Чистата вода не съществува в природата. Дори в изкуствена среда, чистотата на водата не издържа много след отварянето на бутилката. Водата разтваря повече вещества от която и да е друга известна течност. Всъщност повечето хора смятат, че „чистата“ вода има странен вкус. Животът зависи от способността на водата да разтваря много вещества, а разтворените във вода химикали определят някои от критичните физически условия на екосистемите. Две важни и взаимосвързани условия, свързани с водата, са киселинността и алкалността.
TL; DR (твърде дълго; Не прочетох)
Използвайте това уравнение, за да изчислите алкалността по отношение на CaCO3: Alk (mg / L CaCO3) = Alk (meq / L) x (1 mmol CaCO3÷ 2meq) x (100,087mg CaCO3÷ 1 mmol CaCO3) = (50044xBxCаxCF) ÷ Vс. Използваните променливи са обемът на киселината (В), използвана при титруването, концентрацията на киселината (Са), обема на водата в пробата (Vс) и корекционен коефициент (CF), ако е необходимо.
Значение на алкалността
Алкалността определя как водата се противопоставя на промените в рН, по-специално устойчивостта да стане кисела. По-високата алкалност означава по-висока устойчивост на промени в pH. Промените в pH могат да бъдат опустошителни за екосистемата. Много растения и водни животни изискват много тесен диапазон на pH, за да оцелеят. Още по-малко чувствителни към рН животни страдат, ако промените в рН въздействат върху хранителната верига. В допълнение към естествената екосистема, алкалността влияе върху системите за отпадъчни води и годността на водата за напояване. Алкалността, наричана още твърдост на водата, влияе върху домашните водни системи, като изгражда минерални отлагания в тръби и тигани, както и увеличава количеството сапун, което хората използват, като инхибира пяната.
Единици на алкалност
Алкалността измерва количеството калций, магнезий и други умеряващи киселината йони. Алкалността може да се отчете по отношение на калциев карбонат, CaCO3. Алкалността обикновено се измерва и отчита като части на милион (ppm) или зърна на галон.
Подготовка за тестване
Препоръчителният метод за определяне на алкалност използва титруване на точката на огъване (IPT) с разтвор на сярна киселина. Дори когато използвате търговски наличен 0.01639N разтвор на сярна киселина, не забравяйте да тествате разтвора спрямо стандарт на натриев карбонат. Могат да се използват различни концентрации на киселина, особено с по-ниски алкалности, но киселината трябва да се сравнява със стандарт.
Пробите от вода трябва да представят условията на околната среда, така че излагането на слънчева светлина, прах, дъжд или други замърсители може да промени резултатите от теста. С течение на времето температурните промени също могат да повлияят на качеството на пробата, така че пробите трябва да се държат при температурата на оригиналната среда. За тестове за алкалност филтрирайте водните проби през мембрана от 0,45 µm, където единицата µm означава микрометър или микрон. Микрометърът е равен на 10-6 метър или една милионна от метър.
Повечето тестове използват проба от петдесет милилитра (50 ml) в чаша от 100 ml, но за проби с ниска алкалност може да се използва по-голяма проба от 100 ml.
Изпитвателна апаратура и методология
Предпочитаният метод за изпитване използва стъклен бюрет, но може да се използва и цифров титратор. Уверете се, че бюретът е чист и сух, така че киселинният разтвор да не се разрежда.
Използвайте стандартна методология за титруване с особено внимание при рН 8,3 и рН 4,5. За да откриете алкалност по отношение на калциевия карбонат, внимавайте особено, когато рН на пробата се приближава до рН 4,5.
Изчисляване на алкалността
Формулата за изчисляване на алкалност намира съотношението на киселината към точката на еквивалентност на бикарбоната. Първото уравнение показва алкалността в милиеквиваленти на литър.
Използвайте тази формула, за да намерите алкалност:
Алк (meq / L) = [B (mL) xCа(meq / ml) xCF] ÷ [Vс(mL) x (1L ÷ 1000mL)] = (1000xBxCаxCF) ÷ Vс
Следващото уравнение комбинира уравнението на алкалността с коефициента на конверсия за изчисляване на алкалността в CaCO3:
Алк (mg / L CaCO3) = Alk (meq / L) x (1 mmol CaCO3÷ 2meq) x (100,087mg CaCO3÷ 1 mmol CaCO3) = (50044xBxCаxCF) ÷ Vс.
Изчисляването на алкалността изисква да знаете:
Алк означава алкалност
Б: Обемът на използваната киселина при титруване от първоначалното рН до точката на еквивалентност (близо до рН 4,5) в милилитри.
° Са: Концентрацията на сярна киселина, изразена като нормалност N или като милиеквиваленти на милилитър (meq / mL).
Vс: Обемът на пробата в милилитри.
CF: Корекционен фактор, ако е необходимо. Корекционният коефициент за касетите за цифров титратор на Hach е равен на 1,01; всички други методи на титруване имат корекционен коефициент, равен на 1,0.
Да приемем, че обемът на използваната киселина (B) е равен на 12 милилитра киселина, концентрацията на киселината (Cа) се равнява на 0,01639meq / mL, а обемът на водната проба (Vс) се равнява на 50 ml вода. Ако титруването се извършва със стандартен бюрет, корекционният коефициент (CF) е равен на 1.0. За да изчислите алкалността, вмъкнете тези стойности в първото уравнение. Изчислението става:
Алк = (1000xBxCаxCF) ÷ Vс или Alk (meq / L) = [1000x12mLx0.01639 (meq / mL) x1.0] ÷ 50mL.
Разтварянето за алкалност дава: Alk (meq / L) = 3.9 meq / mL.
За да изчислите алкалността като калциев карбонат, използвайте тази формула, за да изчислите алкалността в концентрацията на калциев карбонат (CaCO3). Вмъкнете стойностите във формулата, за да определите алкалността като CaCO3:
Алк (mg / L като CaCO3) = (50044xBxCаxCF) ÷ Vс.
Вмъквайки примерните стойности, уравнението става:
Алк (mg / L като CaCO3) = [50044x12mLx0.01639meq / mLx1.0] ÷ 50mL. Решаването на уравнението дава Alk (mg / L като CaCO3) = 196,8 mg / L.
Тълкуване на резултатите
Милиграми на литър (mg / L) се равняват на части на милион (ppm). Алкалността е известна още като твърдост на водата. Като цяло вода с твърдост по-малка от 17,0 ppm се счита за мека вода. Водата с твърдост над 180 ppm се счита за много твърда вода. В този пример водната проба има много висока алкалност.