Rent vand findes ikke i naturen. Selv i kunstige omgivelser varer vandets renhed ikke meget forbi flaskeåbningen. Vand opløser flere stoffer end nogen anden kendt væske. Faktisk finder de fleste mennesker "rent" vand smag mærkeligt. Livet afhænger af vandets evne til at opløse mange stoffer, og vandets opløste kemikalier bestemmer nogle af de kritiske fysiske forhold i økosystemer. To vigtige og indbyrdes forbundne vandrelaterede forhold er surhed og alkalinitet.
TL; DR (for lang; Har ikke læst)
Brug denne ligning til at beregne alkaliniteten udtrykt i CaCO3: Alk (mg / l CaCO3) = Alk (meq / L) x (1 mmol CaCO3÷ 2meq) x (100,087 mg CaCO3÷ 1 mmol CaCO3) = (50044xBxC-enxCF) ÷ Vs. De anvendte variabler er volumenet af syre (B), der anvendes i titreringen, koncentrationen af syren (C-en), volumenet af vand i prøven (Vs) og en korrektionsfaktor (CF), hvis det er nødvendigt.
Betydningen af alkalinitet
Alkalinitet bestemmer, hvordan vand modstår ændringer i pH, især modstand mod at blive sure. Højere alkalinitet betyder højere modstandsdygtighed over for ændringer i pH. Ændringer i pH kan være ødelæggende for økosystemet. Mange planter og vanddyr kræver et meget snævert pH-interval for at overleve. Endnu mindre pH-følsomme dyr lider, hvis ændringer i pH påvirker fødekæden. Ud over det naturlige økosystem påvirker alkaliniteten spildevandssystemer og vandets egnethed til kunstvanding. Alkalinitet, også kaldet vandhårdhed, påvirker hjemmevandsystemer ved at opbygge mineralforekomster i rør og pander samt øge mængden af sæbe, som folk bruger ved at hæmme skum.
Enheder af alkalinitet
Alkalinitet måler mængden af calcium, magnesium og andre syremodererende ioner. Alkalinitet kan rapporteres i form af calciumcarbonat, CaCO3. Alkalinitet måles normalt og rapporteres i form af dele pr. Million (ppm) eller korn pr. Gallon.
Forberedelse til testning
Den anbefalede metode til bestemmelse af alkalinitet bruger bøjningspunkttitrering (IPT) med svovlsyreopløsning. Selv når der anvendes kommercielt tilgængelig 0,01639N svovlsyreopløsning, skal du sørge for at teste opløsningen mod en natriumcarbonatstandard. Forskellige syrekoncentrationer kan anvendes, især med lavere alkaliniteter, men syren skal sammenlignes med en standard.
Vandprøver skal repræsentere miljøforholdene, så udsættelse for sollys, støv, regn eller andre forurenende stoffer kan ændre testresultaterne. Over tid kan temperaturændringer også påvirke prøvekvaliteten, så prøverne skal opbevares ved temperaturen i det oprindelige miljø. Til alkalinitetstest filtreres vandprøverne gennem en 0,45 µm membran, hvor enheden µm betyder mikrometer eller mikron. Mikrometeret er lig med 10-6 meter eller en milliontedel af en meter.
De fleste tests bruger en 50 ml (50 ml) prøve i et 100 ml bægerglas, men til prøver med lav alkalinitet kan der anvendes en større prøve på 100 ml.
Testapparat og metode
Den foretrukne testmetode anvender en glasburet, men en digital titrator kan også anvendes. Sørg for, at buret er rent og tørt, så syreopløsningen ikke fortyndes.
Brug standard titreringsmetode med særlig omhu taget omkring pH 8,3 og pH 4,5. For at finde alkalinitet med hensyn til calciumcarbonat skal du være særlig forsigtig, når prøveens pH nærmer sig pH 4,5.
Beregning af alkalinitet
Formlen til beregning af alkalinitet finder forholdet mellem syre og bicarbonatækvivalenspunktet. Den første ligning viser alkaliniteten i milliekvivalenter pr. Liter.
Brug denne formel til at finde alkalinitet:
Alk (meq / L) = [B (ml) x C.-en(meq / ml) xCF] ÷ [Vs(ml) x (1L ÷ 1000 ml)] = (1000xBxC-enxCF) ÷ Vs
Den følgende ligning kombinerer alkalinitetsligningen med konverteringsfaktoren til beregning af alkaliniteten i CaCO3:
Alk (mg / l CaCO3) = Alk (meq / L) x (1 mmol CaCO3÷ 2meq) x (100,087 mg CaCO3÷ 1 mmol CaCO3) = (50044xBxC-enxCF) ÷ Vs.
Beregning af alkalinitet kræver kendskab til:
Alk betyder alkalinitet
B: Den anvendte syrevolumen ved titrering fra den oprindelige pH til ækvivalenspunktet (nær pH 4,5) i milliliter.
C-en: Koncentrationen af svovlsyre udtrykt som normalitet N eller som milliekvivalenter pr. Milliliter (meq / ml).
Vs: Prøvevolumen i milliliter.
CF: En korrektionsfaktor, hvis det er nødvendigt. Korrektionsfaktoren for de digitale Hach-titratorpatroner er lig med 1,01; alle andre titreringsmetoder har en korrektionsfaktor lig med 1,0.
Antag, at det anvendte volumen syre (B) er lig med 12 ml syre, syrekoncentrationen (C-en) er lig med 0,01639 mekv / ml, og vandprøvevolumenet (Vs) svarer til 50 ml vand. Hvis der udføres titrering med en standard buret, er korrektionsfaktoren (CF) lig med 1,0. For at beregne alkaliniteten skal du indsætte disse værdier i den første ligning. Beregningen bliver:
Alk = (1000xBxC-enxCF) ÷ Vs eller Alk (meq / L) = [1000x12mLx0.01639 (meq / mL) x1.0] ÷ 50mL.
Løsning af alkalinitetsudbytter: Alk (meq / L) = 3,9 meq / ml.
For at beregne alkalinitet som calciumcarbonat skal du bruge denne formel til at beregne alkaliniteten i koncentrationen af calciumcarbonat (CaCO3). Indsæt værdierne i formlen for at bestemme alkaliniteten som CaCO3:
Alk (mg / l som CaCO3) = (50044xBxC-enxCF) ÷ Vs.
Ved at indsætte eksemplets værdier bliver ligningen:
Alk (mg / l som CaCO3) = [50044x12mLx0,01639meq / mlx1,0] ÷ 50 ml. Løsning af ligningen giver Alk (mg / L som CaCO3) = 196,8 mg / L.
Fortolkning af resultater
Milligram pr. Liter (mg / l) svarer til dele pr. Million (ppm). Alkalinitet er også kendt som vandhårdhed. Generelt betragtes vand med en hårdhed mindre end 17,0 ppm som blødt vand. Vand med hårdhed over 180 ppm betragtes som meget hårdt vand. I dette eksempel har vandprøven meget høj alkalinitet.