Reines Wasser gibt es in der Natur nicht. Selbst in künstlichen Umgebungen hält die Reinheit des Wassers nicht lange über das Öffnen der Flasche hinaus. Wasser löst mehr Stoffe auf als jede andere bekannte Flüssigkeit. Tatsächlich finden die meisten Leute "reines" Wasser seltsam. Das Leben hängt von der Fähigkeit des Wassers ab, viele Substanzen zu lösen, und die gelösten Chemikalien im Wasser bestimmen einige der kritischen physikalischen Bedingungen von Ökosystemen. Zwei wichtige und miteinander verbundene wasserbezogene Bedingungen sind Säure und Alkalinität.
TL; DR (zu lang; nicht gelesen)
Verwenden Sie diese Gleichung, um die Alkalinität in Bezug auf CaCO. zu berechnen3: Alk (mg/l CaCO3)=Alk (meq/l)x (1mmol CaCO3÷2meq) x (100,087mg CaCO3÷1mmol CaCO3)=(50044xBxCeinxCF)÷Vso. Die verwendeten Variablen sind das bei der Titration verwendete Säurevolumen (B), die Konzentration der Säure (Cein), die Wassermenge in der Probe (Vso) und ggf. einen Korrekturfaktor (CF).
Bedeutung der Alkalinität
Die Alkalinität bestimmt, wie Wasser pH-Änderungen widersteht, insbesondere gegen Säure. Eine höhere Alkalität bedeutet eine höhere Beständigkeit gegenüber pH-Änderungen. pH-Änderungen können für das Ökosystem verheerende Folgen haben. Viele Pflanzen und Wassertiere benötigen zum Überleben einen sehr engen pH-Bereich. Auch weniger pH-empfindliche Tiere leiden, wenn sich der pH-Wert auf die Nahrungskette auswirkt. Neben dem natürlichen Ökosystem beeinflusst die Alkalität die Abwassersysteme und die Eignung des Wassers für die Bewässerung. Alkalinität, auch als Wasserhärte bezeichnet, wirkt sich auf die Wassersysteme im Haushalt aus, indem sie Mineralablagerungen in Rohren und Pfannen bildet und die Menge an Seife erhöht, die Menschen verwenden, indem sie Schaum hemmt.
Einheiten der Alkalinität
Die Alkalinität misst die Menge an Kalzium, Magnesium und anderen säureregulierenden Ionen. Die Alkalinität kann in Form von Calciumcarbonat, CaCO. angegeben werden3. Die Alkalinität wird normalerweise in Teilen pro Million (ppm) oder Körnern pro Gallone gemessen und angegeben.
Vorbereitung zum Testen
Die empfohlene Methode zur Bestimmung der Alkalität verwendet die Wendepunkttitration (IPT) mit Schwefelsäurelösung. Auch wenn eine handelsübliche 0,01639 N Schwefelsäurelösung verwendet wird, muss die Lösung unbedingt mit einem Natriumcarbonat-Standard getestet werden. Es können unterschiedliche Säurekonzentrationen verwendet werden, insbesondere bei niedrigeren Alkalinitäten, jedoch muss die Säure mit einem Standard verglichen werden.
Wasserproben müssen die Umgebungsbedingungen widerspiegeln, daher kann die Einwirkung von Sonnenlicht, Staub, Regen oder anderen Verunreinigungen die Testergebnisse verändern. Im Laufe der Zeit können sich auch Temperaturänderungen auf die Probenqualität auswirken, daher sollten die Proben bei der Temperatur der ursprünglichen Umgebung aufbewahrt werden. Für Alkalinitätstests filtern Sie die Wasserproben durch eine 0,45-µm-Membran, wobei die Einheit µm Mikrometer oder Mikrometer bedeutet. Der Mikrometer entspricht 10-6 Meter oder ein Millionstel Meter.
Die meisten Tests verwenden eine Probe von 50 ml (50 ml) in einem 100-ml-Becher, aber für Proben mit niedriger Alkalinität kann eine größere Probe von 100 ml verwendet werden.
Prüfgerät und Methodik
Die bevorzugte Testmethode verwendet eine Glasbürette, es kann jedoch auch ein digitaler Titrator verwendet werden. Stellen Sie sicher, dass die Bürette sauber und trocken ist, damit die Säurelösung nicht verdünnt wird.
Verwenden Sie die Standard-Titrationsmethodik mit besonderer Sorgfalt bei pH 8,3 und pH 4,5. Um Alkalinität in Bezug auf Calciumcarbonat zu finden, ist besondere Vorsicht geboten, wenn der pH-Wert der Probe pH 4,5 erreicht.
Berechnung der Alkalinität
Die Formel zur Berechnung der Alkalinität ermittelt das Verhältnis von Säure zum Bicarbonat-Äquivalenzpunkt. Die erste Gleichung zeigt die Alkalität in Milliäquivalenten pro Liter.
Verwenden Sie diese Formel, um die Alkalinität zu finden:
Alk (meq/l)=[B(ml)xCein(meq/ml)xCF]÷[Vso(ml)x (1L÷1000ml)]=(1000xBxCeinxCF)÷Vso
Die folgende Gleichung kombiniert die Alkalitätsgleichung mit dem Umrechnungsfaktor, um die Alkalität in CaCO. zu berechnen3:
Alk (mg/l CaCO3)=Alk (meq/l)x (1mmol CaCO3÷2meq) x (100,087mg CaCO3÷1mmol CaCO3)=(50044xBxCeinxCF)÷Vso.
Die Berechnung der Alkalinität erfordert folgende Kenntnisse:
Alk bedeutet Alkalität
B: Das bei der Titration verwendete Säurevolumen vom ursprünglichen pH-Wert bis zum Äquivalenzpunkt (nahe pH4,5) in Millilitern.
Cein: Die Konzentration der Schwefelsäure, ausgedrückt als Normalität N oder als Milliäquivalent pro Milliliter (meq/ml).
Vso: Das Volumen der Probe in Millilitern.
CF: Ein Korrekturfaktor, falls erforderlich. Der Korrekturfaktor für die digitalen Titratorkartuschen von Hach beträgt 1,01; alle anderen Titrationsmethoden haben einen Korrekturfaktor von 1,0.
Angenommen, das verwendete Säurevolumen (B) entspricht 12 Milliliter Säure, die Konzentration der Säure (Cein) entspricht 0,01639 meq/ml, und das Wasserprobenvolumen (Vso) entspricht 50 ml Wasser. Wird die Titration mit einer Standardbürette durchgeführt, beträgt der Korrekturfaktor (CF) 1,0. Um die Alkalinität zu berechnen, setzen Sie diese Werte in die erste Gleichung ein. Die Rechnung wird:
Alk=(1000xBxCeinxCF)÷Vso oder Alk (meq/l) = [1000 x 12 ml x 0,01639 (meq/ml) x 1,0] 50 ml.
Auflösen nach Alkalinität ergibt: Alk (meq/l) = 3,9 meq/ml.
Um die Alkalinität als Calciumcarbonat zu berechnen, verwenden Sie diese Formel, um die Alkalinität in der Konzentration von Calciumcarbonat (CaCO3). Setzen Sie die Werte in die Formel ein, um die Alkalinität als CaCO. zu bestimmen3:
Alk (mg/L als CaCO3)=(50044xBxCeinxCF)÷Vso.
Durch Einfügen der Beispielwerte wird die Gleichung zu:
Alk (mg/l als CaCO3)=[50044x12mlx0,01639meq/mlx1,0]÷50ml. Das Lösen der Gleichung ergibt Alk (mg/L als CaCO3) = 196,8 mg/L.
Ergebnisse interpretieren
Milligramm pro Liter (mg/L) entspricht Teilen pro Million (ppm). Alkalinität wird auch als Wasserhärte bezeichnet. Im Allgemeinen gilt Wasser mit einer Härte von weniger als 17,0 ppm als weiches Wasser. Wasser mit einer Härte über 180 ppm gilt als sehr hartes Wasser. In diesem Beispiel weist die Wasserprobe eine sehr hohe Alkalität auf.