Bestimmung von Sulfationen

Normales Wasser enthält bis maximal 50 mg/L Sulfationen. Die Trinkwasserverordnung gibt bis maximal 240 mg/L vor.
Wegen der relativ geringen Konzentration sind die in der Literatur angegebenen Methoden (gravimetrisch, titrimetrisch) für die Schule problematisch bzw. aufwändig.

Nach folgender Methode lassen sich Sulfationen mit einer hinreichenden Genauigkeit (10 %) bestimmen. Hierbei wird die Trübung (Fällung von Bariumsulfat) nach Versetzen mit Bariumchloridlösung photometrisch bestimmt. Steht kein Photometer zur Verfügung, so kann auch eine visuelle Bestimmung, allerdings mit einer noch größeren Ungenauigkeit, erfolgen.

Man stellt eine Sulfat-Standardlösung her (1000 mg/L Sulfationen), indem man 3,36 g Natriumsulfat (Na2SO4.10H2O) in einem Liter demineralisiertem Wasser löst.
Außerdem stellt man eine Bariumchloridlösung (c = 0,1 mol/L) her, indem man 2,44 g Bariumchlorid in 100 mL Wasser löst.
In fünf saubere Reagenzgläser füllt man 0,1 bis 0,5 mL der Sulfat-Standardlösung, versetzt die Reagenzgläser mit jeweils einem mL Salzsäure (c = 0,1 mol/L), fügt jeweils ein mL der Bariumchloridlösung hinzu und verdünnt  mit demineralisiertem Wasser auf exakt 10 mL.
Den Lösungen entsprechen dabei  Sulfatkonzentration von 10 bis 50 mg/L.
Nach 3 Minuten wird photometrisch die Extinktion der fünf zunehmend getrübten Lösungen bestimmt, wobei die Lösungen in die Küvette für das Photometer gegeben werden.

Beispiel (Bruno-Lange-Photometer, weißes Licht, ohne Filter):

SO42-  mg/L	10	20	30	40	50	
Extinktion	0,010	0,021	0.031	0,039	0,047	

Entsprechend verfährt man mit der Probe. In ein sauberes Reagenzglas gibt man 8 mL der Wasserprobe, die weniger als 50 mg/L Sulfat enthalten muss, versetzt diese mit einem mL der Salzsäure und einem mL der Bariumchloridlösung, schüttelt und bestimmt nach 3 Minuten die Extinktion. Über eine Verhältnisgleichung lässt sich dann der Wert für die Sulfatkonzentration berechnen, wobei dieser dann noch wegen des Verdünnens mit 1,25 multipliziert werden muss. Bei höheren Sulfatkonzentrationen als 50 mg/L nimmt man entsprechend weniger mL von der Wasserprobe und verdünnt so, dass insgesamt 10 mL Lösung vorliegen.

Beispiel für ein sulfatreiches Mineralwasser:

Laut Mineralwasseranalyse (siehe unten) soll das Mineralwasser 322 mg/L Sulfationen enthalten.
Hierzu wurde für die Bestimmung 1 mL des Mineralwassers mit der Salzsäure und der Bariumchloridlösung versetzt und auf 10 mL aufgefüllt.
Im Photometer wurde eine Extinktion von 0,024 gemessen.

Massenkonzentration von Sulfationen = 20 mg/L * (0,024 / 0,021) * 10 =  229 mg/L

Bezogen auf den nächst höheren Wert in der Tabelle ergibt sich:

Massenkonzentration von Sulfationen = 30 mg/L * (0,024 / 0,031) * 10 =  232 mg/L

Der bestimmte Wert liegt deutlich (ca. 30%) unter dem auf dem Etikett angegebenen Wert. Dies könnte vermutlich daran liegen, dass die Mineralwasseranalyse (14.11.2005) für die aktuelle Probe (28.06.2007) nicht mehr zutrifft.