☣️ Chrom VI im Wasser

Physikochemie PN-EN ISO 18412

Übersicht

Sechswertiges Chrom Cr(VI) ist eine der gefährlichsten Wasserverunreinigungen — es ist ein starkes Oxidationsmittel, krebserzeugend (Gruppe 1 nach IARC), mutagen und teratogen. Quellen von Cr(VI) in Gewässern sind Galvanikbetriebe, Gerbereien, Chemieanlagen, Kraftwerke und natürliche Auslaugung aus chromhaltigen Mineralien. Die zulässige Gesamtchromkonzentration im Trinkwasser beträgt 50 µg/L (nach EU-Richtlinie 2020/2184 und MH-Verordnung).

Die Methode mit 1,5-Diphenylcarbazid (DPC) ist selektiv für Cr(VI) — in saurem Milieu (pH 1–2) reagieren Chromationen mit DPC unter Bildung eines rotvioletten Cr(III)-Diphenylcarbazon-Komplexes, dessen Absorption bei 540 nm gemessen wird. Die Reaktion ist hochempfindlich — die Nachweisgrenze beträgt etwa 2 µg/L und der lineare Bereich 2–50 µg/L.

Die Norm PN-EN ISO 18412 ist für schwach kontaminierte Wässer (Trinkwasser, Grundwasser, Oberflächenwasser) vorgesehen. Für stark kontaminierte Wässer (industrielles Abwasser) werden zusätzliche Verdünnung oder alternative Methoden (IC, ICP-MS) verwendet. Wichtig ist, dass die Methode nur Cr(VI) bestimmt — sie reagiert nicht mit Cr(III), was eine Chromspeziation ermöglicht.

Proben zur Cr(VI)-Bestimmung erfordern besondere Lagerbedingungen — sie müssen so schnell wie möglich analysiert werden (vorzugsweise innerhalb von 24 h), bei 4°C gelagert werden, und der Behälter darf keine reduzierenden Substanzen enthalten, die Cr(VI) zu Cr(III) reduzieren könnten.

Prinzip der Methode

In saurem Milieu (pH 1–2, nach Zugabe von Schwefelsäure) reagieren Chromationen CrO₄²⁻ mit 1,5-Diphenylcarbazid (DPC) unter Bildung eines rotvioletten Cr(III)-Diphenylcarbazon-Komplexes. Die Reaktion verläuft zweistufig: zuerst oxidiert Cr(VI) DPC zu Diphenylcarbazon und reduziert sich gleichzeitig zu Cr(III), dann bildet Cr(III) ein farbiges Chelat mit Diphenylcarbazon. Die Absorption des Komplexes wird spektrophotometrisch bei einer Wellenlänge von 540 nm gemessen. Die Farbintensität ist proportional zur Cr(VI)-Konzentration nach dem Lambert-Beer-Gesetz.

Anwendungen

• Trinkwasserqualitätskontrolle (Cr gesamt ≤50 µg/L)
• Überwachung von Abwasser aus Galvanikbetrieben und Gerbereien
• Prüfung von Grundwasser in Bereichen von Abfalldeponien
• Industrielle Abwasserqualitätskontrolle
• Überwachung von Oberflächengewässern (Wasserrahmenrichtlinie)
• Chromspeziation — separate Bestimmung von Cr(VI) und Cr(III)
• Kontrolle von Chromabwasser-Behandlungsprozessen

Schlüsselparameter

Norm

Normnummer

PN-EN ISO 18412:2007

Titel (PL)

Jakość wody — Oznaczanie chromu(VI) — Metoda fotometryczna dla wód słabo zanieczyszczonych

Title (EN)

Water quality — Determination of chromium(VI) — Photometric method for weakly contaminated water

Schritt-für-Schritt-Verfahren

1. Herstellung der Cr(VI)-Standardlösung

   2,829 g K₂Cr₂O₇ (bei 102°C getrocknet, 2h) in Wasser lösen und auf 1 L auffüllen. Lösung 1000 mg/L Cr(VI). Arbeitsverdünnungen daraus herstellen.

   ⏱ Zeit: 20 min

2. Herstellung der DPC-Lösung

   250 mg 1,5-Diphenylcarbazid in 50 mL Aceton lösen. In dunkler Flasche im Kühlschrank (4°C) lagern. Lösung verliert Gültigkeit nach Farbwechsel.

   ⏱ Zeit: 10 min

3. Kalibrierreihe

   Standards herstellen: 0, 5, 10, 20, 30, 40, 50 µg/L Cr(VI) in 50 mL Messkolben aus Arbeitslösung.

   ⏱ Zeit: 15 min

4. Ansäuerung von Proben und Standards

   Zu jeder Probe (und Standard) 1 mL H₂SO₄ 0,2 mol/L pro 50 mL Lösung zugeben. Mischen. pH sollte 1–2 betragen.

   ⏱ Zeit: 5 min

5. Zugabe des DPC-Reagenzes

   1 mL DPC-Lösung zu jeder Probe zugeben. Mischen und 5 Minuten für vollständige Entwicklung der rotvioletten Farbe stehen lassen.

   ⏱ Zeit: 5 min

6. Absorptionsmessung

   Absorption bei 540 nm in 10 mm Küvette (oder 50 mm für niedrige Konzentrationen) gegen Blindprobe (Wasser + Reagenzien) messen.

   ⏱ Zeit: 10 min

7. Erstellung der Kalibrierkurve

   Absorption vs Cr(VI)-Konzentration auftragen. Korrelationskoeffizient R² ≥0,999. Probenkonzentrationen aus Kurve ablesen.

   ⏱ Zeit: 5 min

8. Messung der Testproben

   Absorption der angesäuerten Proben mit DPC messen. Konzentrationen aus Kalibrierkurve ablesen. Für Konzentrationen >50 µg/L — Probe verdünnen.

   ⏱ Zeit: 10 min

9. Qualitätskontrolle

   Kontrollprobe (Standard bekannter Konzentration), Doppelbestimmung und Blindprobe messen. Wiederfindung der Kontrollprobe: 90–110%.

   ⏱ Zeit: 10 min

10. Berechnung und Berichterstattung

    Cr(VI)-Konzentration aus Kalibrierkurve berechnen. Eventuelle Verdünnung berücksichtigen. Ergebnis in µg/L mit Genauigkeit auf 1 µg/L angeben.

Erforderliche Geräte und Apparatur

Reagenzien, Nährmedien und Verbrauchsmaterialien

Arbeitsschutz und Sicherheit

• Kaliumdichromat K₂Cr₂O₇ — krebserzeugend (H350), mutagen, toxisch — unbedingt Handschuhe, Schutzbrille und Abzug verwenden
• Cr(VI)-Lösungen — als Sondermüll sammeln, nicht in Abwasser gießen
• 1,5-Diphenylcarbazid — reizend, Hautkontakt vermeiden
• Aceton — entzündlich, Arbeit fern von Feuerquellen, unter Abzug
• Schwefelsäure — ätzend, Handschuhe und Schutzbrille verwenden

Häufige Fragen