intenzivno miješanje između vode koja sadrži koloidne čestice i
sredstva za flokulaciju.
Ortokinetički efekt očituje se u formiranju mikroflokula i krupnih flokula koje se
dobro talože i filtriraju. U toj fazi rada mora se osigurati polagano kretanje vode, čime se
potpomaže stvaranje krupnih flokula.
Potrebna količina sredstva za flokulaciju obavezno se određuje u laboratoriju tzv.
JAR-testom. Izbor optimalne vrste i doze sredstva za flokulaciju za svaku vodu može se
izvršiti samo na osnovu eksperimentalnih podataka izvršenih u laboratoriju. Vrijeme
potrebno za flokulaciju vode ovisi o kvaliteti vode, sadržaju koloidnih čestica, temperaturi,
pH vrijednosti i količini dodanog sredstva za flokulaciju.
Od sredstava za flokulaciju, najčešće se upotrebljavaju soli aluminija i željeza (kao
primarna sredstva za flokulaciju) i polielektroliti (sintetski polielektroliti i prirodna sredstva
za filtraciju).
Od anorganskih sredstava za flokulaciju najčešće se upotrebljavaju Al- i Fe-soli. Princip
djelovanja flokulanata na bazi Al- i Fe-soli je da oni, hidrolizirajući u vodi, vrše
neutralizaciju naboja koloidne čestice i pospješuju njeno taloženje, budući da uslijed
hidrolize nastaju H + , odnosno SO 4 2- ioni, te voluminozni talozi Al- i Fe-hidroksida.
Slika 2. Uređaj za Jar-test
4

Postupak:
U polaznom uzorku odrediti slijedeće parametre: pH vrijednost, elektrovodljivost, utrošak
kalijeva permanganata i biokemijsku potrošnju kisika (BPK 5 ). U četiri čaše uliti po 1000 ml
uzorka vode, te dodati po 5, 10, 15 i 20 ml 1% otopine aluminijeva sulfata ili željeznog
klorida. Intenzivno miješati 2 do 3 minute (oko 100 okr./min), a zatim lagano 10 do 15
minuta (30 do 40 okr./min). Prije dodatka aluminijevog sulfata potrebno je podesiti pH
vrijednost uzorka vode. pH vrijednost uzorka treba biti u rasponu od 5,5 do 7,0. Nakon
miješanja uzorak se ostavi stajati da se talozi slegnu.
Taloge potom filtrirati ili tekućinu dekantirati, te u filtratu odrediti slijedeće parametre: pH
vrijednost, elektrovodljivost, utrošak kalijeva permanganata i vrijednosti BPK 7 . Rezultate
unijeti u tablicu.
Računski dio:
Učinkovitost flokulacije izračunati iz slijedeće jednadžbe:
učinkovitost
flokulacije
V −V
=
V
1 2
⋅
1
100
V 1
V 2
volumen 0,002 M KMnO 4 utrošen za titraciju polaznog uzorka
volumen 0,002 M KMnO 4 utrošen za titraciju uzoraka nakon obrade flokulacijom
Rezultati:
Uzorak
parametar
jedinica
pH vrijednost
Elektrovodljivost µS/cm
V (KMnO 4 )
ml
Učinkovitost flokulacije %
C 1
C 2
BPK 5
mg/l
mg/l
mg/l
Početna
nakon flokulacije
vrijednost 5 ml 10 ml 15 ml 20 ml
100
90
Učinkovitost flokulacije (%)
80
70
60
50
40
30
20
10
0
0 5 10 15 20 25
FeCl 3 (ml)
5

2.2. MEKŠANJE I DEKARBONIZACIJA VODE
Mekšanje vode podrazumijeva uklanjanje ukupne tvrdoće, odnosno uklanjanje svih
otopljenih kalcijevih i magnezijevih iona, a voda nakon obrade se naziva omekšana voda
(UT=0). Mekšanje vode izvodi se primjenom dva osnovna postupka - kemijskim
mekšanjem vode i mekšanje vode primjenom neutralne ionske izmjene. Mekšanje vode
provodi se kod pripreme vode za industrijsku upotrebu, u pripremi rashladne ili napojne
vode, te u prehrambenoj industriji proizvodnji piva i bezalkoholnih pića.
Dekarbonizacija vode podrazumijeva djelomično mekšanje vode, odnosno
uklanjanje soli karbonatne tvrdoće [Ca(HCO 3 ) 2 i Mg(HCO 3 ) 2 ]. Dekarbonizacija se može
provesti termičkom obradom vode, doziranjem vapna u vrućem ili hladnom, te kiselinom ili
slabo kiselim ionskim izmjenjivačem u cilju pripreme vode kod proizvodnje piva i
bezalkoholnih pića, te u pripremi napojnih ili rashladnih voda.
Uklanjanje ukupne, odnosno karbonatne tvrdoće kemijskim putem podrazumijeva
primjenu slijedećih taložnih sredstava: kalcijevim hidroksidom (vapno), natrijevim
karbonatom (soda), natrijevim hidroksidom (lužinom), te fosfatnim solima.
2.2.1. DEKARBONIZACIJA VODE VAPNOM U VRUĆEM
Postupak:
U polaznom uzorku odrediti slijedeće parametre: pH vrijednost, elektrovodljivost, ukupnu
tvrdoću, kalcijevu i magnezijevu tvrdoću, te ukupni alkalitet. Zatim 1000 ml uzorka zagrijati
u čaši do 80 °C i dodati potrebnu koli činu Ca(OH) 2 . Količinu potrebnog vapna izračunati
prema priloženoj jednadžbi.
Uzorak, nakon dodavanja Ca(OH) 2 , polako zagrijavati do blizine vrenja, te ohladiti i
filtrirati. U filtratu odrediti slijedeće parametre: pH vrijednost, elektrovodljivost, ukupnu
tvrdoću, kalcijevu i magnezijevu tvrdoću, te ukupni alkalitet. Na osnovi navedenih
parametara izračunati učinkovitost dekarbonizacije. Rezultate unijeti u tablicu.
Računski dio:
Izračun potrebne količine vapna:
KT = A T × 2,8 °nj MgT =
MgO
10
Ukupni alkalitet početnog uzorka A T = __________ mmol/L
°nj
Karbonatna tvrdoća početnog uzorka
Količina magnezijeva oksida
KT pol. = __________ °nj
MgO = ___________mg/l
Ukupna tvrdoća početnog uzorka U T = __________ °nj
Magnezijeva tvrdoća početnog uzorka
MgT = __________ °nj
6

Potrebna količina kalcijeva oksida:
CaO(100%) = 10 (KT + MgT) + 20 = X mg/L
CaO (100%)=________________________________________
________________________________________________ mg/L
Potrebna količina kalcijeva hidroksida:
CaO(100%) = 10 (KT + MgT) + 20 = X mg/L
M ( Ca(
OH )
2
)
Ca(OH) 2 = g.f. × X =
× X
M ( CaO)
=___________________________________ mg/L
Rezultati:
Uzorak:
parametar jedinica početna nakon dekarbonizacije
pH vrijednost
Elektrovodljivost
Ukupna tvrdoća
Ukupni alkalitet
Karbonatna tvrdoća
µS/cm
°nj
mmol/L
°nj
Izračun učinkovitosti dekarbonizacije:
⎛
⎞
učinkovitost dekarbonizacije = ⎜
KTdekarb
100 − × 100⎟
⎝ KTpolazno
⎠
, %
učinkovitost dekarbonizacije = _________________________
_________________________%
7

2.2.2. DEKARBONIZACIJA IONSKOM IZMJENOM
Postupak:
U polaznom uzorku odrediti slijedeće parametre: pH vrijednost, elektrovodljivost, ukupnu
tvrdoću i ukupni alkalitet. Provesti regeneraciju ionskog izmjenjivača*, te propustiti 1000
ml uzorka preko slabo kiselog kationskog izmjenjivača u vremenskom periodu od 10 do
15 minuta. Prvih propuštenih 100 ml vode baciti, a u ostatku obrađenog uzorka odrediti
slijedeće parametre: pH vrijednost, elektrovodljivost, ukupnu tvrdoću i ukupni alkalitet, te
pomoću istih izračunati učinkovitost dekarbonizacije. Rezultate unijeti u tablicu.
*Napomena:
Regeneraciju slabo kiselog kationskog
izmjenjivača provesti propuštanjem kroz
kolonu 100 ml 3 %-tne HCl, nakon čega
kolonu treba isprati sa 200 ml destilirane
vode.
Slika 1. Shematski prikaz ionskog izmjenjivača
Rezultati:
Uzorak:
parametar jedinica početna nakon dekarbonizacije
pH vrijednost
Elektrovodljivost
Ukupna tvrdoća
Ukupni alkalitet
Karbonatna tvrdoća
µS/cm
°nj
mmol/L
°nj
⎛
⎞
učinkovitost dekarbonizacije = ⎜
KTdekarb
100 − × 100⎟
⎝ KTpolazno
⎠
, %
učinkovitost dekarbonizacije = _________________________
_________________________%
8

2.2.3. TERMIČKA DEKARBONIZACIJA
Postupak:
U polaznom uzorku odrediti slijedeće parametre: pH vrijednost, elektrovodljivost, ukupnu
tvrdoću i ukupni alkalitet. Uzeti 1000 mL uzorka i zagrijati do vrenja, te isti zagrijavati još
10 do 15 minuta pri čemu topljivi bikarbonati prelaze u netopljive karbonate.
Ca(HCO 3 ) 2 zagrijavanje
CaCO 3 + CO 2 + H 2 O
Uzorak nakon zagrijavanja ohladiti i filtrirati. U filtratu odrediti slijedeće parametre: pH
vrijednost, elektrovodljivost, ukupnu tvrdoću i ukupni alkalitet, te pomoću istih izračunati
učinkovitost dekarbonizacije. Rezultate unijeti u tablicu.
Rezultati:
Uzorak:
parametar jedinica početna nakon dekarbonizacije
pH vrijednost
Elektrovodljivost
Ukupna tvrdoća
Ukupni alkalitet
Karbonatna tvrdoća
µS/cm
°nj
mmol/L
°nj
Izračun učinkovitosti dekarbonizacije:
⎛
⎞
učinkovitost dekarbonizacije = ⎜
KTdekarb
100 − × 100⎟
⎝ KTpolazno
⎠
, %
učinkovitost dekarbonizacije = _________________________
_________________________%
Uzorak:
Vrsta dekarbonizacije Učinkovitost, %
Dekarbonizacija vapnom u vrućem
Dekarbonizacija ionskom izmjenom
Termička dekarbonizacija
9

2.3. ADSORPCIJA NA AKTIVNOM UGLJENU
Adsorpcija sa fizikalnog ili kemijskog aspekta podrazumijeva sposobnost neke čvrste
tvari – adsorbensa da na svojoj graničnoj površini veže - adsorbira molekule plina ili
otopljene tvari iz otopina - adsorbante. Uspješnost adsorpcijskog procesa ovisi o aktivnoj
specifičnoj površini adsorbensa. Ukoliko je adsorbens porozne strukture, adsorpcijski
proces odvija se u četiri faze:
(1) Tvar koja se adsorbira difuzijom ili turbulentnim miješanjem dospijeva do graničnog
sloja koji okružuje adsorbens.
(2) Tvar difuzijom prolazi kroz granični sloj do površine adsorbensa koja ovisi o
udaljenosti, debljini i površini graničnog sloja.
(3) Nakon prolaska kroz granični sloj tvar kroz pore dolazi do adsorpcijskih mjesta.
(4) Adsorbant se veže na površini za slobodna adsorpcijska mjesta.
Jakost adsorpcije neke tvari ovisi o vrsti veze kojom se veže na površinu
adsorbensa. Ako su čestice vezane Van der Waalsovim silama kohezije, koje najčešće
nastaju između molekula plinova i tekućina, adsorpcijska veza će biti slaba i
podrazumijeva fizikalnu adsorpciju. Povezivanje tvari i adsorbensa kemijskim vezama
naziva se kemisorpcija. Pojedine tvari, kao što su koloidne čestice, uslijed elektrostatskog
naboja na svojoj površini mogu adsorpcijom vezati anione, katione i neutralne molekule,
što podrazumijeva ionsku adsorpciju.
Adsorpcijski proces može biti i reverzibilan, kao što je slučaj kod mnogih tvari
adsorbiranih na aktivni ugljen, pri čemu se molekule nastavljaju nagomilavati na površini
sve dok se brzina adsorpcije ne izjednači s brzinom desorpcije. Kod tih uvjeta postignuta
je adsorpcijska ravnoteža i ne odvija se daljnje nakupljanje.
U obradi vode najčešće se koristite adsorbensi kao što su aktivni ugljen,
adsorbirajuće smole, metalni oksidi, hidroksidi, gline i dr.
Aktivni ugljen je porozni materijal s vrlo velikom unutarnjom površinom. Proizvodi
se fizikalno-kemijskom postupkom aktiviranja, djelovanjem pare i ugljičnog dioksida na
visokim temperaturama (700-900˚C) pri čemu nastaju brojne pore različite veličine.
Fizikalna aktivacija podrazumijeva karbonizaciju odnosno pirolizu u odsutnosti kisika na
temperaturama manjim od 700˚C. Aktivacija se odvija oksidirajućim plinovima na
temperaturi 800-900˚C. Kemijska aktivacija je kombinacija karbonizacije i aktivacije s
različitim reagensima poput KOH i NaOH. Oplemenjivanje ugljena sa Ag otopinom se
koristi za aktiviranje antibakterijske aktivnosti aktivnog ugljena.
Aktivni ugljen koji se koristi za adsorpciju može biti u obliku praha ili u obliku
granula. Granulirani aktivni ugljen ima veći kapacitet adsorpcije, a njegova veća cijena
može biti neutralizirana boljom učinkovitosti. Aktivni ugljen se može koristiti za adsorpciju
specifičnih organskih prirodnih i sintetskih molekula, ali i određenih anorganskih tvari.
Učinkovitost adsorpcije ovisi o nizu čimbenika, od kojih su najvažniji: kakvoća i
granulacija adsorbensa, kakvoća i količina početnog uzorka, predtretmanu uzorka,
vremenu adsorpcije, pH vrijednosti uzorka, te karakteristikama supstance koja se
adsorbira.
10

Slika 3. Shematski prikaz pora aktivnog ugljena
Ekspanzija razvoja i primjene adsorpcijskih procesa u tehnologiji obradbe vode
uzrokovana je jednostavnošću primjene, visoke učinkovitosti i ekonomske prihvatljivosti
istih. Uporaba različitih vrsta adsorpcijskih materijala ne zahtjeva velike investicijske
zahvate u postojećim pogonima za obradbu vode, a moguća je i primjena na samom
mjestu potrošnje vode, odnosno u domaćinstvima u vidu kućnih filtara.
Potrebno je odrediti dinamiku adsorpcije tvari iz vode na aktivni ugljen. Da bi se
došlo do tih podataka uzorci vode držat će se u kontaktu s aktivnim ugljenom kroz
različite vremenske periode. Primijeniti će se koncentracija od 100 mg/L aktivnog ugljena,
a vrijeme kontakta biti će 15, 30, 45 i 60 minuta.
Slika 3. Laboratorijska tresilica
11

Postupak:
U polaznom uzorku vode odrediti slijedeće parametre: pH vrijednost, elektrovodljivost,
utrošak kalijeva permanganata, apsorbanciju na 254 nm (A 254 ) i koncentraciju željeza. U
četiri Erlenmayerove tikvice pipetirati po 200 mL uzorka te u svaku čašu dodati po 20 mg
prethodno izvaganog aktivnog ugljena. Erlenmayerove tikvice s aktivnim ugljenom
označiti i termostatirati u određenom vremenskom periodom na 25°C u tresilici pri 120
protresanja u minuti.
U nakon isteka određenog vremenskog perioda (15, 30 , 45 i 60 minuta), izvaditi pojedinu
Erlemayerovu tikvicu iz tresilice, profiltrirati preko sustava za vakuum-filtraciju (filtar
0,45 µm), profiltrirane uzorke označiti, te u istim odrediti slijedeće parametre: pH
vrijednost, elektrovodljivost, utrošak kalijeva permanganata, apsorbanciju na 254 nm
(A 254 ) i koncentraciju željeza. Rezultate unijeti u tablicu.
Rezultati:
Uzorak:
parametar
jedinica
početna
nakon adsorpcije
15 min. 30 min. 45 min. 60 min.
pH vrijednost
Elektrovodljivost
µS/cm
Utrošak KMnO 4
mg/L
A 254 cm -1
Fe
mg/l
Učinkovitost
adsorpcije
(prema KMnO 4 )
Učinkovitost
adsorpcije, %
(prema A 254 )
%
%
% uklonjenog Fe %
12

2.4. FILTRACIJA VODE PRIMJENOM KUĆNOG FILTRA
Slika 4. sustav „Brita“
Kućni sustavi za dodatno pročišćavanje vode nazivaju se i sustavi za pročišćavanje
vode na mjestu potrošnje ili kućni filtri. Kućni sustavi za pročišćavanje vode za piće
najčešće vodu pročišćavaju na principu reverzne osmoze ili filtracijom preko granuliranog
aktivnog ugljena u kombinaciji s drugim vrstama adsorpcijskih materijala.
Filtar sustav „Brita“ je jedan od kućnih sustava za dodatno pročišćavanje vode za
piće koji se mogu naći na tržištu. Obrada vode kod navedenog sustava podrazumijeva
propuštanje hladne vode kroz „Brita“ uložak u kojem se nalazi smjesa aktivnog ugljena i
ionskog izmjenjivača.
Uputa proizvođača (www.brita.hr):
BRITA filtri za vodu značajno smanjuju:
- nečistoće iz vodovodnih cijevi poput hrđe, pijeska, zemlje, komadića cijevi
- tvari kao što su klor i kamenac, koje utječu na okus i miris vode iz slavine,
- neke pesticide poput lindana
- teške metale kao što su olovo i bakar
Svi BRITA filtar ulošci imaju četverostupanjsku filtraciju.
1. PREDFILTRACIJA
2. IONSKI IZMJENJIVAČ
3. AKTIVNI UGLJEN
4. MREŽICA NA DNU FILTERA
VAŽNE NAPOMENE:
BRITA sistemi služe za filtraciju isključivo hladne vode.
Ukoliko ste filtrirali vodu dva do tri puta uzastopno za postizanje najboljeg učinka u filtraciji vode BRITA
preporučuje da pričekate 15-30 minuta do iduće filtracije.
Brita sustav za filtraciju vode u kućanstvima namijenjen je za korištenje samo s vodom koja je obrađena za
uporabu u kućanstvima (napomena: ova je voda pod stalnom kontrolom nadležnih institucija za kontrolu kvalitete
voda - Zavod za javno zdravstvo i prema zakonskim regulativama sigurna je za piće) ili s vodom iz privatnih
izvora koja je testirana i dokumentirano potvrđena kao sigurna za piće od strane nadležnih institucija. U slučaju
da se službeno zahtjeva prokuhavanje vode iz vodovoda, potrebno je prokuhavati i BRITA filtriranu vodu. Nakon
ukidanja te odredbe, temeljito operite Vaš BRITA sistem te umetnite novi BRITA filtar uložak prema propisanoj
proceduri.
Preporučuje se da se za određene grupe ljudi (npr. osobe sa slabijim imunitetom ili malu djecu) voda iz slavine
prokuhava. Ovo također vrijedi i za filtriranu vodu. Neovisno o vrsti vode koja se koristi, za prokuhavanje vode
koristite uređaje čiji su elementi za grijanje izrađeni od nehrđajućeg čelika. Posebno bi osobe osjetljive na nikal
trebali koristiti uređaje čiji su dijelovi izrađeni od nehrđajućeg čelika ili su zaštićeni.
Zbog higijenskih razloga, filter uložak je posebno tretiran srebrom. Moguć je prijenos manje količine srebra u
vodu. Srebro nema nikakve poznate opasnosti za ljudsko zdravlje, pogotovo u tako malim količinama. Ovakav
prijenos je u skladu sa odrednicama WHO (Svjetske zdravstvene organizacije) i Direktivom Europske Unije
98/83/EC o kvaliteti vode za ljudsku uporabu.
Opaska za bubrežne bolesnike ili pacijente na dijalizi: u procesu filtracije može doći do blagog povećanja
sadržaja kalija. Upitajte Vašeg liječnika za mišljenje i preporuku o korištenju filtara za vodu ukoliko ste na dijeti za
reguliranje kalija ili ste bubrežni bolesnik.
Poštivanje svih gore navedenih preporuka BRITA uputa za uporabu sistema za filtraciju vode imat ćete čišću i
bistriju vodu vrhunske kvalitete i izvrsnog okusa za tople i hladne napitke kao i za spravljanje najzahtjevnijih
gurmanskih djela za Vaše ukućane i prijatelje. 13

Postupak:
U polaznom uzorku vode odrediti slijedeće parametre: pH vrijednost, elektrovodljivost,
utrošak kalijeva permanganata, apsorbanciju na 254 m (A 254 ) i koncentraciju željeza.
Uzorak zatim propustiti kroz „Brita“ filtar, te u filtratu odrediti slijedeće parametre: pH
vrijednost, elektrovodljivost, utrošak kalijeva permanganata, apsorbanciju na 254 nm
(A 254 ) i koncentraciju željeza. Rezultate unijeti u tablicu.
Rezultati:
Uzorak
parametar jedinica početna nakon filtracije kroz „Brita“ filtar
pH vrijednost
Elektrovodljivost
Utrošak KMnO 4
µS/cm
mg/L
A 254 cm -1
Fe
Učinkovitost
adsorpcije
(prema KMnO 4 )
Učinkovitost
adsorpcije, %
(prema A 254 )
mg/l
%
%
% uklonjenog Fe %
14

3. ANALITIČKE METODE

3.1. ODREĐIVANJE KONCENTRACIJE H + IONA
ODREĐIVANJE pH VRIJEDNOSTI
§ HRN ISO 10523:1998 en (ISO 10523:1994)
Koncentracija vodikovih iona i pH, određuju se mjerenjem elektromotorne sile u članku
koji sadrži indikatorsku elektrodu (elektroda koja reagira na vodikove ione, staklena
elektroda), koja se stavlja u ispitivani uzorak, i referentnu elektrodu. Kontakt između
ispitivane i referentne elektrode postiže se spajanjem tekućina koje su sastavni dio
referentne elektrode. Razlika od jedne pH jedinice stvara potencijalnu promjenu od 58,16
mV na 20 °C ili 59,16 mV na 25 °C. Elektromotorna sila mjeri se pH-metrom, odnosno
voltmetrom visokog otpora podešenim na pH vrijednost. Voda za piće mora reagirati
neutralno do slabo alkalno ( pH = 7,0 – 7,4 ) jer kisele vode nagrizaju vodovodne cijevi,
dok alkalne vode stvaraju talog. pH vrijednost se može brzo mijenjati kao rezultat
kemijskih, fizikalnih ili bioloških reakcija u uzorku vode, te određivanje treba obaviti u što
kraćem roku, a najkasnije 24 sati nakon uzimanja uzorka. Metoda je primjenjiva u svim
vrstama voda: podzemnoj, površinskoj i otpadnoj vodi. Područje mjerenja je od pH 3 do
pH 10, uz standardnu devijaciju mjerenja od 0,05 ili nižu.
Aparatura:
1. Staklena čaša volumena 500 ml
2. Termometar s podjelom skale od 0,5 °C
3. pH –metar s mogućnošću određivanja od 0,01 pH jedinice
4. Staklena i referentna elektroda; umjesto tih dviju elektroda
može se koristiti kombinirana pH elektroda
Slika 5. pH-metar
Reagensi:
1. Dekarbonizirana voda, prokuhana destilirana ili deionizirana
voda za razrjeđivanje puferskih otopina
2. Standardna puferska otopina. Koristiti primarnu pufersku otopinu ili otopine kalijeva hidrogentartarata, KHC 4H 4O 3;
kalijeva hidrogenftalata, C 6H 4(COOH)(COOK); fosfata (Na 2HPO 3 + KH 2PO 4); boraksa, Na 2B 4O 7×10H 2O; natrijeva
karbonata (Na 2CO 3) i natrijeva hidrogenkarbonata (NaHCO 3)
3. Referentni elektroliti, elektrolitne otopine koje odgovaraju referentnoj elektrodi
Postupak:
Mjerenju pH vrijednosti prethodi kalibracija uređaja puferom poznate pH vrijednosti.
Izabrati standardnu pufersku otopinu s pH vrijednošću približnoj vrijednosti pH uzorka
vode, te izmjeriti temperaturu pufera. Izvršiti korekciju temperature na pH-metru, te
pomoću pufera regulirati pH-metar na pH pufera na toj temperaturi. Uzorak se uzima iz
posude u čašu pomoću gumene cijevi ili uz prethodno ispiranje čaše uzorkom vode. Pri
uzimanju uzorka potrebno je izbjegavati vrtloženje uzorka, a mjehuriće zraka ukloniti
laganim protresanjem čaše. Prije mjerenja pH vrijednosti ispitivanog uzorka, elektrodu
treba pažljivo isprati destiliranom vodom, a zatim uzorkom. Izmjeriti temperaturu uzorka i
podesiti pH-metar prema izmjerenoj temperaturi. Uroniti elektrodu u uzorak i lagano vrtiti
čašu oko elektrode. Sustav se treba stabilizirati prije početka očitavanja, a mjerenje treba
obaviti najmanje dva puta. Između mjerenja elektrode treba držati u destiliranoj vodi.
16

pH-vrijednost se izražava na dvije decimale, uz obvezatno naznačivanje temperature pri
kojoj je izvršeno određivanje.
Primjer :
pH 8,45 mjereno na 10,2 °C ili
pH 7,62 mjereno na 16,4 °C u laboratoriju 2h nakon uzorkovanja.
17

3.2. ODREĐIVANJE ELEKTROVODLJIVOSTI
ODREĐIVANJE ELEKTROVODLJIVOSTI
§ ISO 7888:1985
Ova metoda obuhvaća mjerenje elektrovodljivosti vode i njezine recipročne
vrijednosti – električnog otpora. Elektrovodljivost je recipročna vrijednost otpora u omima,
mjerena između dviju suprotnih strana kocke jednoga kubičnog centimetra vodene
otopine pri određenoj temperaturi. Standardna jedinica elektrovodljivosti je simens po
metru [S/m] ili milisimens po metru [mS/m].
Elektrovodljivost za destiliranu vodu je od 0,2 do 0,1 mS/m. Vrijednost se povećava i
do dva puta apsorpcijom atmosferskog ugljikovog dioksida. Većina slatkih i pročišćenih
voda ima elektrovodljivost od 5 do 50 mS/m, visoko mineralizirane vode dosežu vrijednost
100 i više, a kod nekih industrijskih otpadnih voda vrijednost elektrovodljivosti može prijeći
i 1000 mS/m.
Temperatura utječe na elektrovodljivost koja varira oko 2 % na 1°C. S tandardna
temperatura za određivanje elektrovodljivosti je 25°C. Odre đivanje treba biti na navedenoj
ili što bližoj temperaturi.
Otopljeni ugljični dioksid povećava vodljivost, međutim njegov utjecaj nije velik, a
njegovo otklanjanje iz tvrde vode ne može se postići bez taloženja kalcijeva karbonata.
Zbog toga se utjecaj ugljičnog dioksida zanemaruje pri analizi vode.
Uzorci s niskom pH vrijednošću također pokazuju veliku elektrovodljivost zbog
visoke ekvivalentne vodljivosti vodikovih iona.
Aparatura:
1. Instrument za mjerenje elektrovodljivosti -KONDUKTOMETAR
2. Elektrode, platinske elektrode; druge vrste elektroda dopuštene su za
rutinske laboratorijske analize.
3. Termometar, preciznosti + 0,1 °C, za rutinska mjerenja preciznosti + 0,5
°C.
4. Vodena kupelj, sa mogućnošću održavanja temperature 25,0 °C + 0,1 °C,
za rutinske analize 25,0 °C + 0,5 °C.
Slika 6. Konduktometar
Reagensi:
1. Voda za pripravu otopina i razrjeđenja, dvostruko destilirana ili deionizirana voda; elektrovodljivosti γ 25 ≤ 0,1 mS/m.
2. Kalijev klorid, standardna otopina (A), c(KCl) = 0,1 mol/l; elektrovodljivost otopine na 25 °C γ 25=1290mS/m.
3. Kalijev klorid, standardna otopina (B), c(KCl) = 0,01 mol/l; elektrovodljivost otopine na 25 °C γ 25=141mS/m.
4. Kalijev klorid, standardna otopina (C), c(KCl) = 0,001 mol/l; otopinu prirediti razrjeđivanjem otopine B prije samog
mjerenja. Elektrovodljivost otopine na 25 °C γ 25=14,7 mS/m.
5. Platina, otopina. Otopiti 1,5 g hidrogen heksakloroplatine(IV) heksahidrata (H 2PtCl 6× 6H 2O) u 50 ml vodene
otopine koja sadrži 0,0125 g olovnog acetata [Pb(C 2H 3O 2) 2].
18

Postupak:
Aparaturu pripremiti prema uputi proizvođača. Potrebno je znati konstantu elektrode koju
obično daje proizvođač. Ukoliko konstanta elektrode nije poznata, potrebno ju je odrediti
pomoću standardnih otopina kalijeva klorida. Određivanje elektrovodljivosti provodi se
uranjanjem elektrode u uzorak vode i očitavanjem dobivene vrijednosti sa skale
instrumenta. Za precizno određivanje, mjerenje se provodi kada uzorak i elektroda pri
mjerenju imaju temperaturu od 25,0 °C + 0,1 °C.
Rezultat se izražava kao γ 25 u mS/m ili µS/cm..
19

3.3. ODREĐIVANJE ALKALITETA
ODREĐIVANJE UKUPNOG I DJELOMIČNOG ALKALITETA
§ HRN EN ISO 9963-1:1998 en (ISO 9963-1:1994)
Alkalitet čine hidroksidi, karbonati i bikarbonati alkalijskih i zemnoalkalijskih metala,
uglavnom natrija, kalija, kalcija i magnezija. Ovom metodom alkalitet se određuje
titrimetrijski, a metoda je pogodna za vode koje imaju alkalitet od 0,4 mmol/l do 20 mmol/l.
Smetnje pri određivanju mogu uzrokovati suspendirane tvari u obliku karbonata, koje se
mogu smanjiti prethodnom filtracijom. Za preciznije određivanje točke ekvivalencije pri
titraciji, umjesto indikatora moguće je koristiti pH-metar.
Alkalitet predstavlja kvantitativnu sposobnost vodenog medija da reagira s vodikovim
ionima. Alkalitet se određuje kao “alkalitet prema fenolftaleinu” (A P ) koji predstavlja
djelomični alkalitet (udio svih hidroksida i polovica udjela karbonata u vodi) i “alkalitet
prema metil crvenom” (A T ) koji predstavlja ukupni alkalitet (udio svih karbonata,
hidrogenkarbonata i hidroksida u vodi). Suština metode za određivanje alkaliteta je u
postupnoj neutralizaciji alkalnih soli pomoću kiselina, u prisutnosti indikatora fenolftaleina i
metil crvenog. Neutralizacija alkaliteta provodi se kloridnom kiselinom. Ako se voda s
većim pH od 8 postupno neutralizira u prisutnosti fenolftaleina, kod pH 8,3 on će
promijeniti boju. Ako se neutralizacija nastavlja dalje u prisutnosti metil crvenog, otopina
će promijeniti boju kod pH 4,5. Završna točka titracije može se odrediti vizualno
promjenom boje indikatora. Na osnovi toga može se pomoću dva indikatora odrediti vrsta
alkaliteta.
Aparatura:
1. Magnetna miješalica, s magnetnim mješačem
2. pH-metar, sa odgovarajućom elektrodom za mjerenje pH
vrijednosti u području od 4 do 10, s odstupanjem pH + 0,05.
Uređaj treba pripremiti i kalibrirati puferima s pH 4,7 i 9.
3. Bireta, volumena 10 ml, s podjelom skale od 0,02 ml
Slika 7. Automatska bireta
Reagensi:
1. Natrijev karbonat, standardna otopina, c (Na 2CO 3) = 0,025 mol/l. Otopiti 2,5600 g + 0,2000 g natrijeva karbonata u
vodi i dopuniti do 1000 ml. Otopina je stabilna oko mjesec dana na temp. 4° do 8 °C.
2. Kloridna kiselina, c(HCl) = 0,10 mol/l, razrijediti 8,60 ml + 0,10 ml (ρ = 1,16g/ml) kloridne kiseline s destiliranom
vodom do 1000 ml. Otopinu standardizirati.
3. Kloridna kiselina, c(HCl) = 0,02 mol/l. Otopinu prirediti sa 100 ml + 1 ml kloridne kiseline c = 0,10 mol/l i
razrijediti do 500 ml. Otopinu pripremiti uvijek svježu.
4. Fenolftalein, indikatorska otopina. Otopiti 1,0000 g + 0,1000 g fenolftaleina u 100 ml + 2 ml etanola [>90 % (V/V)
etanol] i razrijediti vodom do 200 ml + 4 ml.
5. Bromkrezol zeleno - metil crveno, indikatorska otopina. Otopiti 0,2000 g + 0,0050 g bromkrezol zelenog i 0,0150 g
+ 0,0020 g metil crvenog u 100 ml + 4 ml etanola [> 90 % (V/V) etanol].
20

3.3.1. ODREĐIVANJE DJELOMIČNOG ALKALITETA TITRACIJOM DO pH 8,3
Postupak:
Pipetirati 100 ml + 1 ml uzorka (V 4 ) u Erlenmayerove tikvicu od 250 ml i dodati 0,1 ml +
0,02 ml indikatorske otopine fenolftaleina. Ukoliko se ne pojavi ružičasta boja, zabilježiti
djelomični alkalitet do 8,3 kao nulu. Ukoliko je prisutna ružičasta boja, uzorak titrirati
odgovarajućom kiselinom do nestanka boje. Za područje alkaliteta od 4 mmol/l do 20
mmol/l, za titraciju koristiti kloridnu kiselinu koncentracije c = 0,1 mol/l, a za područje
alkaliteta od 0,4 mmol/l do 4 mmol/l, koristiti kloridnu kiselinu koncentracije c = 0,02 mol/l.
Zabilježiti utrošenu količinu kiseline za titraciju (V 5 ). Isti uzorak koristiti za određivanje
ukupnog alkaliteta.
3.3.2. ODREĐIVANJE UKUPNOG ALKALITETA
Postupak:
U otopinu dodati 0,1 ml + 0,02 ml indikatorske otopine bromkrezol zelenog- metil crvenog.
Nastaviti titraciju sve dok boja iz zeleno-plave ne prijeđe u sivu. Zabilježiti utrošenu
količinu kiseline za titraciju (V 6 ).
Djelomični i ukupni alkalitet izračunati iz zadane jednadžbe:
►Djelomični alkalitet (fenolftaleinski alkalitet):
c ( HCl ) ⋅ 1000 5
⋅
=
VV
A p
4
A P sposobnost reakcije sa vodikovim ionima u mmol/l izražena kao djelomični alkalitet titriran do pH
8,3
c(HCl) koncentracija kloridne kiseline korištene za titraciju u mol/l
V 4 volumen uzorka u ml
V 5 volumen kloridne kiseline korištene za titraciju do pH 8,3
,
►Ukupni alkalitet:
c(
HCl
) ⋅V
6
⋅1000
A T
=
V
4
,
A T sposobnost reakcije sa vodikovim ionima u mmol/l izraženo kao ukupni alkalitet titriran do pH 4,5
c(HCl) koncentracija kloridne kiseline korištene za titraciju u mol/l
V 4 volumen uzorka u ml
V 6 volumen kloridne kiseline korištene za titraciju do pH 4,5.
Literatura:
1. Convention on long-range transboundary air polution, Intercalibration 9105. Programme Centre, Norwegain Institute for Water
Research, Oslo.
2. Convention on long-range transboundary air polution, Intercalibration 9206. Programme Centre, Norwegain Institute for Water
Research, Oslo.
3. Stumm, W. Morgan, J. J. Aquatic Chemistry. J. Wiley (1981)
4. ITM 1993. Comparison of testing 1992-1. Ion Balance. (in Swedish with English summary.) Institute of Applied Enviromental
Research, University of Stockholm, Sweden.
5. SNV 3535. Intercalibration 1988-1. Chemical analysis of drinking water (in Swedish with English summary.) Swedish National
Enviromental Protection Agency.
21

3.4. ODREĐIVANJE UKUPNE TVRDOĆE
3.4.1. ODREĐIVANJE UKUPNE TVRDOĆE
Dinatrijeva sol etilendiamintetraoctena kiselina (EDTA), koja još dolazi pod
komercijalnim nazivima komplekson III, titripleks, natrijev versenat i sl., s kalcijevim i
magnezijevim ionima daje stabilne helatne komplekse u alkalnoj sredini.
Na 2 H 2 -komplekson + Ca 2+ Na 2 Ca-komplekson + 2H +
Na 2 H 2 -komplekson + Mg 2+ Na 2 Mg-komplekson + 2H +
Određivanje ukupne tvrdoće titracijom uz EDTA i eriokrom-crno T kao indikator, jedno je
od najtočnijih i najbržih postupaka.
Aparatura:
1. Erlenmayerova tikvica, volumena 500 ml
2. Bireta
3. Ostalo laboratorijsko posuđe
Slika 8. Automatska bireta
Reagensi:
1. Eriokrom crno T, indikatorska otopina, 0,5000 g eriokrom crnog T otopiti u 100 ml 99 %-tnog izopropilnog alkohola.
Umjesto otopine može se koristiti i suhi indikator tako da se pomiješa s NaCl p.a. u omjeru 1:100, te se ova smjesa
dodaje “na vrhu noža”.
2. Puferska otopina, 54 g amonijevog klorida (NH 4Cl) otopiti u 200 ml destilirane vode, dodati 350 ml koncentrirane
otopine amonijaka i dopuniti vodom do 1000 ml
3. EDTA, standardna volumetrijska otopina, c(EDTA) ≈ 0,01 M. Osušiti određenu količinu dinatrijeve soli EDTA
dihidrata (C 10H 14N 2O 8Na 2×2H 2O) na 80 °C, dva sata, te 3,7250 g osušene soli otopiti u vodi i razrijediti do 1000 ml.
Otopinu EDTA čuvati u polietilenskoj boci.
Postupak:
100 ml uzorka vode prenijeti pipetom u Erlenmayerovu tikvicu od 500 ml, dodati 2 ml
otopine pufera, 4 kapi indikatorske otopine ili “na vrhu noža“ praškastog indikatora, te
odmah titrirati sa 0,01 M otopinom EDTA do promjene boje iz vinskocrvene u plavu boju.
Ako voda ne sadrži magnezijeve soli, prije titracije potrebno je dodati malo magnezijevog
kompleksonata u prahu, da bi se bolje uočila promjena boje.
Ukupna tvrdoća vode izražava se u njemačkim stupnjevima, a računa se iz sljedeće
jednadžbe:
UT = 0,56 · V [°nj] ,
V
volumen EDTA u ml utrošen za titraciju.
22

3.4.2. ODREĐIVANJE KALCIJA – KOMPLEKSOMETRIJSKO ODREĐIVANJE
Udio kalcija u vodi može se odrediti titracijom s EDTA uz indikator mureksid-K ili
titracijom otopinom kalijeva permanganata, jer se pritom taloži u obliku kalcijeva oksalata.
Aparatura:
1. Erlenmayerova tikvica, volumena 500 ml
2. Bireta
3. Ostalo laboratorijsko posuđe
Slika 9. Automatska bireta
Reagensi:
1. EDTA, standardna volumetrijska otopina, c(EDTA) ≈ 0,01 mol/l. Osušiti određenu količinu dinatrijeve soli EDTA
dihidrata (C 10H 14N 2O 8Na 2×2H 2O) na 80 °C, dva sata, te 3,7250 g osušene soli otopiti u vodi i razrijediti do 1000 ml.
2. Mureksid-K (kalijev purpurat) pomiješan s NaCl p.a. u omjeru 1:100
3. Otopina natrijeva hidroksida; otopiti 80 g natrijevog hidroksida (NaOH) u odmjernoj tikvici od 1000 ml destiliranom
vodom i dopuniti do oznake.
Postupak:
100 ml uzorka vode prenijeti pipetom u tikvicu, dodati 1 ml otopine pufera (r.3.) i “na vrhu
noža” indikatora (r.2.). Titrirati otopinom EDTA (r.1.) do promjene boje iz crvene u
purpurnu. Titracija se provodi nakon 5 minuta od dodavanja puferske otopine.
Udio kalcija izražava se u mgCaO/l, a računa se iz sljedeće jednadžbe:
V
CaOmg / l = 560 ⋅
ml
EDTA
uzorka
3.4.3. ODREĐIVANJE MAGNEZIJA
Udio magnezija određuje se računski, tako da se od ukupne tvrdoće, izražene u
njemačkim stupnjevima oduzme udio kalcija izražen u njemačkim stupnjevima, te se
razlika pomnoži s 10 MgO/CaO = 7,19
Primjer:
Ako je ukupna tvrdoća vode 13,6 °nj, udio CaO 96 mg/l, udio magnezija izraženog kao MgO ra čuna se
prema sljedećoj jednadžbi:
96
MgOmg / l = (13,6 − ) ⋅ 7,19 = 4,0 ⋅ 7,19 = 28,76
10
23

3.5. ODREĐIVANJE OTOPLJENOG KISIKA
ODREĐIVANJE OTOPLJENOG KISIKA JODOMETRIJSKOM METODOM
§ HRN EN 25813:1998 en (ISO 5813:1983; EN 25813:1992)
Kisik u vodu dospijeva apsorpcijom iz atmosfere ili kao produkt fotosinteze vodenih
algi. Raspadanjem organskih tvari u vodi koncentracija kisika opada, a što je ujedno i
pokazatelj zagađenosti vode. Ova metoda primjenjiva je za određivanje otopljenog kisika
u svim vodama u koncentracijskom području od 0,2 mgO 2 /l do 20 mgO 2 /l. Lako
oksidirajuće organske supstance, kao što su tanini, huminske kiseline i lignin, te sulfidi i
tiourea uzrokuju smetnje pri određivanju kisika ovom metodom. Neke suspendirane tvari
koje imaju sposobnost vezanja joda, također mogu izazvati smetnje pri određivanju. U
tom slučaju je pogodnije za određivanje otopljenog kisika koristiti elektrokemijsku metodu.
Uzorku se dodaje otopina natrijeve ili kalijeve lužine s kalijevim jodidom i otopina
manganova(II) sulfata. Taloženjem manganova(II) hidroksida iz dodanih kemikalija, veže
se otopljeni kisik iz uzorka vode. Zakiseljavanjem, manganovi ioni više valencije oksidiraju
jodidne ione, te se oslobađa količina joda ekvivalentna količini kisika otopljenog u uzorku
vode. Sadržaj oslobođenog joda određuje se titracijom sa standardnom otopinom
natrijeva tiosulfata uz škrob kao indikator, koji s oslobođenim jodom daje plavu boju.
Završnu točku titracije označuje obezbojenje uzorka.
Reakcija:
MnCl 2 + 2KOH
Mn(OH) 2 + 2KCl
2Mn(OH) 2 + O 2 2MnO(OH) 2
MnO(OH) 2 + 2KI + 4HCl
MnCl 2 + 2KCl + I 2 + 3H 2 O
I 2 + Na 2 S 2 O 3 2NaI + Na 2 S 4 O 6
Aparatura:
1. Boca po Winkleru, volumena između
130 i 350 ml
2. Pipete
3. Erlenmayerova tikvica od 500 ml
4. Bireta
Slika 10. Boca po Winkleru
Reagensi:
1. Sulfatna kiselina, razrijeđena. Oprezno dodati 500 ml koncentrirane sulfatne kiseline (ρ=1,84 g/ml) u 500ml vode, uz neprestano
miješanje. Ukoliko se očekuje prisutnost trovalentnog željeza, koristiti fosfornu kiselinu (H 3PO 4), ρ=1,70 g/ml
2. Sulfatna kiselina c(1/2 H 2SO 4)=2 mol/l
24

3. Jodidni azid, alkalni reagens. Otopiti 35 g natrijevog hidroksida (NaOH) [ili 50 g kalijeva hidroksida] i 30 g kalijevog jodida (KI) [ili
27 g natrijeva jodida] u 50 ml vode. Posebno otopiti 1g natrijeva azida u nekoliko mililitara vode. Pomiješati ove dvije otopine i
razrijediti do 100ml. Otopinu čuvati u boci od tamnog stakla.
4. Manganov(II) sulfat, anhidridni, otopina 340g/l (ili mangan sulfat monohidrid, otopina 380g/l). Kao alternativu koristiti manganov(II)
klorid tetrahidrat, otopina 450g/l. Otopinu filtrirati ako sadrži nečistoće.
5. Kalijev jodat, c(1/6 KIO 3) = 10 mmol/l, standardna otopina. Otopiti 3,5670 g + 0,0030 g kalijeva jodata u destiliranoj vodi i razrijediti
do 1000ml. Uzeti 100 ml ove otopine i razrijediti do 1000 ml.
6. Natrijev tiosulfat, standardna otopina c(Na 2S 2O 3) = 10 mmol/l. Otopiti 2,5000 g natrijeva tiosulfata pentahidrata (Na 2S 2O 3×5H 2O) u
svježe prokuhanoj i ohlađenoj destiliranoj vodi. Dodati 0,4000 g natrijeva hidroksida (NaOH) i razrijediti do 1000ml. Otopinu
standardizirati i čuvati u boci od tamnog stakla.
7. Škrob, svježe pripravljena otopina 10 g/l.
8. Fenolftalein, 1g/l etanolna otopina.
9. Jod, otopina 0,005 mol/l. Otopiti 4 do 5g kalijeva ili natrijeva jodida u 100 ml vode i dodati oko 130 mg joda. Nakon otapanja joda,
razrijediti do 1000 ml.
10. Kalijev jodid ili natrijev jodid.
Postupak:
Uzorkom napuniti Winklerovu bocu preko crijeva koje seže do dna boce i pustiti da se
istjecanjem promijene dva do tri volumena boce, sve dok u boci ne bude mjehurića.
Odmah zatim dodati 1 ml otopine mangan(II) sulfata (r.4.) i 2 ml alkalnog reagensa
jodidnog azida (r.3.). Otopinu dodati ispod površine uzorka pomoću pipete, te odmah
bocu zatvoriti pazeći da pri zatvaranju u boci ne ostane mjehurića zraka. Bocu nekoliko
puta promućkati okretanjem gore dolje, te ostaviti oko 5 minuta da se nastali talog slegne.
Uzorak zatim ponovno promućkati, tako da se homogenizira. Ovim postupkom vrši se
vezanje kisika u uzorku.
Nakon toga, polako dodati 1,5 ml sulfatne kiseline (r.1.) ili odgovarajući volumen fosfatne
kiseline, bocu zatvoriti, te dobro promućkati dok se talog ne otopi. Ovim postupkom jod je
jednakomjerno raspoređen u uzorku.
Uzorak ili alikvotni dio uzorka (volumen V 1 ) prenijeti u Erlenmayerovu tikvicu i titrirati
otopinom natrijevog tiosulfata (r.6.), koristeći otopinu škroba kao indikator koji se dodaje
pri završetku titracije, ili neki drugi odgovarajući indikator.
Količina otopljenog kisika izražena u miligramima kisika po litri, računa se prema
slijedećoj jednadžbi:
M r relativna masa kisika (M r = 32),
V 1 volumen u ml uzorka ili alikvotnog dijela (ukoliko je titriran cijeli uzorak V 1 = V 0 ),
V 2 volumen u ml otopine natrijeva tiosulfata korištenog za titraciju uzorka ili alikvotnog dijela,
c koncentracija otopine natrijeva tiosulfata u mmol/l,
izračunati iz sljedeće jednadžbe:
f 1
M r
V 0 volumen Winklerove boce u ml
V’ suma volumena otopine mangan(II) sulfata (1ml) i alkalnog reagensa jodidnog azida (2ml).
Rezultat se izražava na jednu decimalu.
f
1
⋅V
2
⋅ c ⋅ f
4 ⋅V
1
V0
=
V −V
′
0
1
Literatura:
1. Montgomery, H.A.C., Thom, N.S., and Cockburn, A. Determination of dissolved oxygen by the Winkler method and the solubility
of oxygen in pure water. J. Appl. Chem.14 1964: 280-295.
2. Carpenter, J. H. The accuracy of the Winkler method for dissolved oxygen analysis. Limnol. Oceanogr. 10 1965 : 135-140.
3. Carpenter, J. H. New measuremants of oxygen solubility in pure and natural water. Limnol. Oceanogr. 11 1966 : 264-277.
25

3.6. ODREĐIVANJE BIOKEMIJSKE POTROŠNJE KISIKA
METODA RAZRJEĐIVANJA I NACJEPLJIVANJA
HRN ISO 5815:1998 en (ISO 5815:1989)
Biokemijska potrošnja kisika (BPK) je masena koncentracija otopljenog kisika
utrošena pod određenim uvjetima, za biološku oksidaciju organskih i/ili anorganskih tvari
u vodi. Metoda je primjenjiva za određivanje BPK 5 u svim vrstama voda, u području od 3
do 6000 mgO 2 /l. Smetnje pri određivanju BPK mogu uzrokovati tvari koje su toksične za
mikroorganizme, npr. baktericidi, toksični metali i slobodni klor jer inhibiraju biokemijsku
oksidaciju. pH vrijednost uzorka vode treba biti između 6 i 8.
Uzorak vode razrjeđuje se s vodom za razrjeđivanje koja sadrži kisik, hranjive tvari i
aerobne mikroorganizme u određenom omjeru, te se inkubira 5 dana na tamnom mjestu
pri temperaturi od 20 °C + 1 °C. Sadržaj otopljenog kisika odre đuje se prije i nakon
inkubacije, a razlika u sadržaju kisika je količina kisika utrošena na biokemijsku
razgradnju tvari što se nalaze u uzorku vode.
Aparatura:
1. Boce po Winkleru za inkubaciju, volumena između 130 i 350 ml, s
brušenim čepom
2. Inkubator, sa mogućnošću održavanja temperature na 20°C+ 1 °C
3. Oprema za određivanje koncentracije otopljenog kisika
(jodometrijska ili elektrokemijska metoda). Sve stakleno
laboratorijsko posuđe za analizu BPK 5 mora biti čisto.
Slika 11. Boca po Winkleru
Postupak:
Uzorcima vode napuniti boce po Winkleru u dvije serije, te lagano promiješati da se
uklone mjehurići zraka. U prvoj seriji odmah odrediti koncentraciju otopljenog kisika
koristeći jodometrijsku metodu (vježba 3.5.), a drugu seriju uzoraka inkubirati na tamnom
mjestu pet dana i na temperaturi 20 °C + 1 °C. Svaka serija treba sadržavati po pet
Winklerovih boca (početni uzorak i četiri filtrata dobivenih nakon flokulacije). Nakon
inkubacije od pet dana, koncentraciju otopljenog kisika ponovo odrediti jodometrijskom
metodom u drugoj seriji.
Biološka potrošnja kisika nakon 5 dana (BPK 5 ) izražena u miligramima kisika po litri
računa se pomoću slijedeće jednadžbe:
C 1
C 2
koncentracija otopljenog kisika u miligramima po litri u uzorku
koncentracija otopljenog kisika u miligramima po litri za isti uzorak nakon pet dana.
( )
1
C 2
C − = BPK 5
26
Literatura:
1. Montgomery, H.A.C., Thom, N.S., and Cockburn, A. Determination of dissolved oxygen by the Winkler method and the solubility
of oxygen in pure water. J. Appl. Chem.14 1964: 280-295.
2. Carpenter, J. H. The accuracy of the Winkler method for dissolved oxygen analysis. Limnol. Oceanogr. 10 1965 : 135-140.
3. Carpenter, J. H. New measuremants of oxygen solubility in pure and natural water. Limnol. Oceanogr. 11 1966 : 264-277.

3.7. ODREĐIVANJE UTROŠKA KMnO 4
ODREĐIVANJE UTROŠKA KMnO 4 METODOM KUHANJA U KISELOJ SREDINI I
TITRACIJOM PO KÜBEL-TIEMANNU
Utrošak kalijeva permanganata pri standardnim uvjetima analize predstavlja mjerilo
sadržaja organskih tvari u vodi. Voda koja sadrži organske tvari ljudskog, životinjskog,
biljnog ili industrijskog porijekla, utrošit će određenu količinu kalijeva permanganata za
njihovu oksidaciju koja ovisi o količini organske tvari u vodi, ali i njihove kemijske
strukture. Osim organskih, i neke anorganske tvari (npr. nitriti, dvovalentno željezo,
sumpor(II)-vodik itd.) mogu se oksidirati s kalijevim permanganatom. Kalijev permanganat
se reducira u kiseloj sredini s nekim organskim i anorganskim tvarima, a potrošnja
kalijeva permanganata može se samo uvjetno uzeti kao mjerilo sadržaja organske tvari u
vodi.
Aparatura:
1. Automatska bireta
2. Kuhalo
Slika 12. Automatska bireta
Reagensi:
1. Sulfatna kiselina, razrijeđena 1 : 3, (H 2SO 4) pro analysi
2. Kalijev permanganat, otopina c(KMnO 4) = 0,02 M. Otopiti 3,1600 g KMnO 4 u 200 ml destilirane vode, te dopuniti do volumena od
1000 ml
3. Kalijev permanganat, otopina c(KMnO 4)=0,002 M. Pripremiti svježu otopinu sa 0,02 M KMnO 4 (r.3)
4. Oksalna kiselina, otopina 0,05 M. Otopiti 6,3033 g oksalne kiseline (C 2O 4H 2·H 2O) u destiliranoj vodi, te dodati 50 ml sulfatne
kiseline (H 2SO 4); 1:3 radi konzerviranja, te dopuniti do 1000 ml destiliranom vodom.
5. Oksalna kiselina, otopina 0,005 M. Priprema se svježa razrjeđivanjem 0,05 M otopine (r.4.).
Postupak:
U Erlenmayerovu tikvicu od 300 ml odmjeriti 100 ml uzorka vode, 5 ml razrijeđene
sumporne kiseline (r.1.) i dodati nekoliko staklenih kuglica. Tikvicu poklopiti staklenim
lijevkom i na azbestnoj mrežici zagrijavati do vrenja, a zatim otopini dodati iz birete 15,0
ml 0,002 M kalijeva permanganata (r.3.) i nastaviti sa zagrijavanjem točno 10 minuta (od
početka ponovnog vrenja). Otopina treba lagano i ujednačeno vreti. Ako još postoji
ružičasto obojenje, tikvicu skinuti s azbestne mrežice i odmah u vruću otopinu dodati iz
birete 15,00 ml 0,005 M oksalne kiseline(r.5.) i dalje zagrijavati do potpunog obezbojenje.
Zatim otopinu titrirati s 0,002 M kalijeva permanganata (r.3.) do pojave slabo ružičaste
boje koja je postojana 30 sekundi. Ukoliko za vrijeme zagrijavanja uzorka vode s kalijevim
permanganatom dođe do gubitka crvene boje, odnosno utroši se sav dodani KMnO 4 , za
analizu uzeti manju količinu uzorka (50; 25; ili 10 ml), koja se dopuni do 100 ml sa svježe
27

destiliranom vodom i analizu ponoviti na opisan način. Ukoliko se za titraciju troši više od
7,5 ml 0,002M KMnO 4 , uzorak razrijediti u omjeru 1:1.
Rezultat se izražava u mg/l utrošenog KMnO 4 , a određuje se prema jednadžbi:
316,08 × C
P . P.
mg / l
V
= KMnO4
C
V
volumen 0,002 M kalijeva permanganata utrošenog za titraciju u ml
volumen uzorka u ml.
28

3.8. ODREĐIVANJE KONCENTRACIJE ŽELJEZA
ODREĐIVANJE ŽELJEZA SPEKTROMETRIJSKOM METODOM S 1,10-
FENANTROLINOM
§ HRN ISO 6332:1998 en (ISO 6332:1988)
U različitim vrstama voda uključujući i otpadne vode, analizira se:
1. ukupno željezo (suma otopljenog i neotopljenog), direktnim određivanjem i
određivanjem nakon razaranja,
2. ukupno otopljeno željezo [suma otopljenog Fe(II) i Fe(III)] i
3. željezo u trovalentnom obliku Fe(III).
Metoda je primjenjiva u koncentracijskom području od 0,01 do 5 mg/l, a više
koncentracije mogu se odrediti razrjeđivanjem uzorka.
Dodatkom otopine 1,10-fenantrolina u uzorak, nastaje obojeni kompleks kojega se
intenzitet fotometrijski izmjeri. Pri određivanju ukupnog željeza ili ukupnog otopljenog
željeza, potrebno je Fe(III) prevesti u Fe(II). Pri određivanju netopivih oblika željeza, među
kojima su oksidi ili kompleksni spojevi, uzorak treba prethodno razgraditi sa kiselinama.
Aparatura:
1. Spektrometar, sa mogućnošću mjerenja na 510 nm.
2. Odmjerna tikvica, volumena 100 ml
3. Uobičajeno laboratorijsko posuđe, posuđe treba biti oprano
s kloridnom kiselinom (r.4)
Slika 13. Spektrofotometar
Reagensi:
1. Sulfatna kiselina, ρ = 1,84 g/ml
2. Sulfatna kiselina, otopina c(1/2 H 2SO 4) ≈ 4,5 mol/l. Uz snažno miješanje dodati 1 volumen koncentrirane sulfatne kiseline (r.1.) u 3
volumena destilirane vode, uz hlađenje.
3. Nitratna kiselina, koncentrirana, ρ = 1,40 g/ml
4. Kloridna kiselina, otopina, ρ=1,12 g/ml, c(HCl) ≈ 7,7 mol/l
5. Acetatni pufer. Otopiti 40 g amonijevog acetata (CH 3COONH 4) i 50 ml glacijalne octene kiseline (CH 3COOH) ρ = 1,06 g/ml, u
destiliranoj vodi i razrijediti vodom do 100 ml.
6. Hidroksilamonijev klorid, otopina 100 g/l. Otopiti 10 g hidroksilamonijeva klorida (NH 2OH·HCl) u destiliranoj vodi i razrijediti do 100
ml. Otopina je stabilna tjedan dana.
7. 1,10-fenantrolin, otopina. Otopiti 0,5000 g 1,10-fenantrolin klorida monohidrata (C 12H 9CIN 2·H 2O) u destiliranoj vodi i nadopuniti do
100 ml.
Kao alternativu, otopiti 0,4200 g 1,10-fenantrolin monohidrata (C 12H 8N 2·H 2O) u 100 ml destilirane vode sa 2 kapi kloridne kiseline
(r.4.)
8. Kalijev peroksodisulfat, otopina 40 g/l. Otopiti 4 g kalijevog peroksodisulfata (K 2S 2O 8) u destiliranoj vodi i razrijediti do 100 ml.
Otopina je stabilna nekoliko tjedana na sobnoj temperaturi u boci od tamnog stakla.
9. Željezo, otopina s 0,1000 g željeza po litri. Izvagati 50 mg željeza (čistoće 99,99 %) u tikvicu od 500 ml. Dodati 20 ml
destilirane vode, 5 ml otopine kloridne kiseline (r.4.) i lagano zagrijavati dok se željezo ne otopi. Ohladiti i nadopuniti do 500 ml.
1 ml ove otopine sadrži 0,10 mg željeza. Otopina je stabilna oko mjesec dana u staklenoj boci.
10. Željezo, standardna otopina I, s 20 mg željeza po litri. Pipetirati 100 ml otopine željeza (r.9.) u odmjernu tikvicu od 500 ml i
nadopuniti do oznake destiliranom vodom. Otopinu uvijek pripremiti svježu.
11. Željezo standardna otopina II, s 1 mg željeza po litri. Pipetirati 5 ml standardne otopine I (r.10.) u odmjernu tikvicu od 500 ml i
nadopuniti do oznake destiliranom vodom. Otopinu pripremiti uvijek svježu.
29

Određivanje ukupnog otopljenog željeza
Postupak:.
Uzeti 50 ml uzorka u tikvicu od 100 ml. Dodati 1 ml hidroksilamonijevog klorida (r.6.) i
dobro promiješati. Dodati 2 ml otopine acetatnog pufera (r.5.), te podesiti pH između 3,5 i
5,5 (optimalno 4,5). Zatim u otopinu dodati 2 ml otopine 1,10-fenantrolina (r.7.) i ostaviti
na tamnom mjestu 15 minuta. Odrediti apsorbanciju otopine na 510 nm, uz destiliranu
vodu kao slijepu probu.
Slijepa proba:
Slijepu probu pripremiti na isti način kao uzorak koristeći 50 ml destilirane vode.
Koncentraciju željeza odrediti pomoću kalibracijske krivulje.
Baždarna krivulja za određivanje koncentracije željeza
absorbancija
0,22
0,21
0,2
0,19
0,18
0,17
0,16
0,15
0,14
0,13
0,12
0,11
0,1
0,09
0,08
0,07
0,06
0,05
0,04
0,03
0,02
0,01
0
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360 380 400 420 440 460 480 500 520
konc. (µg/L)
30

3.9. ODREĐIVANJE ORGANSKIH TVARI
UV-SPEKTROSKOPIJOM
Određeni organski sastojci, koji su redoviti sastojak voda, poput lignina, tanina,
huminskih tvari i različitih aromatskih sastojaka apsorbiraju ultraljubičasto (UV) zračenje
tako da se apsorpcija u UV području može koristiti za posredno određivanje organskih
sastojaka u vodi. Može postojati jaka korelacija između UV apsorbancije i sadržaja
organskog ugljika u vodi, boje i prekursora trihalometana (THM) i drugih dezinfekcijskih
nusprodukata. Za karakterizaciju prirodnih organskih tvari može se koristiti specifična UV
apsorbancija (SUVA) koja se definira kao omjer UV apsorbancije i koncentracije
organskog ugljika.
Organski sastojci u uzorku apsorbiraju UV zračenje proporcionalno svojoj
koncentraciji. Uzorke je potrebno prije mjerenja profiltrirati da bi se izbjegle varijacije
rezultata uzrokovane suspendiranim česticama.
UV apsorbancija organskih tvari mjeri se pri 253,7 nm, a najčešće se zaokružuje
na 254 nm. Interferencije pri mjerenju stvaraju koloidne čestice, UV apsorbirajuće
organske čestice koje nisu predmet ispitivanja te anorganske tvari poput iona željeza,
nitrata, nitrita i bromida. Određeni oksidansi i reducensi (ozon, klorati, kloriti, kloramini,
tiosulfati) također apsorbiraju pri 254 nm. Većina prirodnih voda sadrži niske koncentracije
tih tvari.
Slika 14. Spektrofotometar
Aparatura:
1. spektrofotometar, čije je područje
mjerenja između 200 i 400 nm uz
korištenje kvarcnih kiveta
promjera/širine 1 cm
2. filtar, koji ne apsorbira UV
apsorbirajuće organske tvari, s porama
Reagensi:
1. voda bez organskih sastojaka; DOC

Literatura:
1. I. Gulić, Kondicioniranje vode, Hrvatski savez građevinskih inženjera, Zagreb, 2003.
2. I. Mijatović, M. Matošić: Tehnologija vode (interna skripta), Prehrambenobiotehnološki
fakultet Sveučilišta u Zagrebu, 2007.
3. Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater 18 Ed., American
Water Works Association, Water Pollution Control Federation 1992.
32