🔬 Nitrite im Wasser
Spektrophotometrische Bestimmung von Nitriten (NO₂⁻) im Wasser mittels Diazotierung mit Sulfanilamid und NED. Ein Indikator für unvollständige Nitrifikation und frische Kontamination.
Übersicht
Nitrite (NO₂⁻) sind eine Zwischenform im Stickstoffkreislauf — gebildet während Nitrifikation (NH₄⁺ → NO₂⁻) und Denitrifikation (NO₃⁻ → NO₂⁻). Ihre Anwesenheit im Wasser weist hin auf: frische Abwasserkontamination, unvollständige Nitrifikation, unzureichende Desinfektion oder Probleme im Wasserverteilungssystem.
Nitrite sind toxisch — verursachen Methämoglobinämie (Zyanose), besonders gefährlich für Säuglinge. Trinkwasserstandard: ≤0,5 mg NO₂⁻/L (Verordnung des polnischen Gesundheitsministeriums). In natürlichen Gewässern ist die Konzentration üblicherweise niedrig (<0,1 mg/L), da Nitrite schnell weiter zu Nitraten oxidiert werden.
ISO 6777-Methode basiert auf Griess-Reaktion — Diazotierung von Sulfanilamid durch Nitrit-Ion und Kupplung mit N-(1-Naphthyl)ethylendiamin (NED), unter Bildung eines intensiv pink-roten Azofarbstoffs, gemessen bei 540 nm. Methode ist sehr empfindlich — Nachweisgrenze 0,005–0,01 mg N/L.
Prinzip der Methode
In saurer Umgebung (pH 1,5–2,0) reagieren Nitrite mit Sulfanilamid (4-Aminobenzolsulfonsäure) unter Bildung von Diazoniumsalz. Diazoniumsalz unterliegt Kupplungsreaktion mit N-(1-Naphthyl)ethylendiamin-dihydrochlorid (NED), unter Bildung eines intensiv gefärbten pink-roten Azofarbstoffs.
NO₂⁻ + Sulfanilamid → (H⁺) → Diazoniumsalz Diazoniumsalz + NED → Azofarbstoff (pink-rot)
Die Absorbanz des Farbstoffs wird bei 540 nm gemessen. Die Reaktion verläuft bei Raumtemperatur, Farbe entwickelt sich innerhalb 10–20 Minuten und ist 2 Stunden stabil. Molarer Absorptionskoeffizient: ~53 000 M⁻¹cm⁻¹.
Anwendungen
- Trinkwasserkontrolle (Grenzwert ≤0,5 mg NO₂⁻/L)
- Wasserverteilungsnetz-Überwachung (Sekundärkontaminationsindikator)
- Nitrifikationsprozess-Kontrolle in Kläranlagen
- Oberflächen- und Grundwasseruntersuchung
- Schwimmbadwasser-Qualitätskontrolle
- Quell- und Wassereinzugsgebietsüberwachung
Schlüsselparameter
| Parameter | Wert |
|---|---|
| Messbereich | 0,005–1,0 mg N/L |
| Nachweisgrenze | 0,005–0,01 mg N/L |
| Wellenlänge | 540 nm |
| Farbentwicklungszeit | 10–20 Minuten (stabil 2 h) |
| Molarer Absorptionskoeffizient | ~53 000 M⁻¹cm⁻¹ |
| Präzision (VK) | 2–5% |
Norm
- Normnummer
- PN-EN 26777:1999
- Titel (PL)
- Jakość wody — Oznaczanie azotynów — Metoda absorpcyjnej spektrometrii cząsteczkowej
- Title (EN)
- Water quality — Determination of nitrite — Molecular absorption spectrometric method
Schritt-für-Schritt-Verfahren
1. Lösungsvorbereitung
Sulfanilamidlösung in HCl und NED-Lösung in Wasser zubereiten. In dunklen Flaschen gekühlt lagern. Lösungen max 1 Monat gültig.
2. Kalibrierkurve
Standardreihe zubereiten: 0, 0,01, 0,05, 0,1, 0,2, 0,5, 1,0 mg N/L aus NaNO₂-Standardlösung. ACHTUNG: verdünnte Nitritlösungen frisch zubereiten (instabil!).
3. Probenmessung
40 mL Probe (oder weniger bei höheren Konzentrationen + mit Wasser auf 40 mL auffüllen) in 50 mL Messkolben geben. Probe sofort nach Probenahme analysieren — Nitrite instabil!
4. Sulfanilamid-Zugabe
1 mL Sulfanilamidlösung hinzufügen. Mischen. 2–8 Minuten warten (Diazotierung).
5. NED-Zugabe
1 mL NED-Lösung hinzufügen. Mischen. Mit entionisiertem Wasser auf 50 mL auffüllen. Gründlich mischen. Pink-rote Farbe entwickelt sich innerhalb 10 Minuten.
6. Farbentwicklung
10–20 Minuten auf vollständige Farbentwicklung warten. Farbe stabil für weitere 2 Stunden — innerhalb dieses Zeitfensters messen.
7. Absorbanz-Messung
Absorbanz bei 540 nm gegen Blindprobe messen (40 mL Wasser + Reagenzien). Konzentration aus Kalibrierkurve ablesen.
8. Qualitätskontrolle
Kontrollstandard — Abweichung max ±10%. Blindprobe — Absorbanz <0,005. Duplikate — RPD <10%. Kurve R² >0,999.
Erforderliche Geräte und Apparatur
| Gerät | Beispiel | Richtpreis |
|---|---|---|
| VIS oder UV-VIS Spektrophotometer | Hach DR3900, Shimadzu UV-1900, WTW photoLab 7600 | 15 000–45 000 PLN |
| Optische Küvetten 10–50 mm | Glasküvetten 10, 20, 40, 50 mm | 50–300 PLN/Stk. |
| Automatische Pipetten | Eppendorf Research Plus 0,1–1 mL und 1–10 mL | 800–2 000 PLN |
| Messkolben 50 mL | Klasse A, Borosilikatglas | 30–80 PLN/Stk. |
Reagenzien, Nährmedien und Verbrauchsmaterialien
| Reagenz | CAS | Details |
|---|---|---|
| Sulfanilamid (4-Aminobenzolsulfonamid) | 63-74-1 | Diazotierungslösung: 10 g Sulfanilamid in 100 mL HCl (1+1) + 800 mL Wasser, auf 1 L auffüllen. Haltbarkeit: 1 Monat gekühlt. |
| N-(1-Naphthyl)ethylendiamin (NED) Dihydrochlorid | 1465-25-4 | Kupplungsreagenz: 1 g NED·2HCl in 1 L Wasser. In dunkler Flasche lagern. Haltbarkeit: 1 Monat gekühlt. Verwerfen, wenn bräunlich wird. |
| Salzsäure HCl | 7647-01-0 | Verdünnte HCl (1+1) zur Ansäuerung der Reaktionsumgebung auf pH 1,5–2,0. |
| NO₂⁻-Standardlösung 1000 mg N/L | 7632-00-0 | NaNO₂ in Wasser, zertifiziertes CRM. Für Kalibrierkurve. ACHTUNG: Nitritlösungen instabil — frisch zubereiten! |
| Nitritfreies entionisiertes Wasser | — | Auf NO₂⁻-Abwesenheit geprüft — Absorbanz bei 540 nm <0,005 (als Blindprobe). |
Arbeitsschutz und Sicherheit
- Salzsäure HCl — ätzend, reizende Dämpfe. Unter Abzug arbeiten.
- NED — reizend, sensibilisierend. Nitrilhandschuhe verwenden.
- Sulfanilamid — reizend, Hautkontakt vermeiden.
- Natriumnitrit NaNO₂ — giftig bei Verschlucken, Oxidationsmittel. Nicht mit Säuren mischen (toxische Stickoxidfreisetzung)!
- Schutzbrille, Handschuhe und Kittel obligatorisch.