Water analysis

Význam tématu

Analýza pitné, podzemní a povrchové vody patří k základním činnostem v oblasti ochrany veřejného zdraví, environmentálního monitoringu i průmyslové kvality. Měření pH, alkalinity a celkové tvrdosti poskytuje klíčové informace o chemickém složení vody, které ovlivňuje jak technologické procesy, tak korozní a sedimentační procesy v distribučních systémech.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem prezentovaného příspěvku je porovnat klasické skleněné pH elektrody s novou Aquatrode Plus elektrodou při měření pH a titraci alkalinity v nízko iontových nebo slabě pufrovaných vodách a představit potenciometrické stanovení celkové tvrdosti pomocí iontově selektivní elektrody pro vápník.

Použitá metodika a instrumentace

Metody:

• Měření pH – potenciometrie se skleněnou elektrodou.
• Titrace alkalinity – SET titrace dle EN ISO 9963-2 s 0,05 mol/L HCl do pH 5,4.
• Stanovení celkové tvrdosti – potenciometrická titrace s polymerovou membránovou Ca-ISE, detekce pokokových potenciálových skoků.

Použitá instrumentace:

• Aquatrode Plus Metrosensor – speciální skleněná membrána, rychlá odezva, stabilita, nezávislost na rychlosti míchání.
• Standardní skleněná pH elektroda s keramickou pinovou diafragmou – pomalejší reakce, citlivost na míchání.
• Ca-ISE polymerová membránová elektroda – měřicí rozsah 5·10⁻⁷…1 mol/L Ca²⁺, selektivita vůči Mg²⁺ log K = –6,8, pH rozsah 2–12.

Hlavní výsledky a diskuse

Porovnání pH elektrod ukázalo, že Aquatrode Plus poskytuje hodnoty blíže referenčnímu pH 9,98 a prakticky neovlivňuje výsledek změnou rychlosti míchání. Standardní elektroda vykazovala nižší pH v závislosti na míchání. Při alkalinitní titraci byly dosaženy přesné titrační body díky rychlé odezvě Aquatrode Plus. U stanovení tvrdosti se Ca-ISE osvědčila v rozsahu 0,01…10 mmol/L a v poměru Ca²⁺/Mg²⁺ až do 10:1, přičemž doplnění vzorku Mg standardem významně zlepšilo přesnost detekce hořčíku.

Přínosy a praktické využití metody

• Zrychlená a přesnější měření pH a alkalinity v nízko iontových vodách.
• Odolnost vůči vlivu míchání zajišťuje reprodukovatelnost výsledků.
• Jednoduché stanovení celkové tvrdosti bez nutnosti složitých chelatačních činidel.
• Vhodné pro rutinní kontrolu kvality vody v laboratořích, provozech úpravny vody a průmyslové analytice.

Budoucí trendy a možnosti využití

Ve vývoji senzoriky se očekává další miniaturizace elektrod, integrace do online monitorovacích systémů a automatizace titračního procesu. Kombinace membránových elektrod s umělou inteligencí pro optimalizaci parametrů míchání a titrace může zvýšit efektivitu a spolehlivost analýz vod.

Závěr

Studie prokázala významné výhody použití Aquatrode Plus pro měření pH a titrace alkalinity ve slabě vodivých vzorcích a potvrdila spolehlivost potenciometrického stanovení celkové tvrdosti pomocí Ca-ISE. Navržené postupy nabízejí rychlou, přesnou a robustní alternativu k tradičním metodám.

Reference

• EN ISO 9963-2, Water quality – Determination of alkalinity.
• Zimmer A., Water analysis, Metrohm AG, 1996.