Analytik: Quali. und Quant. Analyse
Buchtipp
Lehrbuch der analytischen und präparativen anorganischen Chemie
G. Jander, E. Blasius, J. Strähle, E. Schweda
46.00 €

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Analytik: Quali. und Quant. Analyse Nasschemische Nachweise (z.B. Trennungsgang) und Gehaltsbestimmungen per Titration, Gravimetrie, Konduktometrie, etc.

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Alt 28.11.2018, 23:10   #1   Druckbare Version zeigen
MaxDerChemiker Männlich
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Themenersteller
Beiträge: 18
Glühbirne Facharbeit: Analyse von Trinkwässer, Geochemie

Sehr geschätztes Chemie-Forum,

Als Maturaarbeit (eine Abschlussarbeit des Gymnasiums in der Schweiz) möchte ich verschiedene Mineralwässer chemischen vergleichen, dann die Abweichung vom Literaturwert (auf der Etikette) berechnen, und schlussendlich ein bisschen in den geochemischen Hintergrund der verschiedenen Ionen im Wasser, z.B. wieso gibt es viel Ca++ in diesem Wasser aus diesem Gebiet?
Meine Hypothese lautet: Leitungswasser ist genauso gut wie Mineralwasser. (Ich habe noch Zeit für Änderungen der Hypothese, keine Angst )
Ich werde, um meine Hypothese zu testen, Leitungswasser aus meinem Haus und destilliertes Wasser benutzen, um die Methodik zu überprüfen.
Ich möchte die folgenden Ionen, bzw. Komplexe quantitativ nachweisen:
{ Ca^{2+}, Mg^{2+}, Na^+, HCO_3^-, SO_4^{2-}}und {Cl^-}. Es wird noch diskutiert, ob ich alle Ionen nachweise oder nur drei. Ich werde etwa 5-6 Sorten von Trinkwasser nehmen, und zu allem mehrere Messungen für den Mittelwert machen müssen. Da gibt es viel Arbeit .
Hätte jemand eine Ahnung, wie man die Mineralien quantitativ nachweisen könnte? Von der Schule kenne ich schon die Titration und die Gravimetrie. Unser Schullabor hat auch einen Spektroskop, welche die Konzentration bestimmen kann.

Besten Dank für Eure Hilfe, Max

PS: Ich habe ein bisschen recherchiert und rausgefunden, dass die Methodik laut DIN standardisiert wurde. Leider sind diese DINs teuer zum erwerben.
MaxDerChemiker ist gerade online   Mit Zitat antworten
Alt 28.11.2018, 23:30   #2   Druckbare Version zeigen
Jonas__  
Mitglied
Beiträge: 141
Hi Max,
Calcium und Magnesium kann man z.B. durch die Titration mit EDTA Lösung bestimmen, aber auch gravimetrisch. Du brauchst dafür eine Bürette und einen geeigneten Indikator. Das müsste dir vermutlich die Schule stellen.
Chlorid lässt sich durch die Titration mit Silbernitrat nachweißen.
Damit hättest du 3 (An)Ionen, ich würde dir vorschlagen, diese erstmal zu messen und dann zu gucken, wie viel Zeit du noch hast.


Ich würde dir dringend ein Buch wie:
Jander, Blasius: Einführung in das anorganisch-chemische Praktikum. 14. Auflage. S. Hirzel Verlag, Stuttgart, Leipzig 1995, ISBN 3777606723
empfehlen, da ist das recht gut beschrieben. Das ist auf dem Niveau für das 1-2 Semester im Chemiestudium geschrieben.
Wenn die Schule das nicht in der Bib hat und du dir das nicht kaufen willst, guck mal ob du das in einer Unibib findest und dir kopieren kannst.


Als kleine Anmerkung:
Die Qualität von Wasser ist nicht nur durch die Anwesenheit der Mineralien gegeben. Das kann sehr subjektiv sein. Eine Tolle Idee für die Abschlussarbeit ist es aber allemal.


Bedenke bitte weiterhin, dass in Wasser nicht sehr viele Mineralien sind, sodass es vermutlich wichtig sein wird mit möglichst kleinem Fehler die Maßlösungen anzusetzen. Dazu solltest du dir auch Literatur angucken, dazu eigenet sich auch das o.g. Buch.
Hilfreich könnte auch ein Mentor sein, insbesondere wenn es um Fragen zu Begrifflichkeiten geht, wie z.B. was 'verreibe Substanz A mit NaCl' bedeutet.



MfG
Jonas__ ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 28.11.2018, 23:46   #3   Druckbare Version zeigen
MaxDerChemiker Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 18
AW: Facharbeit: Analyse von Trinkwässer, Geochemie

@Jonas__

Hallo Jonas,

Vielen Dank für Deine Antwort.

Wie kann man sicher sein, dass die störende Ionen nicht miteinbezogen werden? Sollte man sie "isolieren" oder so etwas ähnliches?

Über das Jander, Blasius Buch habe ich öfters im Forum gelesen. Meine Unibib hat es zum Glück und ich kann es für 4 Wochen ausleihen.

Mein "Mentor" wird mein Chemielehrer sein, der dann die Rolle des Betreuers erfüllen wird.

Eine Gegenfrage: wenn ich das Jander, Blasius Buch habe, muss ich nicht mehr an die ISOs denken, da es im Buch ja beschrieben wird?
Danke für die Tipps.

Max
MaxDerChemiker ist gerade online   Mit Zitat antworten
Alt 29.11.2018, 00:00   #4   Druckbare Version zeigen
Jonas__  
Mitglied
Beiträge: 141
AW: Facharbeit: Analyse von Trinkwässer, Geochemie

Hallo,
man kann 2 Ionen nebeneinander nachweißen, ist aber nicht einfach, hier ein Bsp.
http://www.ruhr-uni-bochum.de/quanti-praktikum/versuche/beschreibungen/v332_calcium-magnesium.pdf
Das hängt u.a. damit zusammen, dass die Ionen unterschiedlich stark ans das EDTA binden.


Man kann Ca Mg und Na durch Fällen voneinander trennen, die Frage ist: was ist für dich besser zu handhaben.


MfG
Jonas__ ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 29.11.2018, 01:05   #5   Druckbare Version zeigen
Jonas__  
Mitglied
Beiträge: 141
AW: Facharbeit: Analyse von Trinkwässer, Geochemie

Hi nochmal etwas Literatur:
http://www.lickl.net/doku/komplexometrie.pdf
Jonas__ ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 29.11.2018, 04:08   #6   Druckbare Version zeigen
imalipusram  
Mitglied
Beiträge: 6.630
AW: Facharbeit: Analyse von Trinkwässer, Geochemie

Wenn Du Mineralwasser mit Hahnenwasser vergleichst, such Dir die entsprechenden gesetzlichen Bestimmungen heraus. da gibt es Unterschiede bei den Anforderungen, was und wieviel drin sein darf und was nicht, auch hinsichtlich Mikobiologie (die auch noch zu messen wäre Overkill, ist aber vielleicht gut für die Diskussion).

Ionen, die mE oben fehlen, sind Nitrat und Nitrit, ein Diskussionpunkt wären die Grenzwerte für die Zubereitung von Säuglingsnahrung. Wenn Du Natrium nachweist, solltest Du auch Klaium nachweisen (aufgrund des physiologischen Bedeutung des Na/K-Verhältnisses), für beides brauchst Du ein Flammenphotometer, deshalb ggf weglassen.
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imalipusram ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 29.11.2018, 22:04   #7   Druckbare Version zeigen
MaxDerChemiker Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 18
AW: Facharbeit: Analyse von Trinkwässer, Geochemie

Wenn ihr Euch entscheidet müsstet, welche drei von sechs Ionen, bzw. Komplexe({ Ca^{2+}{}, Mg^{2+}{}, Na^+{}, HCO_3^-{}, SO_4^{2-}{}und {Cl^-{}}) würdet ihr quantitativ bestimmen? Aus Zeitgründen im praktischen Teil wird es schwierig sein, zu allen 6 eine Prozedur zu erstellen.

Das Jander-Blasius ist eine gute Informationsquelle.

Besten Dank, Max
MaxDerChemiker ist gerade online   Mit Zitat antworten
Alt 30.11.2018, 07:30   #8   Druckbare Version zeigen
imalipusram  
Mitglied
Beiträge: 6.630
AW: Facharbeit: Analyse von Trinkwässer, Geochemie

Kläre erst mal ab, wie Du methodisch vorgehen sollst: Reichen ein paar mehr oder weniger wilde Zahlen als Ergebnis? Oder soll Deine Arbeit eine Methodenvalidierung beinhalten? Also mit so richtig belastbaren Ergebnissen: Mit Nachweisgrenze, Fehlerabschätzung, Wiederfindung, Kalibration, Störeinflüsse, etc. . So ein Spaß wird sehr schnell sehr arbeitsaufwändig, besonders, wenn man das das erste Mal macht. Das kann auch beinhalten, daß man auf den Trichter kommt, daß der eigene Setup nix taugt und man keine verläßlichen Ergebnisse produzieren kann oder daß man permanent unterhalb der Nachweisgrenze liegt, sprich: nicht empfindlich genug messen kann.

That's why it's called RE-search
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Geändert von imalipusram (30.11.2018 um 07:38 Uhr)
imalipusram ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 30.11.2018, 10:48   #9   Druckbare Version zeigen
MaxDerChemiker Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 18
AW: Facharbeit: Analyse von Trinkwässer, Geochemie

Danke imalipusram für Deine Inputs.
Die Institute, wie das SGS Institut Fresenius, arbeiten mit sehr genauen analytischen Maschinen, einer Genauigkeit welche ein Schüler mit einem Schullabor nicht nachmachen kann, da der experimentelle Aufbau unpräzise sein wird. Ich kann es dennoch versuchen, nicht?

Bis jetzt habe ich eine OneNote-Seite mit der Übersicht der Nachweismethoden erstellt und diese mit meinem Betreuer geteilt. Die Informationen stammen von diesem Forum, andere Internetseiten und das geniale Jander, Blasius-Buch.

Ausserdem habe ich eine Email der kantonalen Dienststelle für Lebensmittelkontrolle geschickt - mal sehen, was sie sagen.

Max
MaxDerChemiker ist gerade online   Mit Zitat antworten
Alt 30.11.2018, 10:53   #10   Druckbare Version zeigen
imalipusram  
Mitglied
Beiträge: 6.630
AW: Facharbeit: Analyse von Trinkwässer, Geochemie

Es geht sicher nicht darum, einer kommerziellen Analyse Konkurrenz zu machen, beim Bedienen eines Analysenautomaten bleibt auch meistens wenig anschauliche Chemie übrig (wobei es durchaus interessant ist, wie so eine Black Box funktioniert ). Dennoch oder vielmehr gerade deswegen sollte mE ein Schülerexperiment auf soliden Beinen stehen, da man ja vor allem zeigen soll, daß man die Materie und die Problematik verstanden hat und nicht einfach einen Satz Hausnummern produzieren.
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Alt 30.11.2018, 15:20   #11   Druckbare Version zeigen
MaxDerChemiker Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 18
AW: Facharbeit: Analyse von Trinkwässer, Geochemie

Zitat:
Zitat von imalipusram Beitrag anzeigen
Kläre erst mal ab, wie Du methodisch vorgehen sollst: Reichen ein paar mehr oder weniger wilde Zahlen als Ergebnis? Oder soll Deine Arbeit eine Methodenvalidierung beinhalten? Also mit so richtig belastbaren Ergebnissen: Mit Nachweisgrenze, Fehlerabschätzung, Wiederfindung, Kalibration, Störeinflüsse, etc.
Ich glaube, dass ich die Etikettenwerte der Flaschen als Literaturwerte betrachten werde, und diese überprüfen werde.
Max
MaxDerChemiker ist gerade online   Mit Zitat antworten
Alt 30.11.2018, 15:39   #12   Druckbare Version zeigen
imalipusram  
Mitglied
Beiträge: 6.630
AW: Facharbeit: Analyse von Trinkwässer, Geochemie

Zitat:
Zitat von MaxDerChemiker Beitrag anzeigen
Ich glaube, dass ich die Etikettenwerte der Flaschen als Literaturwerte betrachten werde, und diese überprüfen werde.
Genau darum geht es ja: Du fängst an, zu titrieren, bekommst irgendwelche Werte und was dann? Wenn sie mit denen auf der Flasche identisch sind, stimmen die dann auch? Und falls nicht: Welche sind nun richtig: Deine, die auf der Flasche oder keiner? Natürlich bekommst Du irgendwelche Zahlen raus, wenn Du misst, aber was haben die für eine Aussagekraft? Woher weißt Du, daß Deine Methode richtige Ergebnisse produziert?
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imalipusram ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 30.11.2018, 17:18   #13   Druckbare Version zeigen
MaxDerChemiker Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 18
AW: Facharbeit: Analyse von Trinkwässer, Geochemie

Zitat:
Zitat von imalipusram Beitrag anzeigen
Genau darum geht es ja: Du fängst an, zu titrieren, bekommst irgendwelche Werte und was dann? Wenn sie mit denen auf der Flasche identisch sind, stimmen die dann auch? Und falls nicht: Welche sind nun richtig: Deine, die auf der Flasche oder keiner? Natürlich bekommst Du irgendwelche Zahlen raus, wenn Du misst, aber was haben die für eine Aussagekraft? Woher weißt Du, daß Deine Methode richtige Ergebnisse produziert?
Ich glaube, ich muss dem Institut, welche das Wasser testet, einfach vertrauen.
Ich werde die Resultate mit der Geochemie der Quellen vergleichen. Da die Quellen sich in verschiedenen geologischen Gebieten der Schweiz befinden, kann ich argumentieren, dass z.B. eine erhöhte Ca++-Konzentration aus diesem Gebiet kommt, da dieses Gestein viel Calciumionen abgibt. So kann ich die Zahlen interpretieren.

Mein Gymnasium verlangt auch eine zweite Lehrperson und ich denke, dass ich zu meiner Geolehrperson gehen werde.
Max
MaxDerChemiker ist gerade online   Mit Zitat antworten
Alt 01.12.2018, 12:35   #14   Druckbare Version zeigen
zarathustra  
Moderator
Beiträge: 11.627
AW: Facharbeit: Analyse von Trinkwässer, Geochemie

Ehrlich gesagt finde ich das Thema zumindest mit den Experimenten nicht sinnvoll.

Du sollst in einer solchen Arbeit wissenschaftspropädeutisch arbeiten, gehst also von einer Frage aus, stellst eine Hypothese auf und planst ein Experiment, mit dem du diese Hypothese untersuchen kannst. Anschließend führst du das Experiment durch, wertest es aus und kannst aussagen, ob das Ergebnis deine Hypothese unterstützt.

Was du nun beschreibst ist, dass du eine Nachweisreaktion (z.B. komplexometrische Titration) durchführst und schaust, ob diese klappt, du also die gleichen Ergebnisse wie ein Analysenlabor bekommst. Das kannst du dann natürlich diskutieren und auf Fehlerquellen eingehen. Das hat aber zunächst nicht viel mit Geochemie zu tun, sondern geht nur darum, ob du gute Nachweise durchführen kannst.

Wenn überhaupt wäre es doch spannend, die Geschichte umzudrehen:
Du hast Flaschen mit Wasser verschiedener Gebiete. Wenn du auf die Flaschen schaust, findest du unterschiedliche Mineralstoffgehalte, die auffällig sind? Wenn ja, wäre es spannend, die Regionen aufzusuchen, wo das Wasser her kommt und zu schauen, worin sich diese Regionen geologisch unterscheiden. Vielleicht kannst du da auch ein paar Boden- bzw. Steinproben mitnehmen und untersuchen...

Grüße,
Zara
__________________
Ich habe zwar auch keine Lösung, aber ich bewundere das Problem!
zarathustra ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 01.12.2018, 12:50   #15   Druckbare Version zeigen
MaxDerChemiker Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 18
AW: Facharbeit: Analyse von Trinkwässer, Geochemie

Danke @Zara für Deine Inputs.

Nach dem Recherchieren der Quellen im Atlas und Google Maps bin ich zum Schluss gekommen, dass eine geochemische Interpretation schwierig sein wird, da das Wasser nicht 100% von diesem Gestein umgeben ist, sondern durch mehrere Gesteinsschichten sickert. Also überlege ich es mir, die Geochemie nicht anzusprechen, sondern z.B. die Physiologie der Mineralien.

Max
MaxDerChemiker ist gerade online   Mit Zitat antworten
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facharbeit chemie, geochemie, trinkwasser

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