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Magnesium-lonen werden aus der Differenz Gesamthärte (siehe W-000.11.031 - Gesamthärte in Wasser) minus Calcium-Ionen (siehe W-000.17.031 - Calcium in Wasser, Komplexometrische Bestimmung mit EDTA) berechnet.

Hochmolekulare Eiweißstoffe welche mit Magnesiumsulfat ausgefällt (Präzipitation) wurden und werden anschließender durch Bestimmung des Stickstoffgehalts z. B. nach Kjeldahl ermitelt.

Zur Bestimmung des hochmolekularen Anteils der Eiweißbestandteile von Würzen und Bieren empfiehlt sich die Fällung (Präzipiztation) mit Magnesiumsulfat. Mit Hilfe der Gelchromatographie wurde nachgewiesen, dass durch die Zugabe von Magnesiumsulfat N-Verbindungen ab einem Molekulargewicht von ca. 2600 Dalton ausfallen [2]. Es konnte ein enger Zusammenhang zwischen dem magnesiumsulfatfällbarem Stickstoff und dem Schaum des Bieres festgestellt werden [3, 4].

Die Analyse von Metallen kann mit Hilfe von induktiv gekoppelter Plasma-Atom-Emissionsspektrometrie (ICP-OES) schnell und zuverlässig durchgeführt werden. Das induktiv gekoppelte Plasma (ICP) ist ein im Hochfrequenzfeld ionisiertes Gas (Plasma), das als Atomisierungs- und Anregungsmedium für die eingesprühte, flüssige oder gelöste Probe dient. Das ICP kann in der Emissionsspektroskopie mit verschiedenen optischen und elektronischen Systemen entweder zu simultanen oder sequentiellen Multielementspektrometer kombiniert werden. Im Plasma werden die Atome und Ionen zur Emission von elektromagnetischer Strahlung (Licht) angeregt, die hauptsächlich im ultravioletten und sichtbaren Spektralbereich auftritt. Bei den im ICP typischen Temperaturen von 6000 bis 10000 K liegen die Metalle in der Regel als Ionen vor, die Nichtmetalle und Metalloide sind dagegen nur zum Teil ionisiert.

Die ICP-OES besitzt einen sehr großen Arbeitsbereich, der typischerweise bis zu sechs Größenordnungen umfasst und der je nach Element und Analysenlinie Konzentrationen vom sub-µg/l- bis hin zum g/l-Bereich umfasst. Bier- und Würzeproben können mit ICP-OES im Gegensatz zu AAS auch ohne Aufschluss gemessen werden. Im Folgenden wird eine Bestimmungsmethode für AI, B, Ba, Ca, Co, Cu, Fe, K, Mg, Mn, Mo, Na, P, Si, Sr, Sn und Zn in Bier und Würze beschrieben.

Magnesium wird in Würze mittels AAS durch Direktansaugen der verdünnten Probe in einer Acetylen-Luft-Flamme bestimmt, die Messung erfolgt bei 285,2 nm.

Lanthanchlorid vermindert Interferenzen durch Ionisation.

Nach DIN 38409 Teil 6 (Januar 1986) wird als „Härte" eines Wassers sein Gehalt an Calcium- und Magnesium-Ionen verstanden. In einigen Spezialfäl­len kann es sinnvoll sein, daneben auch Barium- und Strontium-Ionen der Härte zuzurechnen. Wenn auch der Härtebegriff aus wissenschaftlicher Sicht nicht erforderlich und sogar – weil keine SI-Einheit – im Prinzip gesetzlich unzu­lässig ist, so scheint er doch in manchen Fällen notwendig oder wirkt vereinfa­chend. Aus diesem Grunde soll an dieser Stelle neben den Angaben in mg/l, mval/l und mmol/l noch die ältere Einheit berücksichtigt werden. Die Maßein­heit 1 Deutscher Grad, 1°d (früher auch 1°dH) entspricht (bezogen auf CaO) 0,3566 mval/l = 0,179 mmol/l: *)

*) SI-Einheiten ab 01. 01. 1978 im amtlichen und rechtgeschäftlichen Verkehr, wobei °d in mmol/l ausgedrückt werden soll.

Bei der Maßeinheit 1 mval/l sind die obigen Werte um den Faktor 2,804 höher (1/10 des CaO-Äquivalentgewichts).

Eine Konzentration von 1 mg/l an Erdalkali-lonen entspricht:

In natürlichen Wässern überwiegen von den Erdalkali-lonen Calcium und Magnesium.

Für bestimmte Verwendungszwecke und/oder Aufbereitungsverfahren genügt es nicht, die Gesamthärte zu kennen, sondern man unterscheidet, von wel­chen Erdalkali-lonen sie verursacht wird (Calcium- oder Magnesium-lonen) und welchen Anionen sie äquivalent entsprechen. Hier spielen die lonen der Kohlensäure eine besondere Rolle (Carbonat- und Hydrogencarbonat-lonen).

Die Untergruppen der Härte lassen sich folgendermaßen charakterisieren

Calcium- oder Kalkhärte (Ca-H):

Durch Calcium-lonen verursachter Anteil der Härte des Wassers.

Magnesium- oder Magnesiahärte (Mg-H):

Durch Magnesium-lonen verursachter Anteil der Härte des Wassers.

Gesamthärte (GH):

Unter diesem Begriff wird die Summe der Einzelhärten (Ca-H + Mg-H) ver­standen.

Carbonathärte (KH):

Die Carbonathärte entspricht dem Anteil der Erdalkali-lonen, der den im Was­ser vorhandenen Hydrogencarbonat- und Carbonat-lonen äquivalent ist. Diese lonen werden durch die Bestimmung des m-Wertes in mval/l erfasst. Wasser ohne Säureverbrauch (pH < 4,3) hat keine Carbonathärte. Der m-Wert entspricht der Carbonathärte in mval/l, solange dieser Wert die Gesamt­härte in mval/l nicht übersteigt, da die Carbonathärte definitionsgemäß nicht höher sein kann als die Gesamthärte. Wasser, dessen m-Wert die Gesamt­härte in mval/l übersteigt, nennt man „sodaalkalisch", da es Natrium enthält. Für die Wahl des Aufbereitungsverfahrens kann es noch angebracht sein, zwischen Kalk- und Magnesia-Carbonathärte zu differenzieren (Kalk-KH und Magnesia-KH).

Nichtcarbonathärte (NKH):

Sie ist die Differenz zwischen der Gesamthärte und der Carbonathärte und somit der Anteil an Calcium- und Magnesium-lonen, für die kein äquivalenter Anteil an Hydrogencarbonat- und Carbonat-lonen im Wasser vorhanden ist, sondern für die eine äquivalente Menge anderer lonen vorliegt (z. B. Hydroxid, Chlorid, Sulfat, Nitrat, Phosphat, Silicat, Humat). Wässer, deren m-Wert ≥ GH (mval/l) ist, haben keine Nichtcarbonathärte.

Benötigte Analysendaten:

Gehalt an Calcium-lonen in mg/l oder mval/l

Gehalt an Magnesium-lonen in mg/l oder mval/l

Säureverbrauch, m-Wert in mval/l

Die Restalkalität wird aus den Parametern Gesamthärte, Calcium- und Magnesiumhärte errechnet.