⚗️ Oxidierbarkeit (Permanganat-Index)

Physikochemie PN-EN ISO 8467

Übersicht

Oxidierbarkeit (Permanganat-Index, CSB-Mn) ist ein Summenparameter, der konventionell den Gehalt an organischen Substanzen und leicht oxidierbaren anorganischen Substanzen im Wasser bestimmt. Sie wird in mg O₂/L ausgedrückt – die Menge an Sauerstoff, die der für die Oxidation reduzierender Substanzen in der Probe unter festgelegten Bedingungen verbrauchten KMnO₄-Menge entspricht.

Die Norm PN-EN ISO 8467 beschreibt eine Methode zur Bestimmung des Permanganat-Index für Trink-, Mineral-, Brunnen- und Schwimmbadwasser. Die Methode besteht darin, die Probe 10 Minuten lang mit überschüssigem KMnO₄ in Schwefelsäuremedium zu kochen und dann das verbleibende KMnO₄ durch Titration zu bestimmen (rückwärts – überschüssiges Oxalat wird mit KMnO₄ zurücktitriert).

Zulässiger Permanganat-Index-Wert im Trinkwasser: 5 mg O₂/L (Gesetzblatt 2017 Pos. 2294). Unverschmutzte Gewässer haben Werte von 1–3 mg O₂/L. Es ist ein einfacher, kostengünstiger und weit verbreiteter Test in der Trinkwasseranalyse – wird praktisch in jedem Wasserlabor in Polen durchgeführt.

Prinzip der Methode

Die Wasserprobe wird 10 Minuten lang in einem Wasserbad (100°C) mit einer abgemessenen Menge Kaliumpermanganat (KMnO₄)-Lösung in Schwefelsäure (H₂SO₄)-Medium gekocht. Ein Teil des KMnO₄ wird durch oxidierbare Substanzen in der Probe reduziert (MnO₄⁻ → Mn²⁺). Nach 10 Minuten wird überschüssige Natriumoxalat (Na₂C₂O₄)-Lösung zugegeben, die verbleibendes KMnO₄ reduziert (Lösung entfärbt sich). Dann wird das überschüssige Oxalat mit heißer KMnO₄-Lösung bis zur dauerhaften leicht rosa Färbung zurücktitriert. Aus der KMnO₄-Bilanz wird der Permanganat-Index in mg O₂/L berechnet.

Anwendungen

• Trinkwasserqualitätskontrolle (Gesetzblatt 2017 Pos. 2294 – Grenzwert 5 mg O₂/L)
• Mineral-, Quell- und Tafelwasseruntersuchung
• Grundwasser- und Oberflächenwasser-Fassungsmonitoring
• Kontrolle der Effizienz von Wasseraufbereitungsprozessen (Filtration, Aktivkohlesorption)
• Schwimmbadwasseruntersuchung
• Schnelle Beurteilung organischer Wasserverschmutzung

Schlüsselparameter

Norm

Normnummer

PN-EN ISO 8467:2001

Titel (PL)

Jakość wody — Oznaczanie indeksu nadmanganianowego

Title (EN)

Water quality — Determination of permanganate index

Schritt-für-Schritt-Verfahren

1. Wasserbad-Vorbereitung

   Wasserbad füllen und auf 100°C zum Kochen bringen. Während der gesamten Analyse intensives Kochen aufrechterhalten.

   ⏱ Zeit: 15–20 min • 🌡 Temperatur: 100°C

2. Probenabmessung

   100 mL Wasserprobe mit Zylinder in 250-mL-Erlenmeyerkolben abmessen. Für Wasser mit Oxidierbarkeit >10 mg O₂/L – verdünnen.

   ⏱ Zeit: 1 min

3. Schwefelsäure-Zugabe

   5 mL H₂SO₄ (~4 mol/L) zur Probe zugeben. Mischen.

   ⏱ Zeit: 30 s

4. Kaliumpermanganat-Zugabe

   Genau 5,0 mL KMnO₄ 0,01 mol/L-Lösung mit Pipette zugeben. Mischen. Lösung färbt sich rosa/violett.

   ⏱ Zeit: 1 min

5. Kochen im Wasserbad

   Kolben in Wasserbad (100°C) stellen. Stoppuhr starten. GENAU 10 Minuten kochen. Kolben muss bis zum Flüssigkeitsniveau innen eingetaucht sein.

   ⏱ Zeit: 10 min • 🌡 Temperatur: 100°C

6. Natriumoxalat-Zugabe

   Nach 10 Minuten Kolben herausnehmen. Sofort 5,0 mL Na₂C₂O₄ 0,01 mol/L-Lösung zugeben. Lösung entfärbt sich (Oxalat reduziert KMnO₄).

   ⏱ Zeit: 1 min • 🌡 Temperatur: ~80°C

7. Oxalat-Überschuss-Titration

   Heiße Lösung (~60–80°C) aus Bürette mit KMnO₄ 0,01 mol/L-Lösung bis zum Erscheinen einer dauerhaften (min. 30 s) leicht rosa Färbung titrieren. V (mL KMnO₄) notieren.

   ⏱ Zeit: 2–5 min • 🌡 Temperatur: 60–80°C

8. Blindwert

   Gesamtes Verfahren mit 100 mL deionisiertem Wasser (Blindwert) wiederholen. KMnO₄-Verbrauch im Blindwert: V₀.

   ⏱ Zeit: 20 min

9. Berechnungen

   Permanganat-Index [mg O₂/L] = ((V - V₀) × c_KMnO₄ × 8000) / V_Probe, wobei V = bei Titration verbrauchtes KMnO₄-Volumen, V₀ = Blindwert, 8 = Molmasse O₂/2.

10. Qualitätskontrolle

    Duplikate – Differenz max ±0,5 mg O₂/L. Prüfen, dass Probe nach Kochen rosa Färbung behielt (wenn entfärbt – mit kleinerem Probenvolumen wiederholen).

Erforderliche Geräte und Apparatur

Reagenzien, Nährmedien und Verbrauchsmaterialien

Arbeitsschutz und Sicherheit

• Kaliumpermanganat (KMnO₄) – Oxidationsmittel, umweltgefährdend (H272, H302, H410). Braune Flecken auf Haut und Kleidung. Handschuhe verwenden.
• Konzentrierte Schwefelsäure (H₂SO₄) – stark ätzend (H314). Exotherme Reaktion mit Wasser! Säure zu Wasser zugeben, nicht umgekehrt.
• Natriumoxalat (Na₂C₂O₄) – gesundheitsschädlich bei Verschlucken (H302). Handschuhe verwenden.
• Wasserbad (100°C) – Verbrühungsgefahr durch heißes Wasser und Dampf. Wärmeisolierende Handschuhe verwenden.
• Heiße Kolben und Lösungen – mit Zangen oder Kolbenhaltern handhaben.
• Schutzbrille, Handschuhe und Laborkittel erforderlich.

Häufige Fragen