لا توجد مياه نقية في الطبيعة. حتى في البيئات الاصطناعية ، لا تدوم نقاء الماء كثيرًا بعد فتح الزجاجة. يذوب الماء مواد أكثر من أي سائل آخر معروف. في الواقع ، يجد معظم الناس أن مذاق الماء "النقي" غريب. تعتمد الحياة على قدرة الماء على إذابة العديد من المواد ، وتحدد المواد الكيميائية المذابة في الماء بعض الظروف الفيزيائية الحرجة للنظم البيئية. هناك شرطان مهمان ومترابطان يتعلقان بالمياه وهما الحموضة والقلوية.
TL ؛ DR (طويل جدًا ؛ لم أقرأ)
استخدم هذه المعادلة لحساب القلوية بدلالة كربونات الكالسيوم3: ألك (ملغم / لتر كربونات الكالسيوم3) = Alk (meq / L) x (1mmol CaCO3÷ 2meq) × (100.087 مجم كربونات الكالسيوم3÷ 1 مليمول كربونات الكالسيوم3) = (50044xBxCأxCF) الخامسس. المتغيرات المستخدمة هي حجم الحمض (B) المستخدم في المعايرة ، وتركيز الحمض (Cأ) ، حجم الماء في العينة (V.س) وعامل التصحيح (CF) ، إذا لزم الأمر.
أهمية القلوية
تحدد القلوية كيف يقاوم الماء التغيرات في الأس الهيدروجيني ، ولا سيما مقاومة أن يصبح حامضيًا. القلوية العالية تعني مقاومة أعلى للتغيرات في الأس الهيدروجيني. يمكن أن تكون التغييرات في الرقم الهيدروجيني مدمرة للنظام البيئي. تتطلب العديد من النباتات والحيوانات المائية نطاقًا ضيقًا للغاية من الأس الهيدروجيني للبقاء على قيد الحياة. تعاني الحيوانات الأقل حساسية للأس الهيدروجيني من تأثير التغيرات في الأس الهيدروجيني على السلسلة الغذائية. بالإضافة إلى النظام البيئي الطبيعي ، تؤثر القلوية على أنظمة الصرف الصحي وصلاحية المياه للري. تؤثر القلوية ، التي يشار إليها أيضًا باسم عسر الماء ، على أنظمة المياه المنزلية من خلال بناء رواسب معدنية في الأنابيب والمقالي بالإضافة إلى زيادة كمية الصابون التي يستخدمها الناس عن طريق منع رغوة الصابون.
وحدات القلوية
تقيس القلوية كمية الكالسيوم والمغنيسيوم والأيونات الأخرى المعدلة للحمض. يمكن الإبلاغ عن القلوية من حيث كربونات الكالسيوم ، CaCO3. عادة ما يتم قياس القلوية والإبلاغ عنها من حيث الأجزاء في المليون (جزء في المليون) أو الحبوب لكل جالون.
التحضير للاختبار
تستخدم الطريقة الموصى بها لتحديد القلوية معايرة نقطة الانقلاب (IPT) بمحلول حامض الكبريتيك. حتى عند استخدام محلول حمض الكبريتيك 0.01639N المتاح تجاريًا ، تأكد من اختبار المحلول مقابل معيار كربونات الصوديوم. يمكن استخدام تراكيز حمضية مختلفة ، خاصة مع قلويات منخفضة ، ولكن يجب مقارنة الحمض بالمعيار.
يجب أن تمثل عينات المياه الظروف البيئية ، لذا فإن التعرض لأشعة الشمس أو الغبار أو المطر أو الملوثات الأخرى قد يغير نتائج الاختبار. بمرور الوقت ، قد تؤثر التغيرات في درجات الحرارة أيضًا على جودة العينة ، لذلك يجب حفظ العينات في درجة حرارة البيئة الأصلية. بالنسبة لاختبارات القلوية ، قم بتصفية عينات المياه من خلال غشاء 0.45 ميكرومتر حيث الوحدة µm تعني ميكرومتر أو ميكرون. الميكرومتر يساوي 10-6 متر أو واحد على مليون من المتر.
تستخدم معظم الاختبارات عينة من خمسين مليلتر (50 مل) في دورق سعة 100 مل ، ولكن بالنسبة لعينات القلوية المنخفضة ، يمكن استخدام عينة أكبر من 100 مل.
جهاز الاختبار ومنهجيته
تستخدم طريقة الاختبار المفضلة سحقًا زجاجيًا ، ولكن يمكن أيضًا استخدام جهاز معايرة رقمي. تأكد من أن السحاحة نظيفة وجافة حتى لا يتم تخفيف المحلول الحمضي.
استخدم منهجية المعايرة القياسية بعناية خاصة مع مراعاة درجة الحموضة 8.3 ودرجة الحموضة 4.5. لإيجاد القلوية من حيث كربونات الكالسيوم ، انتبه بشكل خاص لأن درجة الحموضة في العينة تقترب من الرقم الهيدروجيني 4.5.
حساب القلوية
تحدد صيغة حساب القلوية نسبة الحمض إلى نقطة معادلة البيكربونات. توضح المعادلة الأولى القلوية بالملي مكافئات لكل لتر.
استخدم هذه الصيغة لإيجاد القلوية:
ألك (meq / L) = [B (مل) xCأ(ميق / مل) xCF] ÷ [V.س(مل) x (1 لتر ÷ 1000 مل)] = (1000xBxCأxCF) الخامسس
تجمع المعادلة التالية بين معادلة القلوية وعامل التحويل لحساب القلوية في كربونات الكالسيوم3:
ألك (ملغم / لتر كربونات الكالسيوم3) = Alk (meq / L) x (1mmol CaCO3÷ 2meq) × (100.087 مجم كربونات الكالسيوم3÷ 1 مليمول كربونات الكالسيوم3) = (50044xBxCأxCF) الخامسس.
يتطلب حساب القلوية معرفة:
Alk تعني القلوية
ب: حجم الحمض المستخدم في المعايرة من الرقم الهيدروجيني الأصلي إلى نقطة التكافؤ (بالقرب من الرقم الهيدروجيني 4.5) في المليلتر.
جأ: يتم التعبير عن تركيز حامض الكبريتيك على أنه طبيعي N أو كمكافئ ميلي لكل مليلتر (ميقول / مل).
الخامسس: حجم العينة بالميليلتر.
CF: عامل تصحيح ، إذا لزم الأمر. يساوي عامل التصحيح لخراطيش المعايرة الرقمية Hach 1.01 ؛ جميع طرق المعايرة الأخرى لها عامل تصحيح يساوي 1.0.
افترض أن حجم الحمض (B) المستخدم يساوي 12 مليلترًا من الحمض ، وتركيز الحمض (Cأ) يساوي 0.01639meq / mL ، وحجم عينة الماء (V.س) يساوي 50 مل من الماء. إذا تم إجراء المعايرة باستخدام سحاحة قياسية ، فإن عامل التصحيح (CF) يساوي 1.0. لحساب القلوية ، أدخل هذه القيم في المعادلة الأولى. يصبح الحساب:
ألك = (1000xBxCأxCF) الخامسس أو Alk (meq / L) = [1000x12mLx0.01639 (meq / mL) x1.0] ÷ 50mL.
حل القلوية ينتج: Alk (meq / L) = 3.9 meq / mL.
لحساب القلوية مثل كربونات الكالسيوم ، استخدم هذه الصيغة لحساب القلوية في تركيز كربونات الكالسيوم (CaCO)3). أدخل القيم في الصيغة لتحديد القلوية مثل CaCO3:
ألك (ملغم / لتر مثل كربونات الكالسيوم3) = (50044xBxCأxCF) الخامسس.
بإدخال قيم المثال ، تصبح المعادلة:
ألك (مجم / لتر على هيئة CaCO3) = [50044x12mLx0.01639meq / mLx1.0] 50 مل. ينتج عن حل المعادلة Alk (mg / L as CaCO3) = 196.8mg / L.
تفسير النتائج
ملليغرام لكل لتر (ملجم / لتر) يساوي أجزاء في المليون (جزء في المليون). تُعرف القلوية أيضًا باسم عسر الماء. بشكل عام ، تعتبر المياه التي تقل عسرها عن 17.0 جزء في المليون ماءً عسرًا. تعتبر المياه التي تزيد عسرها عن 180 جزء في المليون مياه عسرة للغاية في هذا المثال ، تحتوي عينة الماء على قلوية عالية جدًا.