💧 Chlor wolny i całkowity w wodzie
Krótko: o co chodzi
Oznaczanie chloru wolnego i całkowitego w wodzie metodą kolorymetryczną DPD — reakcja barwna z N,N-dietylo-1,4-fenylenodiaminą, pomiar przy 515 nm. Badanie wykonuje się według normy PN-EN ISO 7393-2:2018; Zakres pomiarowy: 0,03–5 mg/L Cl₂. Procedura obejmuje 6 kroków (łącznie około 41 min); stosuje się je m.in. do: Rutynowa kontrola chloru wolnego w wodzie pitnej, Monitoring dezynfekcji w stacjach uzdatniania wody, Kontrola chloru w wodzie basenowej (0,3–0,6 mg/L).
W skrócie
- Norma: PN-EN ISO 7393-2:2018
- Kategoria: Fizykochemia
- Kroków procedury: 6
- Łączny czas etapów: 41 min
- Zakres pomiarowy: 0,03–5 mg/L Cl₂
- Granica oznaczalności: ~0,02 mg/L Cl₂
- Długość fali: 515 nm (fotometr) lub 510–530 nm (spektrofotometr)
Przegląd
Chlor jest najczęściej stosowanym środkiem dezynfekcyjnym w uzdatnianiu wody pitnej i basenowej. Rozróżnia się chlor wolny (HOCl + OCl⁻ — aktywna forma dezynfekująca) oraz chlor związany (chloroaminy — NH₂Cl, NHCl₂, NCl₃ — powstające z reakcji chloru z amoniakiem). Suma chloru wolnego i związanego to chlor całkowity.
Monitoring stężenia chloru wolnego jest krytyczny: za mało — nieskuteczna dezynfekcja (ryzyko zakażeń), za dużo — nieprzyjemny smak/zapach i ryzyko powstawania toksycznych ubocznych produktów dezynfekcji (THM, HAA). Dozwolone stężenie chloru wolnego w wodzie pitnej w Polsce: max 0,3 mg/L (w sieci) do 0,5 mg/L (przy ujęciu).
Metoda DPD (N,N-dietylo-1,4-fenylenodiamina) wg ISO 7393-2 jest najpowszechniej stosowaną metodą kontroli chloru w wodzie. Jest to metoda kolorymetryczna do celów rutynowej kontroli — szybka, prosta i nadająca się zarówno do laboratorium, jak i pomiarów terenowych.
Zasada metody
Chlor wolny reaguje bezpośrednio z odczynnikiem DPD (N,N-dialkylo-1,4-fenylenodiamina) w zakresie pH 6,2–6,5, tworząc czerwono-różowy barwnik Würstera (dwuamina semichinonoidalna). Intensywność zabarwienia jest proporcjonalna do stężenia chloru wolnego.
HOCl/OCl⁻ + DPD → barwnik Würstera (magenta/różowy)
Pomiar chloru wolnego: DPD reaguje natychmiast z chlorem wolnym (HOCl i OCl⁻).
Pomiar chloru całkowitego: Po dodaniu jodku potasu (KI) do próbki z DPD, chloroaminy (chlor związany) utleniają jodek do jodu, który z kolei reaguje z DPD dając dodatkowe zabarwienie.
Chlor całkowity = chlor wolny + chlor związany (po dodaniu KI)
Absorbancję mierzy się fotometrycznie przy 515 nm (filtrem) lub 510–530 nm (spektrofotometrem) w kuwecie 1 cm. Alternatywnie stosuje się porównanie barwy wizualnie z wzorcem tarczowym.
Zakres pomiarowy: 0,03–5 mg/L Cl₂ (typowo 0,02–0,07 mmol/L).
Zastosowania
- Rutynowa kontrola chloru wolnego w wodzie pitnej
- Monitoring dezynfekcji w stacjach uzdatniania wody
- Kontrola chloru w wodzie basenowej (0,3–0,6 mg/L)
- Monitoring sieci wodociągowej (chlor resztkowy)
- Kontrola dezynfekcji w oczyszczalniach ścieków
- Pomiary terenowe przy zastosowaniu fotometrów przenośnych
Kluczowe parametry
| Parametr | Wartość |
|---|---|
| Zakres pomiarowy | 0,03–5 mg/L Cl₂ |
| Granica oznaczalności | ~0,02 mg/L Cl₂ |
| Długość fali | 515 nm (fotometr) lub 510–530 nm (spektrofotometr) |
| pH reakcji | 6,2–6,5 (bufor fosforanowy) |
| Czas reakcji | Natychmiastowy (chlor wolny), 2 min (chlor całkowity) |
| Powtarzalność | RSD < 3–5% |
Norma
- Numer normy
- PN-EN ISO 7393-2:2018
- Tytuł (PL)
- Jakość wody — Oznaczanie chloru wolnego i chloru całkowitego — Część 2: Metoda kolorymetryczna z N,N-dialkilem-1,4-fenylenodiaminą, do celów kontroli rutynowej
- Title (EN)
- Water quality — Determination of free chlorine and total chlorine — Part 2: Colorimetric method using N,N-dialkyl-1,4-phenylenediamine, for routine control purposes
Procedura krok po kroku
-
Pobranie próbki
Pobrać próbkę do naczynia szklanego. Analizować NATYCHMIAST — chlor wolny ulega szybkiemu rozkładowi (próbkę mierzyć w ciągu 15 min od pobrania!). Nie konserwować.
-
Pomiar chloru wolnego
Do suchej kuwety dodać bufor fosforanowy i odczynnik DPD No.1 (lub tabletkę DPD 1). Dodać 10 mL próbki. Wymieszać przez odwracanie. Natychmiast zmierzyć absorbancję przy 515 nm.
-
Pomiar chloru całkowitego
Do nowej kuwety dodać bufor + DPD No.1 + próbkę (jak wyżej). Następnie dodać ok. 1 g KI (lub tabletkę DPD No.3). Wymieszać. Odczekać 2 min. Zmierzyć absorbancję.
-
Obliczenie chloru związanego
Chlor związany = Chlor całkowity − Chlor wolny. Wynik w mg/L Cl₂.
-
Kalibracja
Przygotować roztwory wzorcowe chloru (standaryzacja jodometryczna): 0; 0,1; 0,5; 1,0; 2,0; 5,0 mg/L Cl₂. Krzywa kalibracyjna A = f(c) przy 515 nm. Kalibrować min. co miesiąc.
-
Kontrola jakości
Próbka ślepa (woda dejonizowana + DPD). Wzorzec kontrolny co 10 próbek. Porównanie z metodą miareczkową (ISO 7393-1) przy walidacji.
Wymagany sprzęt i aparatura
| Sprzęt | Przykład | Orientacyjna cena |
|---|---|---|
| Fotometr/spektrofotometr | Hach DR300/DR900 (polowy), Hach DR6000 (laboratoryjny), Palintest Photometer 7500 | 2 000–15 000 PLN (polowy), 30 000–80 000 PLN (laboratoryjny) |
| Komparator DPD (wizualny) | Palintest Pooltester, Lovibond Comparator 2000+ z dyskami chlorowymi | 500–2 000 PLN |
| Kuwety pomiarowe | Kuwety szklane 1 cm (spektrofotometr) lub dedykowane do fotometru | 50–300 PLN/szt. |
| Pipety automatyczne | Do odmierzania 10 mL próbki i odczynników | 800–2 000 PLN |
Odczynniki, podłoża i materiały eksploatacyjne
| Odczynnik | CAS | Szczegóły |
|---|---|---|
| Odczynnik DPD No.1 (chlor wolny) | — | N,N-dietylo-1,4-fenylenodiamina w buforze fosforanowym pH 6,2–6,5. Tabletki (Palintest, Lovibond) lub roztwór |
| Odczynnik DPD No.3 (chlor całkowity) | — | DPD No.1 + jodek potasu (KI). Do oznaczania chloru całkowitego (wolny + związany) |
| Roztwór buforowy fosforanowy pH 6,5 | — | Na₂HPO₄/KH₂PO₄ z EDTA — buforowanie pH i maskowanie metali (Fe, Mn) |
| Roztwór wzorcowy chloru | — | Roztwór podchlorynu sodu (NaOCl) standaryzowany jodometrycznie. Lub certyfikowany CRM chloru |
| Jodek potasu (KI) | 7681-11-0 | Krystaliczny, czystość cz.d.a. Do odczynu DPD No.3 (chlor całkowity) |
| Tabletki DPD (opcja) | — | DPD 1 + DPD 3 w tabletkach — wygodne do pomiarów polowych (Palintest, Lovibond) |
Bezpieczeństwo i higiena pracy (BHP)
- DPD (N,N-dietylofenylenodiamina) — uczulający, drażniący skórę. Rękawice nitrylowe
- Roztwory chloru (NaOCl) — żrące, utleniające. Unikać kontaktu ze skórą i oczami
- Tabletki DPD — nie połykać, przechowywać z dala od dzieci
- KI — relatywnie bezpieczny, ale unikać kontaktu z oczami
- Okulary ochronne i rękawice przy przygotowaniu odczynników
- Niskie ryzyko ogólne — jedna z bezpieczniejszych metod analitycznych
Najczęstsze pytania
Jaka norma opisuje to badanie?
Badanie wykonuje się według normy PN-EN ISO 7393-2:2018 — „Jakość wody — Oznaczanie chloru wolnego i chloru całkowitego — Część 2: Metoda kolorymetryczna z N,N-dialkilem-1,4-fenylenodiaminą, do celów kontroli rutynowej”. Tytuł angielski: „Water quality — Determination of free chlorine and total chlorine — Part 2: Colorimetric method using N,N-dialkyl-1,4-phenylenediamine, for routine control purposes”.
Na czym polega ta metoda?
Chlor wolny reaguje bezpośrednio z odczynnikiem DPD (N,N-dialkylo-1,4-fenylenodiamina) w zakresie pH 6,2–6,5, tworząc czerwono-różowy barwnik Würstera (dwuamina semichinonoidalna). Intensywność zabarwienia jest proporcjonalna do stężenia chloru wolnego.
Jaki jest zakres pomiarowy i dokładność?
Zakres pomiarowy: 0,03–5 mg/L Cl₂; Granica oznaczalności: ~0,02 mg/L Cl₂; Długość fali: 515 nm (fotometr) lub 510–530 nm (spektrofotometr); pH reakcji: 6,2–6,5 (bufor fosforanowy).
Ile trwa wykonanie badania?
Suma czasów podanych przy poszczególnych etapach to około 41 min. Procedura obejmuje 6 kroków.
Jaki sprzęt jest potrzebny?
Fotometr/spektrofotometr, Komparator DPD (wizualny), Kuwety pomiarowe, Pipety automatyczne. Orientacyjny koszt podstawowej aparatury (Fotometr/spektrofotometr): 2 000–15 000 PLN (polowy), 30 000–80 000 PLN (laboratoryjny).
Gdzie stosuje się to badanie?
Rutynowa kontrola chloru wolnego w wodzie pitnej; Monitoring dezynfekcji w stacjach uzdatniania wody; Kontrola chloru w wodzie basenowej (0,3–0,6 mg/L); Monitoring sieci wodociągowej (chlor resztkowy); Kontrola dezynfekcji w oczyszczalniach ścieków; Pomiary terenowe przy zastosowaniu fotometrów przenośnych.
Jakie środki ostrożności obowiązują?
DPD (N,N-dietylofenylenodiamina) — uczulający, drażniący skórę. Rękawice nitrylowe; Roztwory chloru (NaOCl) — żrące, utleniające. Unikać kontaktu ze skórą i oczami; Tabletki DPD — nie połykać, przechowywać z dala od dzieci; KI — relatywnie bezpieczny, ale unikać kontaktu z oczami; Okulary ochronne i rękawice przy przygotowaniu odczynników; Niskie ryzyko ogólne — jedna z bezpieczniejszych metod analitycznych.
Które laboratorium wykona to badanie?
Badanie wykonują laboratoria akredytowane według ISO/IEC 17025. Na LabCoda wyszukasz je po numerze normy PN-EN ISO 7393-2.