💧 Celková tvrdost vody
Ve zkratce
Titrační stanovení součtu vápníku a hořčíku (celkové tvrdosti) v podzemních, povrchových a pitných vodách roztokem EDTA při pH 10 na eriochromčerň T. Zkouška se provádí podle normy PN-ISO 6059:1999; Nejnižší stanovitelná koncentrace: 0,05 mmol/l; podíly nad 3,6 mmol/l se ředí. Postup zahrnuje 6 kroků; oblasti použití: Podzemní, povrchové a pitné vody (kap. 1), Voda k lidské spotřebě — tvrdost 60–500 mg/l CaCO₃ jako doporučená hodnota (Dz.U. 2026 pol. 748, příl. č. 1 část D), Monitoring povrchových a podzemních vod — titrační metodika celkové tvrdosti (Dz.U. 2021 pol. 1576).
Na první pohled
- Norma: PN-ISO 6059:1999
- Kategorie: Fyzikální chemie
- Kroky postupu: 6
- Nejnižší stanovitelná koncentrace: 0,05 mmol/l; podíly nad 3,6 mmol/l se ředí
- pH titrace: 10,0 ± 0,1 (4 ml pufru na 50 ml podílu)
- Odměrný roztok: EDTA 10 mmol/l
Přehled
STAV (k 29.10.2026). PN-ISO 6059:1999 — polská verze, vydaná 28.07.1999, zavádí ISO 6059:1984 [IDT]; nahradila PN-C-04554-01:1971, PN-C-04554-02:1971, PN-C-04554-10:1971, PN-C-04562-00:1975 a PN-C-04562-01:1975. Norma je platná — bez poznámky o zrušení. ISO 6059:1984 je v katalogu ISO platná, bez novějšího vydání nebo návrhu.
ROZSAH (kap. 1). Součet koncentrací vápníku a hořčíku v podzemních, povrchových a pitných vodách. Metoda není určena pro odpadní vody ani pro vody s vysokou salinitou, např. mořské. Nejnižší stanovitelná koncentrace činí 0,05 mmol/l.
TVRDOST VODY. Celková tvrdost je souhrnná koncentrace vápníku a hořčíku; uhličitanová tvrdost je její část ekvivalentní obsahu uhličitanů a hydrogenuhličitanů (informativní příl. A). Výsledek se uvádí jako látková koncentrace; byl-li vápník stanoven zvlášť, lze vypočítat hmotnostní koncentraci hořčíku (kap. 3). Stupnice z příl. A: 1 mmol/l = 100 mg/l CaCO₃ = 10 francouzských stupňů = 7,02 anglického stupně (Clarkova) = 5,61 německého stupně — německé stupně norma označuje za již nepoužívané. Při ohřevu tvrdé vody se sráží uhličitan vápenatý a hydroxid hořečnatý a tvoří kotelní kámen. Vody se podle tvrdosti dělí na: velmi měkké (do 0,89 mmol/l), měkké (0,89–1,79 mmol/l), středně tvrdé (1,79–2,68 mmol/l), značně tvrdé (2,68–3,57 mmol/l), tvrdé (3,57–5,35 mmol/l) a velmi tvrdé (nad 5,35 mmol/l).
RUŠIVÉ VLIVY (kap. 10). Hliník, baryum, olovo, železo, kobalt, měď, mangan, cín a zinek ruší — titrují se spolu s vápníkem a hořčíkem nebo zastírají barevnou změnu v bodě ekvivalence. Orthofosforečnany a uhličitany mohou při pH titrace srážet vápník; rušit mohou i některé organické látky. Železo do 10 mg/l se maskuje přídavkem 250 mg kyanidu sodného k podílu (roztok musí být před přidáním kyanidu alkalický); kyanid omezuje i vliv zinku, mědi a kobaltu. Nelze-li rušivé vlivy odstranit, použije se metoda atomové absorpční spektrometrie.
PRECIZNOST (kap. 9). Opakovatelnost ± 0,04 mmol/l, což odpovídá cca 2 kapkám roztoku EDTA.
PŘEDPISY. Voda k lidské spotřebě: tvrdost 60–500 mg/l v přepočtu na uhličitan vápenatý — hodnota doporučená ze zdravotních důvodů, která neukládá dodavateli povinnost doplňování (nařízení ministra zdravotnictví ze dne 22. května 2026, Dz.U. 2026 pol. 748, příl. č. 1 část D tab. 2 poř. č. 3); nejistota měření do 20 % (příl. č. 4 část B). Při monitoringu povrchových a podzemních vod je PN-ISO 6059 titrační metodikou celkové tvrdosti (Dz.U. 2021 pol. 1576, příl. č. 8, ukazatel 3.3.8).
Princip metody
Vápník a hořčík se titrují při pH 10 vodným roztokem disodné soli EDTA. Indikátor — eriochromčerň T (v normě: mordant black 11) — tvoří s vápenatými a hořečnatými ionty vínově červené nebo fialové zbarvení. Během titrace reaguje EDTA nejprve s volnými ionty vápníku a hořčíku a v bodě ekvivalence — s ionty vázanými na indikátor, který uvolní: zbarvení se změní z vínově červeného nebo fialového na modré (kap. 3).
Použití
- Podzemní, povrchové a pitné vody (kap. 1)
- Voda k lidské spotřebě — tvrdost 60–500 mg/l CaCO₃ jako doporučená hodnota (Dz.U. 2026 pol. 748, příl. č. 1 část D)
- Monitoring povrchových a podzemních vod — titrační metodika celkové tvrdosti (Dz.U. 2021 pol. 1576)
- Ne pro odpadní vody a vody s vysokou salinitou, např. mořské (kap. 1)
Klíčové parametry
| Parametr | Hodnota |
|---|---|
| Nejnižší stanovitelná koncentrace | 0,05 mmol/l; podíly nad 3,6 mmol/l se ředí |
| pH titrace | 10,0 ± 0,1 (4 ml pufru na 50 ml podílu) |
| Odměrný roztok | EDTA 10 mmol/l |
| Barevná změna | vínově červená nebo fialová → modrá (vymizení posledního červeného odstínu) |
| Opakovatelnost | ± 0,04 mmol/l (cca 2 kapky EDTA) |
| Výsledek | v mmol/l, s přesností 0,02 mmol/l |
Norma
- Označení normy
- PN-ISO 6059:1999
- Název (PL)
- Jakość wody — Oznaczanie sumarycznej zawartości wapnia i magnezu — Metoda miareczkowa z EDTA
- Název (EN)
- Water quality — Determination of the sum of calcium and magnesium — EDTA titrimetric method
Postup krok za krokem
-
Odběr vzorku
Podle příslušných částí ISO 5667 (kap. 6).
-
Příprava podílu
Vzorky se obvykle neupravují; vzorky s velkým množstvím nerozpuštěných látek se co nejdříve po odběru filtrují přes filtr 0,45 µm (riziko ztráty části vápníku a hořčíku). Podíly se součtem vápníku a hořčíku nad 3,6 mmol/l se ředí a zaznamená se faktor ředění F. Vzorky okyselené ke konzervaci se neutralizují vypočteným množstvím NaOH 2 mol/l; zředění kyselinou nebo zásadou se zohlední ve výpočtu (bod 7.1).
-
Titrace
Pipetou 50,0 ml do kuželové baňky 250 ml, 4 ml pufračního roztoku a 3 kapky indikátoru — zbarvení vínově červené nebo fialové, pH 10,0 ± 0,1. Ihned titrovat roztokem EDTA za stálého míchání: zpočátku rychleji, ke konci pomalu; když se barva začne měnit na modrou, přidávat EDTA po kapkách. Bod ekvivalence — vymizel poslední červený odstín a další kapka EDTA již barvu nemění (bod 7.2.1).
-
Druhá titrace
K druhému podílu 50,0 ml přidat EDTA v množství o 0,5 ml menším, než se spotřebovalo při první titraci, poté 4 ml pufru a 3 kapky indikátoru, a přidávat EDTA po kapkách do bodu ekvivalence (bod 7.2.2).
-
Volba podílu
Je-li spotřeba EDTA menší než 4,5 ml, titruje se větší podíl s úměrně zvýšeným množstvím pufru; přesahuje-li 20 ml — menší podíl, doplněný vodou na 50 ml (bod 7.2.3).
-
Výpočet
c(Ca + Mg) = c₁ · V₃ / V₀ mmol/l, kde c₁ — koncentrace roztoku EDTA (mmol/l), V₃ — objem EDTA spotřebovaný při titraci (ml, bod 7.2.2), V₀ — objem podílu (obvykle 50 ml); u zředěného podílu se zohlední faktor F. Výsledek se uvádí v mmol/l s přesností 0,02 mmol/l; přepočet na mg/l CaCO₃: × 100 (kap. 8, 11, příl. A).
Potřebné vybavení a přístroje
| Vybavení | Příklad | Orientační cena |
|---|---|---|
| Byreta 25 ml | s dělením po 0,05 ml, podle ISO 385-1, třída A, nebo rovnocenná (kap. 5) | — |
| Kuželové baňky 250 ml | bod 7.2.1 | — |
| Pipeta 50 ml | pro podíl 50,0 ml (bod 7.2.1) | — |
| Míchání | titrace za stálého míchání (bod 7.2.1) | — |
| pH-metr | ke kontrole pufru — 10 ml zředěných na 100 ml má mít pH 10 ± 0,1 (bod 4.1) | — |
| Polyethylenové lahve | na pufrační roztok a roztok EDTA (bod 4.1, 4.2) | — |
Činidla, živné půdy a spotřební materiál
| Činidlo | CAS | Podrobnosti |
|---|---|---|
| Pufrační roztok pH 10 | — | 67,5 g chloridu amonného rozpustit v 570 ml roztoku amoniaku 25 % (m/m) (ρ = 0,910 g/ml), přidat 5,0 g disodno-hořečnaté soli EDTA a zředit vodou na 1000 ml; uchovávat v polyethylenové lahvi (omezená stálost); nedávají-li 10 ml zředěných na 100 ml pH 10 ± 0,1, roztok vylít (bod 4.1) |
| EDTA, odměrný roztok c(Na₂EDTA) = 10 mmol/l | 6381-92-6 | dihydrát disodné soli EDTA sušit 2 h při 80 °C, 3,725 g rozpustit ve vodě a doplnit na 1000 ml v odměrné baňce; uchovávat v polyethylenové lahvi a pravidelně kontrolovat koncentraci; standardizovat na standardní roztok vápníku (20,0 ml zředěných na 50 ml, postup jako v kap. 7): c₁ = c₂ · V₁ / V₂ (bod 4.2) |
| Standardní roztok vápníku, c(CaCO₃) = 10 mmol/l | 471-34-1 | uhličitan vápenatý sušit 2 h při 150 °C, ochladit v exsikátoru; 1,001 g zvlhčit vodou v kuželové baňce 500 ml, přidávat po kapkách kyselinu chlorovodíkovou 4 mol/l do rozpuštění, bez přebytku; přidat 200 ml vody, vařit několik minut (odstranění CO₂), ochladit, přidat několik kapek methylčerveně a roztoku amoniaku 3 mol/l do oranžového zbarvení; kvantitativně převést do baňky 1000 ml a doplnit; 1 ml obsahuje 0,4008 mg (0,01 mmol) vápníku; lze použít komerční roztoky (bod 4.3) |
| Eriochromčerň T (mordant black 11) — indikátor | 1787-61-7 | 0,5 g rozpustit ve 100 ml triethanolaminu; ke snížení viskozity lze až 25 ml triethanolaminu nahradit ethanolem. Usnadnění zjištění bodu ekvivalence: přídavek 0,17 g metanilové žluti (sodné soli kyseliny 4-anilinoazobenzensulfonové) — barva se pak mění z červené na bledě šedou nebo zelenou (bod 4.4) |
| Hydroxid sodný, 2 mol/l | 1310-73-2 | k neutralizaci vzorků okyselených kvůli konzervaci (bod 7.1) |
| Voda | — | destilovaná nebo rovnocenné čistoty; činidla uznané analytické čistoty (kap. 4) |
Bezpečnost a ochrana zdraví při práci (BOZP)
- Kyanid sodný (k maskování železa) je jed — dodržovat bezpečnostní opatření při použití a odstraňování; roztoky obsahující kyanid sodný se nesmějí okyselovat (kap. 10)
- S roztokem amoniaku 25 %, kyselinou chlorovodíkovou 4 mol/l a triethanolaminem se zachází podle bezpečnostních listů
Časté dotazy
Která norma tuto zkoušku popisuje?
Zkouška se provádí podle normy PN-ISO 6059:1999 — „Water quality — Determination of the sum of calcium and magnesium — EDTA titrimetric method“.
Jak tato metoda funguje?
Vápník a hořčík se titrují při pH 10 vodným roztokem disodné soli EDTA. Indikátor — eriochromčerň T (v normě: mordant black 11) — tvoří s vápenatými a hořečnatými ionty vínově červené nebo fialové zbarvení.
Jaký je rozsah měření a přesnost?
Nejnižší stanovitelná koncentrace: 0,05 mmol/l; podíly nad 3,6 mmol/l se ředí; pH titrace: 10,0 ± 0,1 (4 ml pufru na 50 ml podílu); Odměrný roztok: EDTA 10 mmol/l; Barevná změna: vínově červená nebo fialová → modrá (vymizení posledního červeného odstínu).
Jak dlouho zkouška trvá?
Postup zahrnuje 6 kroků. Norma neuvádí dobu trvání u každé etapy — rozhoduje vlastní postup laboratoře.
Jaké vybavení je potřeba?
Byreta 25 ml, Kuželové baňky 250 ml, Pipeta 50 ml, Míchání, pH-metr, Polyethylenové lahve.
Kde se tato zkouška používá?
Podzemní, povrchové a pitné vody (kap. 1); Voda k lidské spotřebě — tvrdost 60–500 mg/l CaCO₃ jako doporučená hodnota (Dz.U. 2026 pol. 748, příl. č. 1 část D); Monitoring povrchových a podzemních vod — titrační metodika celkové tvrdosti (Dz.U. 2021 pol. 1576); Ne pro odpadní vody a vody s vysokou salinitou, např. mořské (kap. 1).
Jaká bezpečnostní opatření platí?
Kyanid sodný (k maskování železa) je jed — dodržovat bezpečnostní opatření při použití a odstraňování; roztoky obsahující kyanid sodný se nesmějí okyselovat (kap. 10); S roztokem amoniaku 25 %, kyselinou chlorovodíkovou 4 mol/l a triethanolaminem se zachází podle bezpečnostních listů.
Která laboratoř může tuto zkoušku provést?
Zkoušku provádějí laboratoře akreditované podle ISO/IEC 17025. Na LabCoda je najdete podle označení normy PN-ISO 6059.