⚗️ Zasadowość wody (alkaliczność)
Krótko: o co chodzi
Miareczkowe oznaczanie zasadowości ogólnej i zasadowości wobec fenoloftaleiny w wodach naturalnych, uzdatnionych i w ściekach roztworem kwasu solnego, z punktem końcowym wyznaczanym pH-metrem albo wskaźnikami. Badanie wykonuje się według normy PN-EN ISO 9963-1:2001; Zakres: do 20 mmol/l bez rozcieńczania; zalecana dolna granica 0,4 mmol/l. Procedura obejmuje 5 kroków; stosuje się je m.in. do: Wody naturalne i uzdatnione oraz ścieki (rozdz. 1), Monitoring wód powierzchniowych i podziemnych — zasadowość ogólna (Dz.U. 2021 poz. 1576), Rozróżnienie zasadowości ogólnej (pH 4,5) i wobec fenoloftaleiny (pH 8,3) (rozdz. 3).
W skrócie
- Norma: PN-EN ISO 9963-1:2001
- Kategoria: Fizykochemia
- Kroków procedury: 5
- Zakres: do 20 mmol/l bez rozcieńczania; zalecana dolna granica 0,4 mmol/l
- Punkty końcowe: pH 8,3 (zasadowość wobec fenoloftaleiny) i pH 4,5 (zasadowość ogólna)
- Roztwór mianowany: HCl 0,1 mol/l dla 4–20 mmol/l; HCl 0,02 mol/l dla 0,4–4 mmol/l
Przegląd
STATUS (stan na 29.10.2026). PN-EN ISO 9963-1:2001 — wersja polska, opublikowana 23.04.2001, wprowadza EN ISO 9963-1:1995 i ISO 9963-1:1994 [IDT]; zastąpiła PN-C-04540-02:1990 i PN-C-04540-03:1990. Norma aktualna — bez adnotacji o wycofaniu; ma poprawkę krajową PN-EN ISO 9963-1:2001/Ap1:2004. ISO 9963-1:1994 i EN ISO 9963-1:1995 są w katalogach ISO i CEN aktualne, bez nowszego wydania.
POPRAWKA KRAJOWA Ap1:2004 (zatwierdzona 8.06.2004). Zmienia wzór na stężenie kwasu solnego w p. 5.3.4 na c(HCl) = m · V₁ / [53,00 · (V₂ − V₃)] — w tej postaci podajemy go niżej (jest zgodny z tekstem ISO).
ZAKRES (rozdz. 1). Miareczkowe oznaczanie zasadowości wód naturalnych i uzdatnionych oraz ścieków; bezpośrednio do 20 mmol/l, przy wyższych stężeniach — mniejsza porcja; zalecana dolna granica 0,4 mmol/l. Zawiesina w postaci węglanów może przeszkadzać — jej wpływ zmniejsza sączenie przed miareczkowaniem. Wyznaczanie punktu końcowego pH-metrem jest mniej podatne na zakłócenia niż wskaźnikiem; próbki silnie zabarwione albo mętne analizuje się metodą potencjometryczną (rozdz. 8).
DEFINICJE (rozdz. 3). Zasadowość — zdolność środowiska wodnego do reakcji z jonami wodorowymi. Zasadowość ogólna (AT) — umowna miara uzyskana przez miareczkowanie do punktu końcowego czerwieni metylowej (oranżu metylowego), pH 4,5; zasadowość wobec fenoloftaleiny (AP) — miareczkowanie do pH 8,3, umownie wszystkie jony wodorotlenkowe i połowa węglanów. Zasadowość zależy głównie od wodorowęglanów, węglanów i wodorotlenków, ale oznaczenie obejmuje też inne substancje buforujące, np. amoniak, borany, fosforany, krzemiany i aniony organiczne. Z definicji zasadowość wobec fenoloftaleiny wód o pH 8,3 lub niższym wynosi zero.
ZASADOWOŚĆ W WODZIE. Naturalna zasadowość chroni organizmy wodne przed nagłym zakwaszeniem i bierze udział w neutralizacji ścieków, zwłaszcza kwaśnych, wprowadzanych do wód; jest też parametrem technologicznym niektórych procesów uzdatniania wody, np. koagulacji.
PRZEPISY. W monitoringu wód powierzchniowych i podziemnych PN-EN ISO 9963-1 jest metodyką miareczkową zasadowości ogólnej, a z poprawką Ap1:2004 — metodyką miareczkowania potencjometrycznego (Dz.U. 2021 poz. 1576, zał. nr 8, wskaźnik 3.4.2). Rozporządzenie o wodzie do spożycia (Dz.U. 2026 poz. 748) nie ma parametru zasadowości.
Zasada metody
Próbkę miareczkuje się mianowanym roztworem kwasu solnego do ustalonych punktów końcowych pH 8,3 i 4,5, wyznaczanych wizualnie albo potencjometrycznie. Są to przyjęte punkty równoważności dla trzech głównych składników — wodorowęglanów, węglanów i wodorotlenków: pH 8,3 odpowiada w przybliżeniu równoważnym stężeniom węglanów i dwutlenku węgla (zmiareczkowanie prawie wszystkich wodorotlenków i połowy węglanów), a pH 4,5 — punktowi równoważności jonów wodorowych i wodorowęglanowych, co pozwala oznaczyć zasadowość ogólną. Rzeczywiste punkty równoważności zależą od siły jonowej i stężenia węgla nieorganicznego. Różne układy wskaźników dają nieco różne wyniki — według normy stosuje się wskaźnik mieszany zieleni bromokrezolowej z czerwienią metylową, a nie używane dawniej oranż metylowy albo czerwień metylową (rozdz. 4, uwaga 2).
Zastosowania
- Wody naturalne i uzdatnione oraz ścieki (rozdz. 1)
- Monitoring wód powierzchniowych i podziemnych — zasadowość ogólna (Dz.U. 2021 poz. 1576)
- Rozróżnienie zasadowości ogólnej (pH 4,5) i wobec fenoloftaleiny (pH 8,3) (rozdz. 3)
- Próbki silnie zabarwione i mętne — wariant potencjometryczny (rozdz. 8)
Kluczowe parametry
| Parametr | Wartość |
|---|---|
| Zakres | do 20 mmol/l bez rozcieńczania; zalecana dolna granica 0,4 mmol/l |
| Punkty końcowe | pH 8,3 (zasadowość wobec fenoloftaleiny) i pH 4,5 (zasadowość ogólna) |
| Roztwór mianowany | HCl 0,1 mol/l dla 4–20 mmol/l; HCl 0,02 mol/l dla 0,4–4 mmol/l |
| Porcja | 100 ml |
| pH-metr | dokładność ± 0,05 pH w zakresie 4–10; kalibracja najlepiej buforami pH 4, 7 i 9 |
| Wynik | w mmol/l (zdolność reakcji z jonami wodorowymi) |
Norma
- Numer normy
- PN-EN ISO 9963-1:2001
- Tytuł (PL)
- Jakość wody — Oznaczanie zasadowości — Część 1: Oznaczanie zasadowości ogólnej i zasadowości wobec fenoloftaleiny
- Title (EN)
- Water quality — Determination of alkalinity — Part 1: Determination of total and composite alkalinity
Procedura krok po kroku
-
Pobranie próbki
Do czystych butelek polietylenowych albo ze szkła borokrzemianowego, co najmniej 100 ml, napełnionych całkowicie i zamkniętych tak, by nie zostało powietrze. Najlepiej analizować zaraz po pobraniu; jeżeli to niemożliwe — przechowywać w chłodnym miejscu, by uniknąć nitryfikacji i wytrącania osadów. Wpływ przechowywania sprawdza się dla rodzaju badanych próbek (rozdz. 7).
-
Potencjometrycznie — do pH 8,3
Skalibrować pH-metr. 100 ml próbki do naczynia, mieszać z szybkością, przy której wir jest jeszcze niewidoczny, i zmierzyć pH: jeżeli wynosi 8,3 lub mniej, zasadowość wobec fenoloftaleiny jest równa zero. Kwas 0,1 mol/l przy zasadowości 4–20 mmol/l, 0,02 mol/l przy 0,4–4 mmol/l; miareczkować do pH 8,3 (objętość V₅). Pochłanianie CO₂ z powietrza może zaniżyć ten wynik (p. 8.1.1, uwaga 4).
-
Potencjometrycznie — do pH 4,5
Ten sam roztwór miareczkować dalej do pH 4,5 ± 0,05; w pobliżu pH 4,5 dodawać titrant kroplami i czekać co najmniej 30 s na ustalenie się równowagi elektrod; całkowita objętość kwasu — V₆. Substancje organiczne, mydła i oleje mogą pokrywać elektrodę szklaną i spowalniać jej odpowiedź — wtedy wydłuża się odstępy między porcjami titranta i często czyści elektrody (p. 8.1.2, uwaga 3).
-
Wariant wizualny
Wolny chlor usuwa się 0,1 ml roztworu tiosiarczanu na 200 ml próbki (do 1,8 mg/l chloru). 100 ml próbki do kolby 250 ml, 0,1 ml fenoloftaleiny: brak barwy różowej — zasadowość wobec fenoloftaleiny równa zero; próbkę różową miareczkować kwasem do zaniku barwy (V₅). Następnie dodać 0,1 ml wskaźnika mieszanego i miareczkować dalej do zmiany barwy z zielononiebieskiej na szarą (całkowita objętość V₆) (p. 8.2).
-
Obliczenie
AP = c(HCl) · V₅ · 1000 / V₄ oraz AT = c(HCl) · V₆ · 1000 / V₄ [mmol/l], gdzie V₄ — objętość porcji (zwykle 100 ml). Wynik podaje się w milimolach (H⁺) na litr; przeliczenie na mg/l CaCO₃ — mnożnik 50, na mg/l HCO₃⁻ — mnożnik 61 (rozdz. 9–10, zał. A).
Wymagany sprzęt i aparatura
| Sprzęt | Przykład | Orientacyjna cena |
|---|---|---|
| Mieszadło magnetyczne | z mieszadełkiem pokrytym tworzywem; szybkość, przy której wir jest jeszcze niewidoczny (p. 6.1, 8.1.1) | — |
| pH-metr z elektrodami | pomiar z dokładnością ± 0,05 pH w zakresie 4–10, kalibracja najlepiej buforami pH 4, 7 i 9 (IEC 746-2); naczynie do miareczkowania ograniczające kontakt z powietrzem (p. 6.2) | — |
| Biureta precyzyjna 10 ml | z podziałką co 0,02 ml, zgodna z ISO 385-1 (p. 6.3) | — |
| Kolby stożkowe 250 ml | do wariantu wizualnego (p. 8.2) | — |
| Butelki na próbki | czyste, polietylenowe albo ze szkła borokrzemianowego, o pojemności co najmniej 100 ml (rozdz. 7) | — |
Odczynniki, podłoża i materiały eksploatacyjne
| Odczynnik | CAS | Szczegóły |
|---|---|---|
| Woda | — | stopnia 2 według ISO 3696, bez przeszkadzających ilości kwasów i zasad, o przewodności poniżej 0,1 mS/m (p. 5.1) |
| Węglan sodu, roztwór wzorcowy ok. 0,025 mol/l | 497-19-8 | 3–5 g Na₂CO₃ suszyć 4 h w (250 ± 10) °C, ostudzić w eksykatorze; (2,65 ± 0,20) g, zważone z dokładnością do 0,001 g, rozpuścić w wodzie i dopełnić do 1000 ml; trwały co najmniej miesiąc w lodówce w 4–8 °C (p. 5.2) |
| Kwas solny, c(HCl) = 0,10 mol/l | 7647-01-0 | (8,6 ± 0,1) ml kwasu solnego (1,16 g/ml) rozcieńczyć do 1000 ml; mianować na 25,0 ml roztworu węglanu sodu z 75 ml wody — potencjometrycznie do pH 4,5 ± 0,05 albo wizualnie z 0,1 ml wskaźnika mieszanego do zaniku barwy zielononiebieskiej, z odjęciem ślepej próby ze 100 ml wody: c = m · V₁ / [53,00 · (V₂ − V₃)]; mianować co najmniej raz w tygodniu (p. 5.3) |
| Kwas solny, c(HCl) = 0,02 mol/l | — | 100 ml kwasu 0,10 mol/l rozcieńczyć do 500 ml; przygotowywać bezpośrednio przed użyciem; c₂ = 0,2 · c₁ (p. 5.4) |
| Fenoloftaleina — roztwór wskaźnika | 77-09-8 | (1,0 ± 0,1) g rozpuścić w 100 ml etanolu (ponad 90 % obj.) i rozcieńczyć wodą do 200 ml (p. 5.5) |
| Zieleń bromokrezolowa z czerwienią metylową — wskaźnik mieszany | — | (0,200 ± 0,005) g zieleni bromokrezolowej i (0,015 ± 0,002) g czerwieni metylowej rozpuścić w 100 ml etanolu (ponad 90 % obj.); przechowywać w butelce z brunatnego szkła (p. 5.6) |
| Tiosiarczan sodu, 0,1 mol/l | — | (2,5 ± 0,2) g pentahydratu tiosiarczanu sodu w 100 ml wody; butelka z brunatnego szkła, lodówka, najwyżej 6 miesięcy; do usuwania wolnego chloru (p. 5.7) |
Bezpieczeństwo i higiena pracy (BHP)
- Norma nie podaje ostrzeżeń dotyczących bezpieczeństwa — z kwasem solnym, etanolowymi roztworami wskaźników i tiosiarczanem sodu postępuje się według kart charakterystyki
Najczęstsze pytania
Jaka norma opisuje to badanie?
Badanie wykonuje się według normy PN-EN ISO 9963-1:2001 — „Jakość wody — Oznaczanie zasadowości — Część 1: Oznaczanie zasadowości ogólnej i zasadowości wobec fenoloftaleiny”. Tytuł angielski: „Water quality — Determination of alkalinity — Part 1: Determination of total and composite alkalinity”.
Na czym polega ta metoda?
Próbkę miareczkuje się mianowanym roztworem kwasu solnego do ustalonych punktów końcowych pH 8,3 i 4,5, wyznaczanych wizualnie albo potencjometrycznie. Są to przyjęte punkty równoważności dla trzech głównych składników — wodorowęglanów, węglanów i wodorotlenków: pH 8,3 odpowiada w przybliżeniu równoważnym stężeniom węglanów i dwutlenku węgla (zmiareczkowanie prawie wszystkich wodorotlenków i połowy węglanów), a pH 4,5 — punktowi równoważności jonów wodorowych i wodorowęglanowych, co pozwala oznaczyć zasadowość ogólną.
Jaki jest zakres pomiarowy i dokładność?
Zakres: do 20 mmol/l bez rozcieńczania; zalecana dolna granica 0,4 mmol/l; Punkty końcowe: pH 8,3 (zasadowość wobec fenoloftaleiny) i pH 4,5 (zasadowość ogólna); Roztwór mianowany: HCl 0,1 mol/l dla 4–20 mmol/l; HCl 0,02 mol/l dla 0,4–4 mmol/l; Porcja: 100 ml.
Ile trwa wykonanie badania?
Procedura obejmuje 5 kroków. Norma nie podaje czasu trwania dla wszystkich etapów — decyduje procedura laboratorium.
Jaki sprzęt jest potrzebny?
Mieszadło magnetyczne, pH-metr z elektrodami, Biureta precyzyjna 10 ml, Kolby stożkowe 250 ml, Butelki na próbki.
Gdzie stosuje się to badanie?
Wody naturalne i uzdatnione oraz ścieki (rozdz. 1); Monitoring wód powierzchniowych i podziemnych — zasadowość ogólna (Dz.U. 2021 poz. 1576); Rozróżnienie zasadowości ogólnej (pH 4,5) i wobec fenoloftaleiny (pH 8,3) (rozdz. 3); Próbki silnie zabarwione i mętne — wariant potencjometryczny (rozdz. 8).
Jakie środki ostrożności obowiązują?
Norma nie podaje ostrzeżeń dotyczących bezpieczeństwa — z kwasem solnym, etanolowymi roztworami wskaźników i tiosiarczanem sodu postępuje się według kart charakterystyki.
Które laboratorium wykona to badanie?
Badanie wykonują laboratoria akredytowane według ISO/IEC 17025. Na LabCoda wyszukasz je po numerze normy PN-EN ISO 9963-1.