Su Sertliği

Su pek çok kimyasal bileşik için değişkenlik gösterse de iyi bir çözücüdür. Kaynağına göre su aktığı hat boyunca çözebildiği maddeleri muhtevasına katarak ilerler. Sular uygun analizler ile sınıflandırılarak kullanıma sunulur. Şehir şebeke sularının halk sağlığı  açısından düzenli olarak kontrol edilmesi gerekli olup belediyeler internet sayfaları aracılığıyla periyodik olarak su analiz sonuçlarını ilan etmektedirler. 

Suda bulunan sertlik verisi Ca²⁺ ve Mg²⁺ gibi iyonlar sabunlar ile tepkimeye girerek yıkama kapasitelerini düşürdükleri gibi ayrıca suya acı bir tat da verirler. Suların yumuşatılmasında bu iyonların fosfatlar şeklinde çöktürülmesi başvurulan yöntemlerden biridir. Suda pek çok metal iyonu bulunmasına rağmen genel olarak sertlik veren katyonların görece yüksek miktarlarından dolayı kalsiyum ve magnezyum olduğu kabul edilir ve bu iki türün titrimetrik analizi ile sertlik tayini yapılır. Toplam sertlik tayini amonyum tamponu¹ kullanılarak pH 10 değerinde Erichrome Black T indikatörü eşliğinde gerçekleştirilir ve bu pH değerinde indikatör mavi renklidir. Su numunesinde bunulan Ca²⁺ ve Mg²⁺ iyonları Erichrome Black T ile koordinasyon bileşiği oluştururlar (M-EBT) ve bu kompleks şarap kırmızısı renktedir. 

Ancak ortama disodyum-EDTA (Na₂H₂Y) çözeltisi eklendiğinde; EDTA metal iyonları ile daha kararlı kompleksler oluşturduğundan doğrudan M-EBT kompleksindeki metal iyonunu koparır.

Ca/Mg-EBT + H₂Y^2-→ EBT + CaH₂Y

EDTA çözeltisi eklendikçe Ca/Mg-EBT çözeltisinin derişimi azalır ve tüm metal iyonları bittiğinde ortamda EBT bileşiğinin mavi rengi gözlenir ve titrasyon sonlandırılır Renk dönüşümü gözlenirken akılda tutulması gereken noktalardan biri de Ca/Mg-EDTA kompleksi UV bölgede absorpsiyon yaptığından renksizdir. Bu şekilde titrasyon ile Ca²⁺ ve Mg²⁺ iyonlarının hepsi için titrasyon gerçekleştirilmiş olur ve elde edilen sonuç Toplam Sertlik olarak adlandırılır. Ancak bazik ortamda Mg(OH)₂ çökeleği oluştuğundan EDTA ile yapılan titrasyonda bu sefer sadece Ca2+ iyonlarının miktarı belirlenir. Toplam sertlikten kalsiyum sertliği çıkartıldığında ise magnezyum sertliği elde edilmiş olur. Bu analiz için ise müreksit indikatörü varlığından 1 N NaOH çözeltisi eklenen su numunesi ile analiz yapılır ve kalsiyum sertliği belirlenmiş olur. 

Deneyin yapılışını inceleyecek olursak;

25 mL su numunesi bir erlene aktarılır
	Erlene 25 mL saf su eklenir
Erlene 1 mL amonyum tamponu eklenir
	Erlene 1-2 damla Erichrome Black-T indikatörü damlatılır.2
Büret 0,01 M EDTA çözeltisi3 ile doldurulur.
	Renk şarap kırmızısından maviye dönünceye kadar EDTA ile titre edilir ve sarfiyat kaydedilir.

Laboratuvarda yapılan musluk suyu örneği analizi çalışmasında, 25 mL numune için EDTA sarfiyatı 1,0 mL olarak kaydedilmiştir. Musluk suyu numunesinin toplam sertliği 

40 ppm CaCO₃/L Alman sertlik biriminde⁴ 4 AS° karşılık gelmektedir ve bu durum su örneğinin çok yumuşak su sınıfında olduğunu göstermektedir. 

Su numunesinden alınan bir diğer 25 mL için kalsiyum sertliği analizi yapılmış olup bu deneyde 1 mL 1 N NaOH ve müreksit indikatörü varlığından gerçekleştirilmiştir. Bu analizde rengin pembeden leylak moruna döndüğü hacim 0,9 mL olarak kaydedilmiştir.

Kalsiyum sertliği 36 ppm CaCO₃/L Alman sertlik biriminde 3,6 AS° karşılık gelmektedir ve bu durum su örneğindeki magnezyum sertliğinin 0,4 AS° değerinde olduğunu göstermektedir. 

¹ Amonyum tamponu pH 10 değerinde olup 6,75 g NH₄Cl 57 mL derişik NH₃'de çözülüp hacmi 100 mL ye tamamlanarak hazırlanır.

² Erichlorme Black-T indikatörü toz halde kullanılacaksa; bir havana 20 g NaCl ve 0,1 g erichrome black-T indikatörü koyularak iyice karıştırılır ve bir kapta saklanır. Deneylerde bu karışımdan 5 mg kadar kullanılması yeterlidir. 

3  3,7224 g disodyum-EDTA tartılıp 1 litrelik balon jojeye konur ve bir miktar suda çözülür. Ardından çözelti hacmi saf su ile 1 litreye tamamlanır. Bu çözeltinin derişimi 0,01 N değerindedir. 

⁴ Bir Alman sertlik derecesi (AS°) 10 mg CaCO₃/L veya 7.1 mg MgCO₃/L değerine karşılık gelir.