Puhdasta vettä ei ole luonnossa. Jopa keinotekoisissa ympäristöissä veden puhtaus ei kestä paljon pullon avaamisen jälkeen. Vesi liuottaa enemmän aineita kuin mikään muu tunnettu neste. Itse asiassa useimpien ihmisten mielestä "puhtaan" veden maku on outoa. Elämä riippuu veden kyvystä liuottaa monia aineita, ja vedessä liuenneet kemikaalit määrittävät joitain ekosysteemien kriittisistä fysikaalisista olosuhteista. Kaksi tärkeää ja toisiinsa liittyvää veteen liittyvää tilaa ovat happamuus ja emäksisyys.
TL; DR (liian pitkä; Ei lukenut)
Käytä tätä yhtälöä laskeaksesi emäksisyyden CaCO: na3: Alk (mg / l CaCO3) = Alk (meq / L) x (1 mmol CaCO3÷ 2 mekv) x (100,087 mg CaCO3÷ 1 mmol CaCO3) = (50044xBxCaxCF) ÷ Vs. Käytetyt muuttujat ovat titrauksessa käytetyn hapon (B) tilavuus, hapon konsentraatio (Ca), näytteen vesitilavuus (Vs) ja tarvittaessa korjauskerroin (CF).
Emäksisyyden merkitys
Emäksisyys määrittää, kuinka vesi kestää pH: n muutoksia, erityisesti vastustuskykyä happamuudelle. Suurempi emäksisyys tarkoittaa suurempaa vastustuskykyä pH: n muutoksille. PH-arvon muutokset voivat olla tuhoisia ekosysteemille. Monet kasvit ja vesieläimet tarvitsevat hyvin kapean pH-alueen selviytyäkseen. Vielä vähemmän pH-herkkät eläimet kärsivät, jos pH: n muutokset vaikuttavat ravintoketjuun. Luonnollisen ekosysteemin lisäksi emäksisyys vaikuttaa jätevesijärjestelmiin ja veden soveltuvuuteen kasteluun. Emäksisyys, jota kutsutaan myös veden kovuudeksi, vaikuttaa kotivesijärjestelmiin rakentamalla mineraaliesiintymiä putkiin ja pannuihin sekä lisäämällä ihmisten käyttämää saippuaa estämällä vaahtoa.
Emäksisyyden yksiköt
Emäksisyys mittaa kalsiumin, magnesiumin ja muiden happoa kohentavien ionien määrää. Emäksisyyden voidaan ilmoittaa kalsiumkarbonaattina, CaCO: na3. Emäksisyys mitataan ja raportoidaan yleensä miljoonasosina (ppm) tai jyvinä gallonaa kohti.
Valmistautuminen testaukseen
Suositeltavassa menetelmässä emäksisyyden määrittämiseksi käytetään taivutuspistetitrausta (IPT) rikkihappoliuoksella. Jopa käytettäessä kaupallisesti saatavaa 0,01639N rikkihappoliuosta, muista testata liuos natriumkarbonaattistandardin suhteen. Eri happokonsentraatioita voidaan käyttää, erityisesti alemmilla emäksisyyksillä, mutta happoa täytyy verrata standardiin.
Vesinäytteiden on kuvattava ympäristöolosuhteita, 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, jossa yksikkö µm tarkoittaa mikrometriä tai mikronia. Mikrometri on 10-6 metri tai miljoonasosa metristä.
Useimmissa testeissä käytetään 50 millilitran (50 ml) näytettä 100 ml dekantterilasissa, mutta matalan emäksisen näytteen tapauksessa voidaan käyttää suurempaa 100 ml: n näytettä.
Testilaitteet ja menetelmät
Edullisessa testausmenetelmässä käytetään lasibyrettiä, mutta voidaan käyttää myös digitaalista titraattoria. Varmista, että buretti on puhdas ja kuiva, jotta happoliuos ei laimenna.
Käytä tavanomaista titrausmenetelmää varoen pH-arvojen 8,3 ja 4,5 välillä. Ole erityisen varovainen emäksisyyden löytämiseksi kalsiumkarbonaatista, kun näytteen pH lähestyy pH-arvoa 4,5.
Emäksisyyden laskeminen
Emäksisyyden laskentakaava löytää hapon ja bikarbonaatin vastaavuuspisteen suhteen. Ensimmäinen yhtälö osoittaa emäksisyyden milliekvivalentteina litrassa.
Käytä tätä kaavaa löytääksesi emäksisyyden:
Alk (meq / L) = [B (ml) xCa(meq / ml) xCF] ÷ [Vs(ml) x (1 L ÷ 1000 ml)] = (1000xBxCaxCF) ÷ Vs
Seuraava yhtälö yhdistää emäksisyysyhtälön muunnoskertoimella alkalipitoisuuden laskemiseksi CaCO: ssa3:
Alk (mg / l CaCO3) = Alk (meq / L) x (1 mmol CaCO3÷ 2 mekv) x (100,087 mg CaCO3÷ 1 mmol CaCO3) = (50044xBxCaxCF) ÷ Vs.
Emäksisyyden laskeminen edellyttää tietämistä:
Alk tarkoittaa alkalisuutta
B: Titrauksessa käytetyn hapon määrä alkuperäisestä pH: sta vastaavuuspisteeseen (lähellä pH 4,5) millilitroina.
CaRikkihapon pitoisuus ilmaistuna normaalina N tai milliekvivalentteina millilitrassa (meq / ml).
Vs: Näytteen tilavuus millilitroina.
CF: Korjauskerroin tarvittaessa. Hach-digitaalisten titraattorikasettien korjauskerroin on 1,01; kaikkien muiden titrausmenetelmien korjauskerroin on 1,0.
Oletetaan, että käytetyn hapon (B) määrä on 12 millilitraa happoa, hapon pitoisuus (Ca) on 0,01639 mekv / ml ja vesinäytteen tilavuus (Vs) vastaa 50 ml vettä. Jos titraus suoritetaan tavallisella buretilla, korjauskerroin (CF) on 1,0. Emäksisyyden laskemiseksi lisää nämä arvot ensimmäiseen yhtälöön. Laskennasta tulee:
Alk = (1000xBxCaxCF) ÷ Vs tai Alk (meq / L) = [1000x12mLx0.01639 (meq / ml) x1]] 50ml.
Emäksisyyden saanto: Alk (meq / L) = 3,9 meq / ml.
Laske emäksisyys kalsiumkarbonaattina käyttämällä tätä kaavaa laskemaan emäksisyys kalsiumkarbonaatin (CaCO3). Lisää arvot kaavaan emäksisyyden määrittämiseksi CaCO: na3:
Alk (mg / l CaCO: na3) = (50044xBxCaxCF) ÷ Vs.
Lisäämällä esimerkkiarvot yhtälöstä tulee:
Alk (mg / l CaC03: na) = [50044x12mLx0.01639meq / mlx1,0] ÷ 50ml. Yhtälön ratkaiseminen tuottaa Alk (mg / l CaCO3: na) = 196,8 mg / l.
Tulosten tulkinta
Milligrammaa litrassa (mg / l) on yhtä suuri kuin miljoonasosaa (ppm). Emäksisyyttä kutsutaan myös veden kovuudeksi. Yleensä vettä, jonka kovuus on alle 17,0 ppm, pidetään pehmeänä. Vettä, jonka kovuus on yli 180 ppm, pidetään erittäin kovana. Tässä esimerkissä vesinäytteellä on erittäin korkea emäksisyys.