Simultaneous determination of calcium, magnesium, and alkalinity by complexometric titration with potentiometric or photometric indication in water and beverage samples

Význam tématu

Stanovení vápníku, hořčíku a alkalinity je klíčové pro hodnocení kvality pitné vody a nápojů, kontrolu tvrdosti a optimalizaci technologických procesů.

Cíle a přehled studie / článku

Tento bulletin popisuje simultánní stanovení alkalinity, vápníku a hořčíku v různých typech vzorků vod a nápojů. Uvádí dvě varianty detekce koncových bodů: potenciometrickou (DET) a fotometrickou (MET), v obou případech s EDTA jako titrantu.

Použitá metodika a instrumentace

Pro potenciometrickou variantu se používá autotitrátor v režimu DET, kombinovaná Ca2+ selektivní elektroda a pH elektroda. Stanovení alkalinity probíhá oddělenou acidobazickou titrací HCl, následně se titrují Ca2+ a Mg2+ EDTA.
Fotometrická varianta využívá titrátor v režimu MET s optrodou při λ=610 nm, indikátory Eriochrome Black T pro celkovou tvrdost a calconkarboxylovou kyselinou pro vápník.

Hlavní výsledky a diskuse

Metody prokázaly vysokou přesnost a opakovatelnost. U vzorku kohoutkové vody byl naměřen Ca2+ 109,8 mg/L a Mg2+ 21,9 mg/L. Pro nápoje je nezbytné před titrací odstranění organické matrice popílkováním.

Přínosy a praktické využití metody

Automatizovaný postup šetří čas a minimalizuje chyby obsluhy. Metoda je vhodná pro rutinní QA/QC laboratoře, vodárenské i potravinářské provozy.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se další rozvoj automatizace a integrace s autosamplery, zlepšení selektivity senzorů a využití AI pro detekci koncových bodů. Potenciál má miniaturizace a online monitoring.

Závěr

Popsané postupy nabízejí univerzální a spolehlivý nástroj pro komplexní stanovení alkalinity a tvrdosti ve vodě i nápojích pomocí potenciometrické či fotometrické indikace s titrací EDTA.

Reference

• DIN 38406-3 German standard methods for the examination of water, waste water and sludge – Cations (group E) – Part 3; Determination of calcium and magnesium, complexometric method (E 3).
• EN ISO 9963-1 Water quality – Determination of alkalinity – Part 1: Determination of total and composite alkalinity.
• EPA 130.2 Hardness, Total (mg/L as CaCO3) (Titrimetric, EDTA).
• EPA 310.1 Alkalinity (Titrimetric, pH 4.5).
• ASTM D1126 Standard Test Method for Hardness in Water.
• Christiansen T.F., Busch J.E., Krogh S.C.: Successive determination of calcium and magnesium in drinking water by complexometric, potentiometric digital titration to two equivalence points. Anal. Chem. 70 (1976) 1051–1056.