Kuinka laskea alkalisuus CaCO3-pitoisuutena

Sisältö

• TL; DR (liian pitkä; ei lukenut)
• Alkalipiteetin merkitys
• Alkaliteettiyksiköt
• Testaukseen valmistautuminen
• Testilaitteet ja menetelmät
• Emäksisyyden laskeminen
• Tulosten tulkinta

Puhdasta vettä ei ole luonnossa. Jopa keinotekoisissa ympäristöissä veden puhtaus ei kestä paljon pullon aukon ohi. Vesi liuottaa enemmän aineita kuin mikään muu tunnettu neste. Itse asiassa useimpien mielestä "puhdas" vesi maistuu outolta. Elämä riippuu veden kyvystä liuottaa monia aineita, ja veteen liuenneet kemikaalit määrittävät joitain ekosysteemien kriittisistä fysikaalisista olosuhteista. Kaksi tärkeätä ja toisiinsa liittyvää veteen liittyvää olosuhdetta ovat happamuus ja alkalisuus.

TL; DR (liian pitkä; ei lukenut)

Käytä tätä yhtälöä laskemaan alkalisuus CaCO: n suhteen₃: Alk (mg / l CaCO₃) = Alk (meq / L) x (1 mmol CaCO₃÷ 2 meq) x (100,087 mg CaCO₃÷ 1 mmol CaCO₃) = (50044xBxCXCF) Ö V_s. Käytetyt muuttujat ovat titrauksessa käytetyn hapon (B) tilavuus, hapon pitoisuus (C), näytteen vesimäärä (V_s) ja korjauskerroin (CF) tarvittaessa.

Alkalipiteetin merkitys

Emäksisyys määrittää kuinka vesi kestää pH: n muutoksia, etenkin vastustuskykyä happamaksi tulemiseksi. Korkeampi alkalisuus tarkoittaa korkeampaa kestävyyttä pH: n muutoksille. PH: n muutokset voivat olla tuhoisia ekosysteemille. Monet kasvit ja vesieläimet vaativat erittäin kapeaa pH-arvoa selviytyäkseen. Vielä vähemmän pH-herkät eläimet kärsivät, jos pH: n muutokset vaikuttavat ravintoketjuun. Luontaisen ekosysteemin lisäksi alkalisuus vaikuttaa jätevesijärjestelmiin ja veden soveltuvuuteen kasteluun. Emäksisyys, jota kutsutaan myös veden kovuudeksi, vaikuttaa kodin vesijärjestelmiin rakentamalla mineraaliesiintymät putkiin ja pannuihin sekä lisäämällä ihmisten käyttämän saippuan määrää estämällä vaahtoamista.

Alkaliteettiyksiköt

Emäksisyys mittaa kalsium-, magnesium- ja muiden happea säätelevien ionien määrää. Emäksisyys voidaan ilmoittaa kalsiumkarbonaattina, CaCO₃. Emäksisyys mitataan ja ilmoitetaan yleensä miljoonasosina (ppm) tai jyvinä gallonaa kohti.

Testaukseen valmistautuminen

Suositeltava menetelmä emäksisyyden määrittämiseksi käyttää käännepisteen titrausta (IPT) rikkihappoliuoksella. Vaikka käytät kaupallisesti saatavaa 0,01639 N rikkihappoliuosta, muista testata liuos natriumkarbonaattistandardia vastaan. Erilaisia ​​happopitoisuuksia voidaan käyttää, etenkin alhaisemman emäksisyyden kanssa, mutta happoa on verrattava standardiin.

Vesinäytteiden on oltava ympäristöolosuhteiden mukaisia, joten altistuminen auringonvalolle, pölylle, sateelle tai muille epäpuhtauksille voi muuttaa testituloksia. Ajan myötä lämpötilan muutokset voivat myös vaikuttaa näytteen laatuun, joten näytteet tulisi pitää alkuperäisen ympäristön lämpötilassa. Emäksisyystestejä varten suodata vesinäytteet 0,45 um: n kalvon läpi, missä yksikkö μm tarkoittaa mikrometriä tai mikronia. Mikrometri on 10^-6 metriä tai miljoonaosa metriä.

Useimmissa kokeissa käytetään viisikymmentä millilitraa (50 ml) näytettä 100 ml: n dekantterilasiin, mutta matalan emäksisyyden näytteisiin voidaan käyttää suurempaa 100 ml: n näytettä.

Testilaitteet ja menetelmät

Edullinen testausmenetelmä käyttää lasiburettia, mutta myös digitaalista titratoria voidaan käyttää. Varmista, että bureatti on puhdasta ja kuivaa, jotta happoliuos ei laimennu.

Käytä tavanomaista titrausmenetelmää ja noudata erityistä varovaisuutta pH: n 8,3 ja pH 4,5 ympärillä. Erityisen huolellisena on näytteen pH: n lähestyessä pH: ta 4.5 kalsiumkarbonaatin alkalisuuden löytämiseksi.

Emäksisyyden laskeminen

Emäksisyyden laskentakaava löytää hapon suhteen bikarbonaatin ekvivalenttipisteeseen. Ensimmäinen yhtälö osoittaa alkalisuuden milliekvivalentteina litrassa.

Käytä tätä kaavaa löytääksesi alkalisuus:

Alk (mekv / l) = Ö = (1000xBxCXCF) Ö V_s

Seuraava yhtälö yhdistää alkalisuusyhtälön muuntokertoimen kanssa alkalisuuden laskemiseksi CaCO: ssa₃:

Alk (mg / l CaCO₃) = Alk (meq / L) x (1 mmol CaCO₃÷ 2 meq) x (100,087 mg CaCO₃÷ 1 mmol CaCO₃) = (50044xBxCXCF) Ö V_s.

Emäksisyyden laskeminen edellyttää tietämistä:

Alk tarkoittaa alkalisuutta

B: Titrauksessa käytetty happomäärä alkuperäisestä pH: sta ekvivalenttipisteeseen (lähellä pH4,5) millilitrassa.

C: Rikkihapon konsentraatio ilmaistuna normaalina N tai milliekvivalentteina millilitrassa (mekv / ml).

V_s: Näytteen tilavuus millilitrassa.

CF: Korjauskerroin tarvittaessa. Hach-digitaalisten titrauspatruunoiden korjauskerroin on 1,01; Kaikilla muilla titrausmenetelmillä korjauskerroin on yhtä suuri kuin 1,0.

Oletetaan, että käytetyn hapon (B) tilavuus on 12 millilitraa happea, happojen pitoisuus (C) on yhtä suuri kuin 0,01639 mekv / ml, ja vesinäytteen tilavuus (V_s) vastaa 50 ml vettä. Jos titraus suoritetaan vakioburetilla, korjauskerroin (CF) on 1,0. Laskemaan alkalisuus, lisää nämä arvot ensimmäiseen yhtälöön. Laskelmasta tulee:

Alk = (1000xBxCXCF) Ö V_s tai Alk (meq / L) = ÷ 50 ml.

Emäksisyyden saantojen ratkaiseminen: Alk (meq / L) = 3,9 meq / ml.

Laskemaan alkalisuus kalsiumkarbonaattina käyttämällä tätä kaavaa laskemaan alkalisuus kalsiumkarbonaatin (CaCO₃). Lisää arvot kaavaan emäksisyyden määrittämiseksi CaCO: na₃:

Alk (mg / l CaCO: na)₃) = (50044xBxCXCF) Ö V_s.

Lisäämällä esimerkkiarvot, yhtälöstä tulee:

Alk (mg / l CaCO3: na) = ÷ 50 ml. Yhtälön ratkaiseminen antaa Alk (mg / L CaCO3: na) = 196,8 mg / L.

Tulosten tulkinta

Milligrammat litraa kohti (mg / L) on yhtä suuri kuin miljoonasosat (ppm). Alkalisuus tunnetaan myös nimellä veden kovuus. Yleensä vettä, jonka kovuus on alle 17,0 ppm, pidetään pehmeänä vedena. Vettä, jonka kovuus on yli 180 ppm, pidetään erittäin kovana vedena. Tässä esimerkissä vesinäytteellä on erittäin korkea alkalisuus.