🎨 Barwa wody
Oznaczanie barwy pozornej i rzeczywistej wody metodą wizualną i spektrofotometryczną w skali platynowo-kobaltowej (Pt-Co). Podstawowy parametr organoleptyczny jakości wody pitnej.
Przegląd
Barwa wody jest jednym z najważniejszych parametrów organoleptycznych, bezpośrednio wpływającym na akceptację wody przez konsumentów. Wyrażana jest w mg Pt/L (skala platynowo-kobaltowa, zwana również skalą Hazena lub APHA). Norma PN-EN ISO 7887 opisuje cztery metody oznaczania barwy — od prostej obserwacji wizualnej (metoda A) po precyzyjne pomiary spektrofotometryczne (metody B, C, D).
Barwa wody wynika z obecności rozpuszczonych substancji organicznych (kwasy humusowe i fulwowe), związków żelaza i manganu oraz innych zanieczyszczeń. Rozróżnia się barwę pozorną (apparent colour) — obserwowaną w niefiltrowanej próbce, zawierającą wpływ zawiesiny i mętności — oraz barwę rzeczywistą (true colour) — mierzoną po filtracji przez filtr membranowy 0,45 µm, odzwierciedlającą wyłącznie substancje rozpuszczone.
Dopuszczalna barwa wody pitnej w Polsce wynosi 15 mg Pt/L (Rozporządzenie MZ Dz.U. 2017 poz. 2294). Przekroczenie tej wartości może wskazywać na zanieczyszczenie organiczne, obecność metali lub problemy w procesie uzdatniania. Oznaczanie barwy jest obowiązkowe w monitoringu jakości wody pitnej, kontroli procesów uzdatniania (koagulacja, sorpcja na węglu aktywnym) oraz ocenie wód powierzchniowych.
Metoda C (spektrofotometryczna przy 410 nm z odniesieniem do skali Pt-Co) jest najczęściej stosowana w laboratoriach akredytowanych. Zapewnia obiektywne, powtarzalne wyniki niezależne od subiektywnej oceny analityka.
Zasada metody
Metoda opiera się na porównaniu barwy próbki wody z wzorcami skali platynowo-kobaltowej. Roztwór wzorcowy 500 mg Pt/L przygotowuje się z heksachloroplatynianyu(IV) potasu (K₂PtCl₆) i chlorku kobaltu(II) (CoCl₂·6H₂O) w kwasie solnym. Metoda C (spektrofotometryczna) polega na pomiarze absorbancji próbki przy długości fali 410 nm w kuwecie o drodze optycznej 50 mm i przeliczeniu na stężenie platyny w mg Pt/L za pomocą krzywej kalibracyjnej. Metoda D (wizualna) polega na porównaniu próbki z serią rozcieńczeń wzorca w cylindrach Nesslera obserwowanych od góry na białym tle.
Zastosowania
- Kontrola jakości wody pitnej (dopuszczalna wartość 15 mg Pt/L)
- Monitoring procesów koagulacji i filtracji w stacjach uzdatniania
- Ocena efektywności sorpcji na węglu aktywnym
- Badanie wód powierzchniowych i podziemnych
- Kontrola jakości wody w basenach kąpielowych
- Ocena wpływu substancji humusowych na jakość wody
Kluczowe parametry
| Parametr | Wartość |
|---|---|
| Zakres pomiarowy (metoda C) | 1–70 mg Pt/L |
| Długość fali | 410 nm |
| Droga optyczna kuwety | 50 mm (5 cm) |
| Rozdzielczość | 1 mg Pt/L |
| Dopuszczalna wartość (woda pitna) | ≤15 mg Pt/L |
| Powtarzalność | ±2 mg Pt/L (zakres 0–50 mg Pt/L) |
Norma
- Numer normy
- PN-EN ISO 7887:2012
- Tytuł (PL)
- Jakość wody — Badanie i oznaczanie barwy
- Title (EN)
- Water quality — Examination and determination of colour
Procedura krok po kroku
1. Przygotowanie roztworu wzorcowego
Rozpuść 1,246 g K₂PtCl₆ i 1,000 g CoCl₂·6H₂O w 100 mL HCl stęż. i uzupełnij wodą do 1 L. Uzyskany roztwór ma barwę 500 mg Pt/L.
2. Przygotowanie serii kalibracyjnej
Z roztworu 500 mg Pt/L przygotuj rozcieńczenia: 5, 10, 15, 20, 30, 40, 50, 70 mg Pt/L w kolbach miarowych.
3. Filtracja próbki (barwa rzeczywista)
Przefiltruj próbkę przez filtr membranowy 0,45 µm. Odrzuć pierwsze 50 mL filtratu. Dla barwy pozornej pomiń filtrację.
4. Doprowadzenie próbki do temp. pokojowej
Wyrównaj temperaturę próbki i wzorców do 20–25°C. Różnica temperatur nie powinna przekraczać 2°C.
5. Pomiar zerowy
Napełnij kuwetę 50 mm wodą destylowaną. Wyzeruj spektrofotometr przy λ = 410 nm.
6. Pomiar krzywej kalibracyjnej
Zmierz absorbancję każdego wzorca kalibracyjnego przy 410 nm. Wykreśl zależność absorbancja vs stężenie Pt (mg/L).
7. Pomiar próbki
Napełnij kuwetę próbką. Zmierz absorbancję przy 410 nm. Odczytaj stężenie z krzywej kalibracyjnej.
8. Pomiar duplikatu
Powtórz pomiar dla drugiej porcji próbki. Różnica między duplikatami nie powinna przekraczać 2 mg Pt/L.
9. Kontrola jakości
Zmierz próbkę kontrolną (wzorzec o znanej barwie, np. 15 mg Pt/L). Wynik musi mieścić się w zakresie ±10% wartości certyfikowanej.
10. Zapis i raportowanie wyniku
Wynik podaj w mg Pt/L z dokładnością do 1 mg Pt/L. Zanotuj czy pomiar dotyczy barwy pozornej czy rzeczywistej.
Wymagany sprzęt i aparatura
| Sprzęt | Przykład | Orientacyjna cena |
|---|---|---|
| Spektrofotometr UV-Vis | Hach DR6000, Shimadzu UV-1900i, Agilent Cary 60 | 15 000–60 000 PLN |
| Kuwety optyczne 50 mm | Hellma 100-QS kwarcowe, szklane optyczne | 150–800 PLN/szt. |
| Cylindry Nesslera (metoda D) | Cylindry szklane 200 mL z płaskim dnem, DURAN | 80–150 PLN/szt. |
| System filtracji membranowej | Sartorius, Millipore — filtry 0,45 µm | 2 000–5 000 PLN |
| Kolby miarowe klasy A | DURAN / Brand 100, 250, 500, 1000 mL | 40–120 PLN/szt. |
| Waga analityczna | Mettler Toledo ME204, Radwag AS 220.R2 | 8 000–18 000 PLN |
Odczynniki, podłoża i materiały eksploatacyjne
| Odczynnik | CAS | Szczegóły |
|---|---|---|
| Heksachloroplatynian(IV) potasu | 16921-30-5 | K₂PtCl₆ — do przygotowania roztworu wzorcowego 500 mg Pt/L; 1,246 g na 1 L |
| Chlorek kobaltu(II) heksahydrat | 7791-13-1 | CoCl₂·6H₂O — 1,000 g na 1 L roztworu wzorcowego |
| Kwas solny stężony | 7647-01-0 | HCl cz.d.a. — 100 mL na 1 L roztworu wzorcowego, do zakwaszenia |
| Woda destylowana / dejonizowana | — | Wolna od barwy, o jakości co najmniej 2. stopnia wg PN-EN ISO 3696 |
Bezpieczeństwo i higiena pracy (BHP)
- Heksachloroplatynian potasu — uczulający, stosować rękawice i maskę przy ważeniu
- Chlorek kobaltu — rakotwórczy kat. 1B (H350), bezwzględnie stosować środki ochrony indywidualnej
- Kwas solny stężony — żrący, praca pod wyciągiem, okulary i rękawice
- Okulary ochronne i fartuch laboratoryjny obowiązkowe