🧪 Phenolindex von Wasser
Kurz gefasst
Bestimmung der Summe flüchtiger Phenole im Wasser nach Destillation — Farbreaktion mit 4-Aminoantipyrin in Gegenwart von Kaliumhexacyanoferrat(III). Die Prüfung erfolgt nach PN-ISO 6439:1994; Bereich (Direktmethode): 0,1–5 mg/L Phenol. Das Verfahren umfasst 7 Schritte (insgesamt rund 1 Std. 52 Min.–2 Std. 22 Min.); eingesetzt wird sie unter anderem für: Überwachung von Industrieabwässern (Kokereien, Raffinerien, Chemieanlagen), Kontrolle der Trinkwasserqualität und ihres Geschmacks/Geruchs, Überwachung von Oberflächenwässern (industrielle Verschmutzung).
Auf einen Blick
- Norm: PN-ISO 6439:1994
- Kategorie: Physikochemie
- Verfahrensschritte: 7
- Gesamtdauer der Schritte: 1 Std. 52 Min.–2 Std. 22 Min.
- Bereich (Direktmethode): 0,1–5 mg/L Phenol
- Bereich (Extraktionsmethode): 0,002–0,5 mg/L Phenol
- Wellenlänge: 510 nm (direkt), 460 nm (Extraktion mit CHCl₃)
Übersicht
Der Phenolindex bestimmt die Summe flüchtiger phenolischer Verbindungen (Phenol, Kresole, Xylenole, Chlorphenole und andere) im Wasser, die unter Reaktionsbedingungen mit 4-Aminoantipyrin (4-AAP) reagieren. Es ist keine vollständige Summe der Phenole — einige Verbindungen (z.B. Phenole mit para-Substituenten) reagieren nicht mit 4-AAP.
Phenole im Wasser verursachen unangenehmen Geschmack und Geruch (insbesondere Chlorphenole — Wahrnehmungsschwelle 0,1–1 µg/L), sind toxisch für aquatische Organismen und können auf industrielle Verschmutzung hinweisen. Die zulässige Konzentration in Trinkwasser ist nicht direkt für den Phenolindex geregelt, aber Phenol als chemische Substanz hat in einigen Vorschriften eine Grenze von 0,5 µg/L.
Quellen von Phenolen in Gewässern sind: Koksindustrie, Ölraffinerien, Chemieanlagen, Phenol-Formaldehyd-Harzproduktion, Pharmazeutika sowie natürliche Abbauprozesse organischer Substanz. Der Phenolindex ist ein Routineparameter in der Industrieabwasserüberwachung.
Prinzip der Methode
Die Methode umfasst die vorherige Destillation flüchtiger Phenole aus einer mit Phosphorsäure angesäuerten Probe, gefolgt von einer Farbreaktion mit 4-Aminoantipyrin (4-AAP).
Destillationsstufe: Die Probe wird mit H₃PO₄ angesäuert und destilliert, um flüchtige Phenole von der Matrix abzutrennen. Phenole gehen ins Destillat über.
Farbreaktionsstufe: In alkalischer Umgebung (pH 10, Ammoniakpuffer) reagieren Phenole mit 4-Aminoantipyrin in Gegenwart von Oxidationsmittel — Kaliumhexacyanoferrat(III) K₃[Fe(CN)₆] — unter Bildung eines farbigen Antipyrinkomplexes (rot-bernsteinfarben):
Phenol + 4-AAP + K₃[Fe(CN)₆] → farbiger Antipyrinkomplex
Direktmethode: Absorbanzmessung bei 510 nm (Bereich 0,1–5 mg/L). Extraktionsmethode (mit Chloroform): Farbkomplex in CHCl₃ extrahiert, Messung bei 460 nm — höhere Empfindlichkeit (Bereich 0,002–0,5 mg/L).
Anwendungen
- Überwachung von Industrieabwässern (Kokereien, Raffinerien, Chemieanlagen)
- Kontrolle der Trinkwasserqualität und ihres Geschmacks/Geruchs
- Überwachung von Oberflächenwässern (industrielle Verschmutzung)
- Kontrolle der Kläranlageneffizienz
- Untersuchung von Grundwasser in Industriegebieten
- Überwachung von Industrieabfalldeponien
Schlüsselparameter
| Parameter | Wert |
|---|---|
| Bereich (Direktmethode) | 0,1–5 mg/L Phenol |
| Bereich (Extraktionsmethode) | 0,002–0,5 mg/L Phenol |
| Wellenlänge | 510 nm (direkt), 460 nm (Extraktion mit CHCl₃) |
| Bestimmungsgrenze | ~0,002 mg/L (Extraktionsmethode) |
| Wiederholbarkeit | RSD < 5–10% |
| Interferenzen | Oxidationsmittel, Sulfide, Aldehyde, Öle |
Norm
- Normnummer
- PN-ISO 6439:1994
- Titel (PL)
- Jakość wody — Oznaczanie indeksu fenolowego — Metody spektrometryczne z 4-aminoantypiryną po destylacji
- Title (EN)
- Water quality — Determination of phenol index — 4-Aminoantipyrine spectrometric methods after distillation
Schritt-für-Schritt-Verfahren
-
Probenkonservierung
H₃PO₄ auf pH < 4 zugeben (hemmt biologischen Phenolabbau). CuSO₄ (1 g/L) als Konservierungsmittel zugeben. Analyse innerhalb 24h, bei 4°C lagern.
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Destillation
500 mL Probe in Kolben überführen. H₃PO₄ auf pH ~4 zugeben. Destillieren und ~450 mL Destillat sammeln. Falls Destillat trüb — erneut destillieren.
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Reaktions-pH-Einstellung
Zu 50 mL Destillat Ammoniakpuffer auf pH 10±0,2 zugeben. Gut mischen.
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Farbreaktion
1 mL 4-Aminoantipyrin-Lösung zugeben. Mischen. 1 mL K₃[Fe(CN)₆] zugeben. Mischen. 15 min auf Farbentwicklung warten.
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Extraktion (Extraktionsmethode)
In Scheidetrichter überführen. 25 mL CHCl₃ zugeben. 10× schütteln. Phasen trennen. Extraktion wiederholen. Chloroformphase sammeln.
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Absorbanzmessung
Direktmethode: Messung bei 510 nm. Extraktionsmethode: CHCl₃-Phase bei 460 nm messen. Küvette 1 cm oder 5 cm.
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Kalibrierung und Berechnungen
Standards: 0; 0,01; 0,05; 0,1; 0,5 mg/L Phenol (wie Proben destilliert). Kalibrierkurve. Ergebnis als mg Phenol/L.
Erforderliche Geräte und Apparatur
| Gerät | Beispiel | Richtpreis |
|---|---|---|
| Destillationsapparat | Glasset: 1 L Rundkolben, Liebig-Kühler, Vorlage | 2 000–5 000 PLN |
| UV-Vis-Spektrophotometer | Hach DR6000, Shimadzu UV-1900, PerkinElmer Lambda 365 | 15 000–80 000 PLN |
| Scheidetrichter für Extraktion | 250 mL Borosilikatglas-Scheidetrichter mit PTFE-Hahn | 150–400 PLN/Stk. |
| Spektrophotometerküvetten | Glasküvetten 1 cm und 5 cm Schichtdicke | 100–500 PLN/Stk. |
| Wasserbad | Zur Destillationstemperaturkontrolle | 3 000–8 000 PLN |
Reagenzien, Nährmedien und Verbrauchsmaterialien
| Reagenz | CAS | Details |
|---|---|---|
| 4-Aminoantipyrin (4-AAP) | 83-07-8 | 0,13 g/200 mL Wasser. Farbreagenz — täglich frisch herstellen |
| Kaliumhexacyanoferrat(III) K₃[Fe(CN)₆] | 13746-66-2 | 1,0 g/100 mL. Oxidationsmittel — initiiert Kopplungsreaktion mit 4-AAP |
| Phosphorsäure (H₃PO₄) | 7664-38-2 | Zum Ansäuern der Probe vor Destillation |
| Ammoniakpuffer pH 10 | — | NH₃/NH₄Cl zur Einstellung des Farbreaktions-pH auf 10±0,2 |
| Chloroform (CHCl₃) | 67-66-3 | Zur Extraktion des Antipyrinkomplexes (Extraktionsmethode). 25 mL pro Probe |
| Phenol-Standardlösung | 108-95-2 | 1000 mg/L in Wasser. Phenol ist giftig — im Abzug abwiegen |
Arbeitsschutz und Sicherheit
- Phenol — giftig, ätzend, verursacht chemische Hautverätzungen. Absorbiert durch Haut! Nitrilhandschuhe
- Chloroform — schädlich beim Einatmen, mögliche krebserzeugende Wirkung. Nur im Abzug arbeiten
- Pyridin (falls verwendet) — giftig, reizt Atemwege. Abzug
- K₃[Fe(CN)₆] — unter normalen Bedingungen harmlos, kann aber in saurer Umgebung HCN freisetzen!
- Chloroformabfall — organischer Abfall, separat sammeln
- Schutzbrille, Nitrilhandschuhe, Laborkittel obligatorisch
Häufige Fragen
Welche Norm beschreibt diese Prüfung?
Die Prüfung erfolgt nach PN-ISO 6439:1994 — „Water quality — Determination of phenol index — 4-Aminoantipyrine spectrometric methods after distillation“.
Wie funktioniert diese Methode?
Die Methode umfasst die vorherige Destillation flüchtiger Phenole aus einer mit Phosphorsäure angesäuerten Probe, gefolgt von einer Farbreaktion mit 4-Aminoantipyrin (4-AAP). Destillationsstufe: Die Probe wird mit H₃PO₄ angesäuert und destilliert, um flüchtige Phenole von der Matrix abzutrennen.
Wie groß sind Messbereich und Genauigkeit?
Bereich (Direktmethode): 0,1–5 mg/L Phenol; Bereich (Extraktionsmethode): 0,002–0,5 mg/L Phenol; Wellenlänge: 510 nm (direkt), 460 nm (Extraktion mit CHCl₃); Bestimmungsgrenze: ~0,002 mg/L (Extraktionsmethode).
Wie lange dauert die Prüfung?
Die für die einzelnen Schritte angegebenen Zeiten ergeben zusammen rund 1 Std. 52 Min.–2 Std. 22 Min. Das Verfahren umfasst 7 Schritte.
Welche Geräte werden benötigt?
Destillationsapparat, UV-Vis-Spektrophotometer, Scheidetrichter für Extraktion, Spektrophotometerküvetten, Wasserbad. Richtpreis für das Kerngerät (Destillationsapparat): 2 000–5 000 PLN.
Wo wird diese Prüfung eingesetzt?
Überwachung von Industrieabwässern (Kokereien, Raffinerien, Chemieanlagen); Kontrolle der Trinkwasserqualität und ihres Geschmacks/Geruchs; Überwachung von Oberflächenwässern (industrielle Verschmutzung); Kontrolle der Kläranlageneffizienz; Untersuchung von Grundwasser in Industriegebieten; Überwachung von Industrieabfalldeponien.
Welche Sicherheitsmaßnahmen gelten?
Phenol — giftig, ätzend, verursacht chemische Hautverätzungen. Absorbiert durch Haut! Nitrilhandschuhe; Chloroform — schädlich beim Einatmen, mögliche krebserzeugende Wirkung. Nur im Abzug arbeiten; Pyridin (falls verwendet) — giftig, reizt Atemwege. Abzug; K₃[Fe(CN)₆] — unter normalen Bedingungen harmlos, kann aber in saurer Umgebung HCN freisetzen!; Chloroformabfall — organischer Abfall, separat sammeln; Schutzbrille, Nitrilhandschuhe, Laborkittel obligatorisch.
Welches Labor führt diese Prüfung durch?
Die Prüfung führen nach ISO/IEC 17025 akkreditierte Labore durch. Auf LabCoda finden Sie sie über die Normnummer PN-EN ISO 6439.