L'eau pure n'existe pas dans la nature. Même dans des environnements artificiels, la pureté de l'eau ne dure pas longtemps après l'ouverture de la bouteille. L'eau dissout plus de substances que tout autre liquide connu. En fait, la plupart des gens trouvent que l'eau « pure » a un goût étrange. La vie dépend de la capacité de l'eau à dissoudre de nombreuses substances, et les produits chimiques dissous dans l'eau déterminent certaines des conditions physiques critiques des écosystèmes. Deux conditions importantes et interdépendantes liées à l'eau sont l'acidité et l'alcalinité.
TL; DR (trop long; n'a pas lu)
Utilisez cette équation pour calculer l'alcalinité en termes de CaCO3: Alk (mg/L CaCO3)=Alk (meq/L)x (1 mmol CaCO32meq) x (100,087 mg de CaCO31 mmol de CaCO3)=(50044xBxCunexCF)÷Vs. Les variables utilisées sont le volume d'acide (B) utilisé dans le titrage, la concentration de l'acide (Cune), le volume d'eau dans l'échantillon (Vs) et un facteur de correction (CF), si nécessaire.
Importance de l'alcalinité
L'alcalinité détermine comment l'eau résiste aux changements de pH, en particulier la résistance à devenir acide. Une alcalinité plus élevée signifie une résistance plus élevée aux changements de pH. Les changements de pH peuvent être dévastateurs pour l'écosystème. De nombreuses plantes et animaux aquatiques ont besoin d'une plage de pH très étroite pour survivre. Les animaux encore moins sensibles au pH souffrent si les changements de pH ont un impact sur la chaîne alimentaire. En plus de l'écosystème naturel, l'alcalinité a un impact sur les systèmes d'assainissement et l'aptitude de l'eau à l'irrigation. L'alcalinité, également appelée dureté de l'eau, a un impact sur les systèmes d'eau domestiques en créant des dépôts minéraux dans les tuyaux et les casseroles et en augmentant la quantité de savon que les gens utilisent en inhibant la mousse.
Unités d'alcalinité
L'alcalinité mesure la quantité de calcium, de magnésium et d'autres ions modérateurs d'acide. L'alcalinité peut être rapportée en termes de carbonate de calcium, CaCO3. L'alcalinité est généralement mesurée et rapportée en termes de parties par million (ppm) ou de grains par gallon.
Préparation aux tests
La méthode recommandée pour déterminer l'alcalinité utilise le titrage au point d'inflexion (IPT) avec une solution d'acide sulfurique. Même lorsque vous utilisez une solution d'acide sulfurique 0,01639N disponible dans le commerce, assurez-vous de tester la solution par rapport à un étalon de carbonate de sodium. Différentes concentrations d'acide peuvent être utilisées, en particulier avec des alcalinités plus faibles, mais l'acide doit être comparé à un standard.
Les échantillons d'eau doivent représenter les conditions environnementales, donc l'exposition au soleil, à la poussière, à la pluie ou à d'autres contaminants peut altérer les résultats des tests. Au fil du temps, les changements de température peuvent également affecter la qualité de l'échantillon, les échantillons doivent donc être conservés à la température de l'environnement d'origine. Pour les tests d'alcalinité, filtrez les échantillons d'eau à travers une membrane de 0,45 µm où l'unité µm signifie micromètre ou micron. Le micromètre vaut 10-6 mètre ou un millionième de mètre.
La plupart des tests utilisent un échantillon de cinquante millilitres (50 ml) dans un bécher de 100 ml, mais pour les échantillons à faible alcalinité, un échantillon plus important de 100 ml peut être utilisé.
Appareillage et méthodologie de test
La méthode de test préférée utilise une burette en verre, mais un titreur numérique peut également être utilisé. Assurez-vous que la burette est propre et sèche afin que la solution acide ne soit pas diluée.
Utilisez la méthodologie de titrage standard avec un soin particulier pris autour de pH 8,3 et pH 4,5. Pour trouver l'alcalinité en termes de carbonate de calcium, faites particulièrement attention car le pH de l'échantillon approche le pH 4,5.
Calcul de l'alcalinité
La formule de calcul de l'alcalinité trouve le rapport de l'acide au point d'équivalence du bicarbonate. La première équation montre l'alcalinité en milliéquivalents par litre.
Utilisez cette formule pour trouver l'alcalinité :
Alk (meq/L)=[B(mL)xCune(meq/mL)xCF]÷[Vs(mL)x (1L÷1000mL)]=(1000xBxCunexCF)÷Vs
L'équation suivante combine l'équation d'alcalinité avec le facteur de conversion pour calculer l'alcalinité en CaCO3:
Alk (mg/L CaCO3)=Alk (meq/L)x (1 mmol CaCO32meq) x (100,087 mg de CaCO31 mmol de CaCO3)=(50044xBxCunexCF)÷Vs.
Le calcul de l'alcalinité nécessite de connaître :
Alk signifie alcalinité
B: Le volume d'acide utilisé dans le titrage depuis le pH d'origine jusqu'au point d'équivalence (près de pH 4,5) en millilitres.
Cune: La concentration de l'acide sulfurique exprimée en normalité N ou en milliéquivalents par millilitre (meq/mL).
Vs: Le volume de l'échantillon en millilitres.
CF: Un facteur de correction, si nécessaire. Le facteur de correction pour les cartouches du titreur numérique Hach est égal à 1,01; toutes les autres méthodes de titrage ont un facteur de correction égal à 1,0.
Supposons que le volume d'acide (B) utilisé soit égal à 12 millilitres d'acide, la concentration de l'acide (Cune) est égal à 0,01639meq/mL, et le volume d'échantillon d'eau (Vs) équivaut à 50 ml d'eau. Si vous effectuez le titrage avec une burette standard, le facteur de correction (CF) est égal à 1,0. Pour calculer l'alcalinité, insérez ces valeurs dans la première équation. Le calcul devient :
Alk=(1000xBxCunexCF)÷Vs ou Alk (meq/L)=[1000x12mLx0.01639(meq/mL)x1.0]÷50mL.
La résolution de l'alcalinité donne: Alk (meq/L) = 3,9 meq/mL.
Pour calculer l'alcalinité sous forme de carbonate de calcium, utilisez cette formule pour calculer l'alcalinité en concentration de carbonate de calcium (CaCO3). Insérez les valeurs dans la formule pour déterminer l'alcalinité en tant que CaCO3:
Alk (mg/L sous forme de CaCO3)=(50044xBxCunexCF)÷Vs.
En insérant les valeurs d'exemple, l'équation devient :
Alk (mg/L sous forme de CaCO3)=[50044x12mLx0.01639meq/mLx1.0]÷50mL. La résolution de l'équation donne Alk (mg/L sous forme de CaCO3) = 196,8 mg/L.
Interprétation des résultats
Les milligrammes par litre (mg/L) sont égaux à des parties par million (ppm). L'alcalinité est également connue sous le nom de dureté de l'eau. En général, l'eau avec une dureté inférieure à 17,0 ppm est considérée comme de l'eau douce. L'eau avec une dureté supérieure à 180 ppm est considérée comme une eau très dure. Dans cet exemple, l'échantillon d'eau a une alcalinité très élevée.