⚗️ Vápník a hořčík ve vodě
Ve zkratce
Stanovení rozpuštěného vápníku a hořčíku v surových a pitných vodách metodou plamenové atomové absorpční spektrometrie, s chloridem lanthanitým (plamen vzduch–acetylen) nebo chloridem cesným (plamen oxid dusný–acetylen) omezujícím rušivé vlivy. Zkouška se provádí podle normy PN-EN ISO 7980:2002; Rozsah bez ředění: do 50 mg/l vápníku a do 5 mg/l hořčíku (optimálně 3–50 a 0,9–5 mg/l při plameni vzduch–acetylen). Postup zahrnuje 6 kroků; oblasti použití: Surové a pitné vody — rozpuštěný vápník a hořčík (kap. 1), Monitoring povrchových a podzemních vod — vápník a hořčík, z nich celková tvrdost (Dz.U. 2021 pol. 1576), Voda k lidské spotřebě — hořčík 7–125 mg/l a tvrdost 60–500 mg/l CaCO₃ jako doporučené hodnoty (Dz.U. 2026 pol. 748).
Na první pohled
- Norma: PN-EN ISO 7980:2002
- Kategorie: Fyzikální chemie
- Kroky postupu: 6
- Vlnové délky: vápník 422,7 nm; hořčík 285,2 nm
- Rozsah bez ředění: do 50 mg/l vápníku a do 5 mg/l hořčíku (optimálně 3–50 a 0,9–5 mg/l při plameni vzduch–acetylen)
- Plamen: vzduch–acetylen s chloridem lanthanitým nebo oxid dusný–acetylen s chloridem cesným
Přehled
STAV (k 29.10.2026). PN-EN ISO 7980:2002 — polská verze, vydaná 21.03.2002, zavádí EN ISO 7980:2000 a ISO 7980:1986 [IDT]. Norma je platná — bez poznámky o zrušení. ISO 7980:1986 a EN ISO 7980:2000 jsou v katalozích ISO a CEN platné, bez novějšího vydání.
ROZSAH (kap. 1). Rozpuštěný vápník a hořčík v surových a pitných vodách, při obsahu vápníku do 50 mg/l a hořčíku do 5 mg/l; při vyšších koncentracích se k analýze odebere menší objem vzorku. Při plameni vzduch–acetylen a ředění 1 : 10 (bod 6.1) činí optimální rozsah 3–50 mg/l vápníku a 0,9–5 mg/l hořčíku, při plameni oxid dusný–acetylen — 2–20 mg/l vápníku a 0,2–2 mg/l hořčíku (tabulka 2).
VÁPNÍK A HOŘČÍK VE VODĚ. Vápenaté a hořečnaté ionty se vyskytují ve všech přírodních vodách; vápníku bývá obvykle několikrát až několikanásobně více než hořčíku. Pocházejí ze zvětrávání hornin a vyluhování půdy a také z průmyslových odpadních vod. Součet jejich koncentrací je celková tvrdost vody.
VOLBA PLAMENE (kap. 4, poznámka 2). Volbu plamene norma ponechává uživateli. Plamen oxid dusný–acetylen se považuje za výhodnější pro vzorky s vysokým obsahem rozpuštěných látek nebo obsahující fosforečnany, sírany, hliník či oxid křemičitý; při složitém nebo neznámém složení vzorku se doporučuje obecně. Při plameni vzduch–acetylen omezuje chlorid lanthanitý rušivé vlivy málo těkavých sloučenin s fosforečnany, sírany, hliníkem nebo oxidem křemičitým; při plameni oxid dusný–acetylen omezuje chlorid cesný ionizační efekty (bod 6.4, poznámka 2).
PRECIZNOST (bod 7.2). V jedné laboratoři činily pro destilovanou vodu s přídavkem vápníku 9,0 a 36 mg/l směrodatné odchylky 0,3 a 0,6 mg/l a výtěžnost — 99 %. V mezilaboratorní zkoušce (přes 30 laboratoří; vápník 100–300 mg/l, hořčík 7–85 mg/l) činily variační koeficienty 3,5–4,6 % pro vápník a 2,9–6,9 % pro hořčík.
PŘEDPISY. Voda k lidské spotřebě: hořčík 7–125 mg/l (nejvýše 30 mg/l, je-li síranů 250 mg/l nebo více) a tvrdost 60–500 mg/l v přepočtu na uhličitan vápenatý — hodnoty doporučené ze zdravotních důvodů, které neukládají dodavateli povinnost doplňování; vápník nemá parametrickou hodnotu (nařízení ministra zdravotnictví ze dne 22. května 2026, Dz.U. 2026 pol. 748, příl. č. 1 část D tab. 2 poř. č. 1 a 3); nejistota měření hořčíku a tvrdosti do 20 % (příl. č. 4 část B). Při monitoringu povrchových a podzemních vod je PN-EN ISO 7980 metodikou stanovení vápníku a hořčíku (FAAS) a celkovou tvrdost lze vypočítat z jejich výsledků (Dz.U. 2021 pol. 1576, příl. č. 8, ukazatele 3.3.6–3.3.8).
Princip metody
Vápník a hořčík se měří metodou plamenové atomové absorpční spektrometrie po přidání chloridu lanthanitého (plamen vzduch–acetylen) nebo chloridu cesného (plamen oxid dusný–acetylen), které omezují rušivé vlivy; absorbance vápníku se měří při 422,7 nm, hořčíku — při 285,2 nm (kap. 2). Vzorek se nasává do plamene, kde se atomizuje, a svazek záření z výbojky s dutou katodou prochází plamenem do monochromátoru a detektoru, který měří množství záření pohlceného atomy stanovovaného prvku. V uvedených rozsazích musí být kalibrační graf lineární (bod 6.4).
Použití
- Surové a pitné vody — rozpuštěný vápník a hořčík (kap. 1)
- Monitoring povrchových a podzemních vod — vápník a hořčík, z nich celková tvrdost (Dz.U. 2021 pol. 1576)
- Voda k lidské spotřebě — hořčík 7–125 mg/l a tvrdost 60–500 mg/l CaCO₃ jako doporučené hodnoty (Dz.U. 2026 pol. 748)
- Vyšší koncentrace — menší objem vzorku (kap. 1, bod 6.1)
Klíčové parametry
| Parametr | Hodnota |
|---|---|
| Vlnové délky | vápník 422,7 nm; hořčík 285,2 nm |
| Rozsah bez ředění | do 50 mg/l vápníku a do 5 mg/l hořčíku (optimálně 3–50 a 0,9–5 mg/l při plameni vzduch–acetylen) |
| Plamen | vzduch–acetylen s chloridem lanthanitým nebo oxid dusný–acetylen s chloridem cesným |
| Roztok k měření | 10,0 ml vzorku + 10 ml roztoku lanthanu (nebo cesia), doplnit kyselinou chlorovodíkovou 0,1 mol/l na 100 ml |
| Kalibrace | 7 roztoků: vápník 0–5 mg/l, hořčík 0–0,5 mg/l (plamen vzduch–acetylen) |
| Výsledek | s přesností 1 mg/l nebo 0,02 mmol/l |
Norma
- Označení normy
- PN-EN ISO 7980:2002
- Název (PL)
- Jakość wody — Oznaczanie wapnia i magnezu — Metoda atomowej spektrometrii absorpcyjnej
- Název (EN)
- Water quality — Determination of calcium and magnesium — Atomic absorption spectrometric method
Postup krok za krokem
-
Odběr a konzervace
Do čistých polyethylenových nebo polypropylenových lahví; co nejdříve po odběru okyselit 8 ml kyseliny chlorovodíkové (ρ = 1,18 g/ml) na litr vzorku — sníží to pH a zabrání vysrážení uhličitanu vápenatého; analyzovat co nejdříve (kap. 5).
-
Roztok k měření
Vzorky obsahující po okyselení částice se filtrují, aby neucpaly zmlžovač a hořák. Do odměrné baňky 100 ml: 10 ml roztoku chloridu lanthanitého (plamen vzduch–acetylen) nebo chloridu cesného (oxid dusný–acetylen), pipetou 10,0 ml vzorku, doplnit kyselinou chlorovodíkovou 0,1 mol/l. Přesahují-li koncentrace rozsahy z tabulky 2, odebere se úměrně menší objem vzorku (bod 6.1).
-
Slepý pokus
Současně se stanovením, se stejnými činidly ve stejných množstvích, s vodou místo vzorku (bod 6.2).
-
Kalibrační roztoky
Do sedmi odměrných baněk 100 ml po 10 ml roztoku lanthanu (nebo cesia) a pipetami 0; 2,5; 5; 10; 15; 20 a 25 ml standardního roztoku vápníku a hořčíku, doplnit kyselinou 0,1 mol/l: vápník 0; 0,5; 1; 2; 3; 4 a 5 mg/l, hořčík 0; 0,05; 0,1; 0,2; 0,3; 0,4 a 0,5 mg/l. Tyto koncentrace se týkají plamene vzduch–acetylen; u oxidu dusného mohou být vhodné jiné (bod 6.3, tabulka 1).
-
Kalibrace a měření
Při 422,7 nm (vápník) a 285,2 nm (hořčík) nasávat kalibrační a slepé roztoky v náhodném pořadí a mezi nimi kyselinu chlorovodíkovou 0,1 mol/l. Kalibrační graf musí být lineární; není-li — najít a odstranit příčinu a kalibraci opakovat. Poté nasávat zkoušené roztoky, rovněž oddělené kyselinou. Směrnici grafu je dobré pravidelně kontrolovat, např. po každých 10 vzorcích (bod 6.4, poznámka 1).
-
Výpočet
ρ₁ = ρ₂ · f · V₁ / V₀, kde ρ₂ — koncentrace odečtená z grafu se zohledněním slepého pokusu, f — faktor zředění kyselinou při konzervaci (obvykle 1,008), V₀ — objem vzorku (obvykle 10 ml), V₁ — objem baňky (100 ml). Látkové koncentrace: cCa = ρCa / 40,1, cMg = ρMg / 24,3 [mmol/l]. Výsledek se uvádí s přesností 1 mg/l nebo 0,02 mmol/l (bod 7.1).
Potřebné vybavení a přístroje
| Vybavení | Příklad | Orientační cena |
|---|---|---|
| Atomový absorpční spektrometr | nastavený a obsluhovaný podle návodu výrobce, s hořákem pro plamen vzduch–acetylen nebo oxid dusný–acetylen a výbojkami s dutou katodou pro vápník a hořčík (kap. 4) | — |
| Odměrné baňky 100 ml a 1000 ml, pipety | pro zkoušené, kalibrační a standardní roztoky (kap. 3, 6) | — |
| Polyethylenové nebo polypropylenové lahve | na vzorky a zásobní roztoky (kap. 3, 5) | — |
| Sklo | myté teplou, zředěnou (1 + 1) kyselinou chlorovodíkovou a oplachované vodou (kap. 4, poznámka 1) | — |
Činidla, živné půdy a spotřební materiál
| Činidlo | CAS | Podrobnosti |
|---|---|---|
| Kyselina chlorovodíková, ρ = 1,18 g/ml | 7647-01-0 | ke konzervaci vzorků (8 ml na litr) a k roztoku chloridu lanthanitého (bod 3.1) |
| Kyselina chlorovodíková 0,1 mol/l | — | 8 ml kyseliny chlorovodíkové ρ = 1,18 g/ml zředit na 1 l; rozpouštědlo standardních roztoků a k doplňování baněk (bod 3.2) |
| Roztok chloridu lanthanitého, 20 g La/l | — | do odměrné baňky 1 l dát 24 g oxidu lanthanitého La₂O₃ (čistota pro AAS), pomalu a opatrně za míchání přidat 50 ml kyseliny chlorovodíkové ρ = 1,18 g/ml a po rozpuštění doplnit vodou (bod 3.3) |
| Roztok chloridu cesného, 20 g Cs/l | — | 25 g CsCl rozpustit v 1 l kyseliny chlorovodíkové 0,1 mol/l (bod 3.4) |
| Zásobní roztok vápníku, 1000 mg/l | — | uhličitan vápenatý sušit 1 h při 180 °C, ochladit v exsikátoru; (2,50 ± 0,01) g suspendovat ve 100 ml vody, pomalu přidat nejmenší množství kyseliny chlorovodíkové 0,1 mol/l potřebné k rozpuštění (cca 250 ml), krátce povařit (odstranění CO₂), ochladit a doplnit kyselinou 0,1 mol/l na 1000 ml; uchovávat v polyethylenové nebo polypropylenové lahvi (bod 3.5) |
| Zásobní roztok hořčíku, 1000 mg/l | — | oxid hořečnatý sušit 1 h při 180 °C; (1,66 ± 0,01) g rozpustit v kyselině chlorovodíkové 0,1 mol/l a touto kyselinou doplnit na 1000 ml; uchovávat v polyethylenové lahvi (bod 3.6) |
| Standardní roztok vápníku a hořčíku (20 mg/l Ca, 2 mg/l Mg) | — | pipetami 20,0 ml zásobního roztoku vápníku a 2,0 ml zásobního roztoku hořčíku, doplnit kyselinou 0,1 mol/l na 1000 ml; lze používat hotové komerční roztoky (bod 3.7) |
| Voda | — | destilovaná nebo rovnocenné čistoty; činidla uznané analytické čistoty (kap. 3) |
Bezpečnost a ochrana zdraví při práci (BOZP)
- Kyselina chlorovodíková se k oxidu lanthanitému přidává pomalu a opatrně za míchání (bod 3.3)
- Spektrometr, hořák a plyny (acetylen, oxid dusný) — podle návodu výrobce (kap. 4); s činidly se zachází podle bezpečnostních listů
Časté dotazy
Která norma tuto zkoušku popisuje?
Zkouška se provádí podle normy PN-EN ISO 7980:2002 — „Water quality — Determination of calcium and magnesium — Atomic absorption spectrometric method“.
Jak tato metoda funguje?
Vápník a hořčík se měří metodou plamenové atomové absorpční spektrometrie po přidání chloridu lanthanitého (plamen vzduch–acetylen) nebo chloridu cesného (plamen oxid dusný–acetylen), které omezují rušivé vlivy; absorbance vápníku se měří při 422,7 nm, hořčíku — při 285,2 nm (kap. 2).
Jaký je rozsah měření a přesnost?
Vlnové délky: vápník 422,7 nm; hořčík 285,2 nm; Rozsah bez ředění: do 50 mg/l vápníku a do 5 mg/l hořčíku (optimálně 3–50 a 0,9–5 mg/l při plameni vzduch–acetylen); Plamen: vzduch–acetylen s chloridem lanthanitým nebo oxid dusný–acetylen s chloridem cesným; Roztok k měření: 10,0 ml vzorku + 10 ml roztoku lanthanu (nebo cesia), doplnit kyselinou chlorovodíkovou 0,1 mol/l na 100 ml.
Jak dlouho zkouška trvá?
Postup zahrnuje 6 kroků. Norma neuvádí dobu trvání u každé etapy — rozhoduje vlastní postup laboratoře.
Jaké vybavení je potřeba?
Atomový absorpční spektrometr, Odměrné baňky 100 ml a 1000 ml, pipety, Polyethylenové nebo polypropylenové lahve, Sklo.
Kde se tato zkouška používá?
Surové a pitné vody — rozpuštěný vápník a hořčík (kap. 1); Monitoring povrchových a podzemních vod — vápník a hořčík, z nich celková tvrdost (Dz.U. 2021 pol. 1576); Voda k lidské spotřebě — hořčík 7–125 mg/l a tvrdost 60–500 mg/l CaCO₃ jako doporučené hodnoty (Dz.U. 2026 pol. 748); Vyšší koncentrace — menší objem vzorku (kap. 1, bod 6.1).
Jaká bezpečnostní opatření platí?
Kyselina chlorovodíková se k oxidu lanthanitému přidává pomalu a opatrně za míchání (bod 3.3); Spektrometr, hořák a plyny (acetylen, oxid dusný) — podle návodu výrobce (kap. 4); s činidly 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-EN ISO 7980.