Kako izračunati alkalnost kot koncentracijo CaCO3

Vsebina

• TL; DR (Predolgo; Nisem prebral)
• Pomen alkalnosti
• Enote alkalnosti
• Priprava na testiranje
• Preskusna naprava in metodologija
• Izračun alkalnosti
• Tolmačenje rezultatov

Čista voda v naravi ne obstaja. Tudi v umetnih okoljih čistost vode ne traja veliko mimo odprtja steklenice. Voda raztopi več snovi kot katera koli druga znana tekočina. Pravzaprav večina ljudi meni, da so "čisti" vodni okusi čudni. Življenje je odvisno od sposobnosti vodnih snovi, da raztapljajo številne snovi, kemikalije, ki so raztopljene v vodi, pa določajo nekatere kritične fizične pogoje ekosistemov. Dva pomembna in medsebojno povezana stanja z vodo sta kislost in bazičnost.

TL; DR (Predolgo; Nisem prebral)

S to enačbo izračunajte alkalnost v smislu CaCO₃: Alk (mg / L CaCO)₃) = Alk (meq / L) x (1mmol CaCO₃÷ 2meq) x (100.087mg CaCO₃÷ 1mmol CaCO₃) = (50044xBxC)_axCF) ÷ V_s. Uporabljene spremenljivke so prostornina kisline (B), uporabljena pri titraciji, koncentracija kisline (C)_a), količina vode v vzorcu (V_s) in korekcijski faktor (CF), če je potrebno.

Pomen alkalnosti

Alkalnost določa, kako se voda upira spremembam pH, zlasti odpornost, da postane kisla. Večja alkalnost pomeni večjo odpornost na spremembe pH. Spremembe pH so lahko za ekosistem uničujoče. Veliko rastlin in vodnih živali zahteva preživetje zelo ozkega območja pH. Še manj živali, občutljive na pH, trpijo, če spremembe pH vplivajo na prehransko verigo. Poleg naravnega ekosistema alkalnost vpliva na sisteme odpadne vode in primernost vode za namakanje. Alkalnost, ki jo imenujemo tudi trdota vode, vpliva na vodovodne sisteme v hiši z gradnjo mineralnih nahajališč v ceveh in ponvah ter povečanjem količine mila, ki ga ljudje uporabljajo z zaviranjem pulti.

Enote alkalnosti

Alkalnost meri količino kalcijevih, magnezijevih in drugih ionov, ki modrirajo kislino. Alkalnost se lahko poroča v smislu kalcijevega karbonata, CaCO₃. Alkalnost se običajno meri in poroča v deležih na milijon (ppm) ali zrnu na galon.

Priprava na testiranje

Priporočena metoda za določitev alkalnosti uporablja titriranje pregibne točke (IPT) z raztopino žveplove kisline. Tudi če uporabljate tržno dostopno raztopino žveplove kisline 0,01639N, preverite raztopino glede na standard natrijevega karbonata. Uporabljajo se lahko različne koncentracije kislin, zlasti z nižjimi alkalnostmi, vendar je treba kislino primerjati s standardno.

Vzorci vode morajo predstavljati okoljske razmere, zato lahko izpostavljenost sončni svetlobi, prahu, dežju ali drugim onesnaževalcem spremeni rezultate preskusov. Sčasoma lahko temperaturne spremembe vplivajo tudi na kakovost vzorca, zato je treba vzorce hraniti pri temperaturi prvotnega okolja. Za preskuse alkalnosti vzorce vode filtrirajte skozi 0,45 µm membrano, kjer enota µm pomeni mikrometer ali mikron. Mikrometer je enak 10^-6 meter ali milijoninko metra.

Večina testov uporablja 50 mililitrsko (50mL) vzorec v 100mL čaši, za vzorce z nizko alkalnostjo pa lahko uporabimo večji vzorec 100mL.

Preskusna naprava in metodologija

Zaželena metoda testiranja uporablja stekleni buret, lahko pa uporabimo tudi digitalni titrator. Pazite, da je buret čist in suh, da se raztopina kisline ne bo redčila.

Uporabite standardno metodo titracije s posebno pazljivostjo pri pH 8,3 in pH 4,5. Za iskanje alkalnosti v smislu kalcijevega karbonata bodite posebno pozorni, saj se pH vzorca približa pH 4,5.

Izračun alkalnosti

Formula za izračun alkalnosti najde razmerje med kislino in točko enakovrednosti bikarbonata. Prva enačba prikazuje alkalnost v miliekvivalentih na liter.

Uporabite to formulo za iskanje alkalnosti:

Alk (meq / L) = ÷ = (1000xBxC)_axCF) ÷ V_s

Naslednja enačba združuje enačbo alkalnosti s pretvorbenim faktorjem za izračun alkalnosti v CaCO₃:

Alk (mg / L CaCO)₃) = Alk (meq / L) x (1mmol CaCO₃÷ 2meq) x (100.087mg CaCO₃÷ 1mmol CaCO₃) = (50044xBxC)_axCF) ÷ V_s.

Za izračun alkalnosti je treba poznati:

Alk pomeni alkalnost

B: Količina kisline, uporabljene pri titraciji, od prvotnega pH do točke enakovrednosti (blizu pH 4,5) v mililitrih.

C_a: Koncentracija žveplove kisline, izražena kot normalnost N ali kot miliekvivalenti na mililiter (meq / ml).

V_s: Prostornina vzorca v mililitrih.

CF: Po potrebi korekcijski faktor. Korekcijski faktor za kartuše digitalnega titra Hach je enak 1,01; vsi drugi načini titracije imajo korekcijski faktor enak 1,0.

Predpostavimo, da je uporabljena prostornina kisline (B) 12 mililitrov kisline, koncentracija kislin (C)_a) je enako 0,01639meq / ml in volumen vzorca vode (V_s) je enako 50mL vode. Če titracijo izvajamo s standardnim biretom, je korekcijski faktor (CF) enak 1,0. Za izračun alkalnosti vstavite te vrednosti v prvo enačbo. Izračun postane:

Alk = (1000xBxC)_axCF) ÷ V_s ali Alk (meq / L) = ÷ 50mL.

Rešitev za izkoristek alkalnosti: Alk (meq / L) = 3,9 meq / ml.

Za izračun alkalnosti kot kalcijevega karbonata uporabite to formulo za izračun alkalnosti v koncentraciji kalcijevega karbonata (CaCO₃). Vstavite vrednosti v formulo, da določite alkalnost kot CaCO₃:

Alk (mg / L kot CaCO)₃) = (50044xBxC)_axCF) ÷ V_s.

Če vstavimo zgledne vrednosti, enačba postane:

Alk (mg / L kot CaCO3) = ÷ 50mL. Če rešimo enačbo, dobimo Alk (mg / L kot CaCO3) = 196,8 mg / L.

Tolmačenje rezultatov

Milligrami na liter (mg / L) so enaki deli na milijon (ppm). Alkalnost je znana tudi kot trdota vode. Na splošno se voda s trdoto manjšo od 17,0 ppm šteje za mehko vodo. Voda s trdoto nad 180 ppm velja za zelo trdo vodo. V tem primeru ima vzorec vode zelo visoko alkalnost.