Ako vypočítať alkalitu ako koncentráciu CaCO3

Obsah

• TL; DR (príliš dlho; neprečítané)
• Dôležitosť zásaditosti
• Jednotky alkality
• Príprava na testovanie
• Skúšobné prístroje a metodika
• Výpočet alkality
• Interpretácia výsledkov

Čistá voda v prírode neexistuje. Čistota vody ani v umelých prostrediach netrvá dlho po otvorení fľaše. Voda rozpúšťa viac látok ako ktorákoľvek iná známa tekutina. V skutočnosti väčšina ľudí považuje „čistú“ vodu za zvláštnu. Život závisí od schopnosti vody rozpustiť veľa látok a chemikálie rozpustené vo vode určujú niektoré z kritických fyzikálnych podmienok ekosystémov. Dva dôležité a vzájomne súvisiace podmienky súvisiace s vodou sú kyslosť a zásaditosť.

TL; DR (príliš dlho; neprečítané)

Táto rovnica sa používa na výpočet alkality vyjadrenej ako CaCO₃: Alk (mg / l CaCO₃) = Alk (meq / L) x (1 mmol CaCO)₃2mq) x (100,087 mg CaCO₃÷ 1 mmol CaCO₃) = (50044xBxCXCF) ÷ V_s, Použité premenné sú objem kyseliny (B) použitý pri titrácii, koncentrácia kyseliny (C)), objem vody vo vzorke (V_s) av prípade potreby korekčný faktor (CF).

Dôležitosť zásaditosti

Alkalita určuje, ako voda odoláva zmenám pH, najmä odolnosti voči kyslosti. Vyššia zásaditosť znamená vyššiu odolnosť proti zmenám pH. Zmeny pH môžu byť pre ekosystém zničujúce. Mnoho rastlín a vodných živočíchov vyžaduje pre prežitie veľmi úzke rozmedzie pH. Zvieratá, ktoré sú menej citlivé na pH, trpia, ak zmeny pH ovplyvňujú potravinový reťazec. Okrem prírodného ekosystému zásaditosť ovplyvňuje aj systémy odpadových vôd a vhodnosť vody na zavlažovanie. Alkalita, označovaná aj ako tvrdosť vody, ovplyvňuje vodné systémy domácnosti tým, že v potrubí a panviciach vytvára minerálne usadeniny, ako aj zvyšuje množstvo mydla, ktoré ľudia používajú, inhibíciou peny.

Jednotky alkality

Alkalita meria množstvo iónov vápnika, horčíka a ďalších kyselín. Alkalitu je možné uviesť ako uhličitan vápenatý CaCO₃, Alkalita sa zvyčajne meria a uvádza v jednotkách na milión (ppm) alebo zrná na galón.

Príprava na testovanie

Odporúčaná metóda na určovanie alkality využíva titráciu inflexných bodov (IPT) roztokom kyseliny sírovej. Aj keď sa používa komerčne dostupný 0,011639N roztok kyseliny sírovej, určite ho otestujte oproti štandardu uhličitanu sodného. Môžu sa použiť rôzne koncentrácie kyselín, najmä pri nižších zásaditostiach, ale kyselina sa musí porovnávať so štandardom.

Vzorky vody musia reprezentovať podmienky prostredia, takže vystavenie slnečnému žiareniu, prachu, dažďu alebo iným kontaminantom môže zmeniť výsledky testu. Zmeny teploty môžu časom ovplyvniť aj kvalitu vzorky, takže vzorky by sa mali uchovávať pri teplote pôvodného prostredia. Pre testy zásaditosti odfiltrujte vzorky vody cez 0,45 μm membránu, kde jednotka μm znamená mikrometer alebo mikrón. Mikrometer sa rovná 10^-6 meter alebo jedna milióntina metra.

Väčšina testov používa vzorku 50 ml (50 ml) v kadičke s objemom 100 ml, ale pre vzorky s nízkou alkalitou sa môže použiť vzorka s objemom 100 ml.

Skúšobné prístroje a metodika

Výhodná metóda testovania používa sklenenú buretu, ale môže sa použiť aj digitálny titrátor. Uistite sa, že byreta je čistá a suchá, aby sa kyslý roztok nezriedil.

Použite štandardnú titračnú metodológiu so zvláštnou opatrnosťou pri pH 8,3 a pH 4,5. Pri hľadaní zásaditosti uhličitanu vápenatého venujte osobitnú pozornosť tomu, aby sa pH vzorky priblížilo k pH 4,5.

Výpočet alkality

Vzorec na výpočet alkality nájde pomer kyseliny k bodu ekvivalencie hydrogenuhličitanu. Prvá rovnica ukazuje zásaditosť v miliekvivalentoch na liter.

Pomocou tohto vzorca nájdite zásaditosť:

Alk (meq / l) = ÷ = (1000xBxCXCF) ÷ V_s

Nasledujúca rovnica kombinuje rovnicu alkality s konverzným faktorom na výpočet alkality v CaCO₃:

Alk (mg / l CaCO₃) = Alk (meq / L) x (1 mmol CaCO)₃2mq) x (100,087 mg CaCO₃÷ 1 mmol CaCO₃) = (50044xBxCXCF) ÷ V_s.

Výpočet alkality vyžaduje znalosť:

Alk znamená zásaditosť

B: Objem kyseliny použitej pri titrácii z pôvodného pH do bodu ekvivalencie (blízko pH 4,5) v mililitroch.

C: Koncentrácia kyseliny sírovej vyjadrená ako normálnosť N alebo ako miliekvivalenty na mililiter (meq / ml).

V_s: Objem vzorky v mililitroch.

CF: Korekčný faktor, ak je to potrebné. Korekčný faktor pre digitálne titračné patróny Hach sa rovná 1,01; všetky ostatné titračné metódy majú korekčný faktor rovný 1,0.

Predpokladajme, že použitý objem kyseliny (B) sa rovná 12 mililitrom kyseliny, koncentrácia kyselín (C) sa rovná 0,01639 mekv / ml a objem vzorky vody (V_s) sa rovná 50 ml vody. Ak sa vykonáva titrácia pomocou štandardnej byrety, korekčný faktor (CF) sa rovná 1,0. Na výpočet alkality vložte tieto hodnoty do prvej rovnice. Výpočet sa stáva:

Alk = (1000xBxCXCF) ÷ V_s alebo Alk (meq / L) = -50 ml.

Vyriešenie výťažkov alkality: Alk (meq / L) = 3,9 meq / mL.

Na výpočet alkality ako uhličitanu vápenatého sa pomocou tohto vzorca vypočíta alkalita v koncentrácii uhličitanu vápenatého (CaCO₃). Hodnoty sa vložia do vzorca na určenie alkality ako CaCO₃:

Alk (mg / l ako CaCO₃) = (50044xBxCXCF) ÷ V_s.

Vložením vzorových hodnôt sa rovnica stane:

Alk (mg / l ako CaC03) = ~ 50 ml. Vyriešením rovnice sa získa Alk (mg / l ako CaC03) = 196,8 mg / l.

Interpretácia výsledkov

Miligramy na liter (mg / l) sa rovná dielom na milión (ppm). Zásaditosť je tiež známa ako tvrdosť vody. Voda s tvrdosťou menej ako 17,0 ppm sa všeobecne považuje za mäkkú vodu. Voda s tvrdosťou nad 180 ppm sa považuje za veľmi tvrdú vodu. V tomto príklade má vzorka vody veľmi vysokú zásaditosť.