Πώς να υπολογίσετε την αλκαλικότητα ως συγκέντρωση του CaCO3

Περιεχόμενο

• TL · DR (Πολύ μακρύ;
• Σημασία της αλκαλικότητας
• Μονάδες αλκαλικότητας
• Προετοιμασία για δοκιμές
• Δοκιμαστική συσκευή και μεθοδολογία
• Υπολογισμός της αλκαλικότητας
• Ερμηνεία αποτελεσμάτων

Δεν υπάρχει καθαρό νερό στη φύση. Ακόμη και σε τεχνητά περιβάλλοντα, η καθαρότητα του νερού δεν διαρκεί πολύ πέρα ​​από το άνοιγμα της φιάλης. Το νερό διαλύει περισσότερες ουσίες από οποιοδήποτε άλλο γνωστό υγρό. Στην πραγματικότητα, οι περισσότεροι άνθρωποι βρίσκουν το «καθαρό» γούστο του νερού περίεργο. Η ζωή εξαρτάται από την ικανότητα των υδάτων να διαλύουν πολλές ουσίες και τα νερά διαλυμένων χημικών ουσιών καθορίζουν ορισμένες από τις κρίσιμες φυσικές συνθήκες των οικοσυστημάτων. Δύο σημαντικές και αλληλένδετες συνθήκες που σχετίζονται με το νερό είναι η οξύτητα και η αλκαλικότητα.

TL · DR (Πολύ μακρύ;

Χρησιμοποιήστε αυτήν την εξίσωση για να υπολογίσετε την αλκαλικότητα σε όρους CaCO₃: Alk (mg / L CaC03₃) = Alk (meq / L) χ (1 mmol CaC03₃÷ 2 meq) χ (100,087 mg CaCO₃÷ 1 mmol CaCO₃) = (50044xBxC_έναxCF) ÷ V_μικρό. Οι μεταβλητές που χρησιμοποιούνται είναι ο όγκος του οξέος (Β) που χρησιμοποιείται στην τιτλοδότηση, η συγκέντρωση του οξέος (C)_ένα), ο όγκος του νερού στο δείγμα (V_μικρό) και συντελεστή διόρθωσης (CF), εάν είναι απαραίτητο.

Σημασία της αλκαλικότητας

Η αλκαλικότητα καθορίζει το πώς το νερό αντιστέκεται στις μεταβολές του ρΗ, ιδιαίτερα στην αντίσταση στο να γίνει όξινο. Μεγαλύτερη αλκαλικότητα σημαίνει μεγαλύτερη αντοχή στις αλλαγές στο pH. Οι αλλαγές στο pH μπορεί να είναι καταστροφικές για το οικοσύστημα. Πολλά φυτά και υδρόβια ζώα απαιτούν μια πολύ στενή περιοχή pH για να επιβιώσουν. Ακόμα λιγότερο ευαίσθητα στο pH ζώα υποφέρουν εάν οι αλλαγές στο ρΗ επηρεάζουν την τροφική αλυσίδα. Εκτός από το φυσικό οικοσύστημα, η αλκαλικότητα επηρεάζει τα συστήματα αποχέτευσης και την καταλληλότητα του νερού για άρδευση. Η αλκαλικότητα, που αναφέρεται επίσης ως σκληρότητα νερού, επιδρά στα οικιακά συστήματα ύδρευσης κατασκευάζοντας ορυκτά αποθέματα σε σωληνώσεις και τηγάνια καθώς και αυξάνοντας την ποσότητα του σαπουνιού που χρησιμοποιούν οι άνθρωποι εμποδίζοντας την αφρό.

Μονάδες αλκαλικότητας

Η αλκαλικότητα μετρά την ποσότητα ασβεστίου, μαγνησίου και άλλων ιόντων που μετριάζουν οξύ. Η αλκαλικότητα μπορεί να αναφέρεται ως ανθρακικό ασβέστιο, CaCO₃. Η αλκαλικότητα συνήθως μετριέται και αναφέρεται σε μέρη ανά εκατομμύριο (ppm) ή σπόρους ανά γαλόνι.

Προετοιμασία για δοκιμές

Η συνιστώμενη μέθοδος για τον προσδιορισμό της αλκαλικότητας χρησιμοποιεί τιτλοποίηση σημείου καμπύλης (IPT) με διάλυμα θειικού οξέος. Ακόμη και όταν χρησιμοποιείτε εμπορικά διαθέσιμο διάλυμα θειικού οξέος 0,01639Ν, βεβαιωθείτε ότι δοκιμάσατε το διάλυμα εναντίον ενός προτύπου ανθρακικού νατρίου. Διαφορετικές συγκεντρώσεις οξέων μπορούν να χρησιμοποιηθούν, ειδικά με χαμηλότερες αλκαλικότητες, αλλά το οξύ πρέπει να συγκριθεί με ένα πρότυπο.

Τα δείγματα νερού πρέπει να αντιπροσωπεύουν τις περιβαλλοντικές συνθήκες, επομένως η έκθεση στο ηλιακό φως, τη σκόνη, τη βροχή ή άλλες μολυσματικές ουσίες μπορεί να μεταβάλλει τα αποτελέσματα των δοκιμών. Με την πάροδο του χρόνου, οι αλλαγές θερμοκρασίας μπορεί επίσης να επηρεάσουν την ποιότητα του δείγματος, έτσι ώστε τα δείγματα να διατηρούνται στη θερμοκρασία του αρχικού περιβάλλοντος. Για τις δοκιμές αλκαλικότητας, φιλτράρετε τα δείγματα νερού μέσω μεμβράνης 0,45 μm όπου η μονάδα μm σημαίνει μικρόμετρο ή μικρόν. Το μικρόμετρο ισούται με 10^-6 μετρητή ή ένα εκατομμυριοστό του μετρητή.

Οι περισσότερες δοκιμές χρησιμοποιούν δείγμα πενήντα χιλιοστόλιτρα (50 ml) σε ποτήρι 100 ml, αλλά για δείγματα χαμηλής αλκαλικότητας μπορεί να χρησιμοποιηθεί μεγαλύτερο δείγμα 100 ml.

Δοκιμαστική συσκευή και μεθοδολογία

Η προτιμώμενη μέθοδος δοκιμής χρησιμοποιεί μια γυάλινη προχοΐδα, αλλά μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί ένας ψηφιακός τίτλος. Βεβαιωθείτε ότι η προχοΐδα είναι καθαρή και στεγνή, έτσι ώστε να μην αραιώνεται το όξινο διάλυμα.

Χρησιμοποιήστε μεθοδολογία τυπικής τιτλοδότησης με ιδιαίτερη φροντίδα που λαμβάνεται γύρω από το pH 8,3 και το pH 4,5. Για να βρείτε αλκαλικότητα όσον αφορά το ανθρακικό ασβέστιο, προσέχετε ιδιαίτερα το pH του δείγματος προσεγγίζει το pH 4,5.

Υπολογισμός της αλκαλικότητας

Ο τύπος για τον υπολογισμό της αλκαλικότητας βρίσκει την αναλογία του όξινου προς το σημείο ισοδυναμίας δισανθρακικών. Η πρώτη εξίσωση δείχνει την αλκαλικότητα σε χιλιοστοϊσοδύναμα ανά λίτρο.

Χρησιμοποιήστε αυτόν τον τύπο για να βρείτε αλκαλικότητα:

Alk (meq / L) = ÷ = (1000xBxC_έναxCF) ÷ V_μικρό

Η ακόλουθη εξίσωση συνδυάζει την εξίσωση αλκαλικότητας με τον συντελεστή μετατροπής για τον υπολογισμό της αλκαλικότητας σε CaCO₃:

Alk (mg / L CaCO₃) = Alk (meq / L) χ (1 mmol CaC03₃÷ 2 meq) χ (100,087 mg CaCO₃÷ 1 mmol CaCO₃) = (50044xBxC_έναxCF) ÷ V_μικρό.

Ο υπολογισμός της αλκαλικότητας απαιτεί γνώση:

Ο αλκ σημαίνει αλκαλικότητα

Β: Ο όγκος του οξέος που χρησιμοποιείται στην τιτλοδότηση από το αρχικό ρΗ στο σημείο ισοδυναμίας (κοντά στο pH4,5) σε χιλιοστόλιτρα.

ντο_ένα: Η συγκέντρωση του θειικού οξέος που εκφράζεται ως κανονικότητα Ν ή ως χιλιοστοϊσοδύναμα ανά χιλιοστόλιτρο (meq / mL).

V_μικρό: Ο όγκος του δείγματος σε χιλιοστόλιτρα.

CF: Συντελεστής διόρθωσης, αν είναι απαραίτητο. Ο συντελεστής διόρθωσης για τις κασέτες ψηφιακής τιτλοδότησης Hach ισούται με 1,01. όλες οι άλλες μέθοδοι τιτλοδότησης έχουν διορθωτικό συντελεστή ίσο προς 1,0.

Υποθέτουμε ότι ο χρησιμοποιούμενος όγκος οξέος (Β) ισούται με 12 χιλιοστόλιτρα οξέος, η συγκέντρωση οξέων (C_ένα) ισούται με 0,01639meq / mL, και ο όγκος δείγματος νερού (V_μικρό) ισούται με 50 mL νερού. Εάν εκτελείται η τιτλοδότηση με πρότυπη προχοΐδα, ο συντελεστής διόρθωσης (CF) ισούται με 1,0. Για να υπολογίσετε την αλκαλικότητα, εισαγάγετε αυτές τις τιμές στην πρώτη εξίσωση. Ο υπολογισμός γίνεται:

Alk = (1000xBxC_έναxCF) ÷ V_μικρό ή Alk (meq / L) = ÷ 50mL.

Η επίλυση για απόδοση αλκαλικότητας: Alk (meq / L) = 3,9 meq / mL.

Για να υπολογίσετε την αλκαλικότητα ως ανθρακικό ασβέστιο, χρησιμοποιήστε αυτόν τον τύπο για τον υπολογισμό της αλκαλικότητας σε συγκέντρωση ανθρακικού ασβεστίου (CaCO₃). Εισάγετε τις τιμές στον τύπο για να προσδιορίσετε την αλκαλικότητα ως CaCO₃:

Alk (mg / L ως CaCO₃) = (50044xBxC_έναxCF) ÷ V_μικρό.

Εισάγοντας τις τιμές του παραδείγματος, η εξίσωση γίνεται:

Alk (mg / L ως CaCO3) = ÷ 50mL. Η επίλυση της εξίσωσης αποδίδει Alk (mg / L ως CaCO3) = 196,8 mg / L.

Ερμηνεία αποτελεσμάτων

Τα χιλιοστόγραμμα ανά λίτρο (mg / L) ισούνται με μέρη ανά εκατομμύριο (ppm). Η αλκαλικότητα είναι επίσης γνωστή ως σκληρότητα νερού. Γενικά, το νερό με σκληρότητα μικρότερο από 17.0 ppm θεωρείται μαλακό νερό. Το νερό με σκληρότητα πάνω από 180 ppm θεωρείται πολύ σκληρό νερό. Σε αυτό το παράδειγμα, το δείγμα νερού έχει πολύ υψηλή αλκαλικότητα.