शुद्ध पानी प्रकृति में मौजूद नहीं है। कृत्रिम वातावरण में भी, पानी की शुद्धता बोतल के खुलने के बाद ज्यादा नहीं टिकती है। पानी किसी अन्य ज्ञात तरल की तुलना में अधिक पदार्थों को घोलता है। वास्तव में, अधिकांश लोगों को "शुद्ध" पानी का स्वाद अजीब लगता है। जीवन कई पदार्थों को भंग करने की पानी की क्षमता पर निर्भर करता है, और पानी के घुलने वाले रसायन पारिस्थितिक तंत्र की कुछ महत्वपूर्ण भौतिक स्थितियों को निर्धारित करते हैं। पानी से संबंधित दो महत्वपूर्ण और परस्पर संबंधित स्थितियां हैं अम्लता और क्षारीयता।
टीएल; डीआर (बहुत लंबा; पढ़ा नहीं)
CaCO. के रूप में क्षारीयता की गणना के लिए इस समीकरण का प्रयोग करें3: एल्क (मिलीग्राम/एल CaCO3)=Alk (meq/L)x (1mmol CaCO3÷2meq) x (100.087mg CaCO .)3÷1mmol CaCO3)=(50044xBxCएएक्ससीएफ) (वी)रों. उपयोग किए जाने वाले चर एसिड की मात्रा (बी) अनुमापन में उपयोग किए जाते हैं, एसिड की एकाग्रता (सी .)ए), नमूने में पानी की मात्रा (V .)रों) और एक सुधार कारक (CF), यदि आवश्यक हो।
क्षारीयता का महत्व
क्षारीयता यह निर्धारित करती है कि पानी पीएच में परिवर्तन का प्रतिरोध कैसे करता है, विशेष रूप से अम्लीय बनने के प्रतिरोध में। उच्च क्षारीयता का अर्थ है पीएच में परिवर्तन के लिए उच्च प्रतिरोध। पीएच में परिवर्तन पारिस्थितिकी तंत्र के लिए विनाशकारी हो सकता है। कई पौधों और जलीय जंतुओं को जीवित रहने के लिए एक बहुत ही संकीर्ण पीएच रेंज की आवश्यकता होती है। यदि पीएच में परिवर्तन खाद्य श्रृंखला को प्रभावित करते हैं तो पीएच-संवेदनशील जानवर भी कम पीड़ित होते हैं। प्राकृतिक पारिस्थितिकी तंत्र के अलावा, क्षारीयता अपशिष्ट जल प्रणालियों और सिंचाई के लिए पानी की उपयुक्तता को प्रभावित करती है। क्षारीयता, जिसे पानी की कठोरता के रूप में भी जाना जाता है, पाइप और पैन में खनिज जमा करने के साथ-साथ साबुन की मात्रा में वृद्धि करके घरेलू जल प्रणालियों को प्रभावित करती है।
क्षारीयता की इकाइयाँ
क्षारीयता कैल्शियम, मैग्नीशियम और अन्य एसिड-मॉडरेटिंग आयनों की मात्रा को मापती है। कैल्शियम कार्बोनेट, CaCO के संदर्भ में क्षारीयता की सूचना दी जा सकती है3. क्षारीयता को आमतौर पर भागों प्रति मिलियन (पीपीएम) या अनाज प्रति गैलन के रूप में मापा और रिपोर्ट किया जाता है।
परीक्षण की तैयारी
क्षारीयता निर्धारित करने के लिए अनुशंसित विधि सल्फ्यूरिक एसिड समाधान के साथ विभक्ति बिंदु अनुमापन (आईपीटी) का उपयोग करती है। व्यावसायिक रूप से उपलब्ध 0.01639N सल्फ्यूरिक एसिड समाधान का उपयोग करते समय भी, सोडियम कार्बोनेट मानक के विरुद्ध समाधान का परीक्षण करना सुनिश्चित करें। विभिन्न एसिड सांद्रता का उपयोग किया जा सकता है, विशेष रूप से कम क्षारीयता के साथ, लेकिन एसिड की तुलना एक मानक से की जानी चाहिए।
पानी के नमूनों को पर्यावरणीय परिस्थितियों का प्रतिनिधित्व करने की आवश्यकता होती है, इसलिए धूप, धूल, बारिश या अन्य दूषित पदार्थों के संपर्क में आने से परीक्षण के परिणाम बदल सकते हैं। समय के साथ, तापमान परिवर्तन नमूना गुणवत्ता को भी प्रभावित कर सकता है, इसलिए नमूनों को मूल वातावरण के तापमान पर रखा जाना चाहिए। क्षारीयता परीक्षणों के लिए, पानी के नमूनों को ०.४५-µm झिल्ली के माध्यम से फ़िल्टर करें जहां इकाई µm का अर्थ माइक्रोमीटर, या माइक्रोन है। माइक्रोमीटर 10. के बराबर होता है-6 मीटर या मीटर का दस लाखवाँ भाग।
अधिकांश परीक्षण एक 100mL बीकर में पचास मिलीलीटर (50mL) नमूने का उपयोग करते हैं, लेकिन कम क्षारीयता के नमूनों के लिए 100mL के बड़े नमूने का उपयोग किया जा सकता है।
परीक्षण उपकरण और कार्यप्रणाली
पसंदीदा परीक्षण विधि एक ग्लास ब्यूरेट का उपयोग करती है, लेकिन एक डिजिटल अनुमापांक का भी उपयोग किया जा सकता है। सुनिश्चित करें कि ब्यूरेट साफ और सूखा है ताकि एसिड का घोल पतला न हो।
पीएच ८.३ और पीएच ४.५ के आसपास विशेष देखभाल के साथ मानक अनुमापन पद्धति का प्रयोग करें। कैल्शियम कार्बोनेट के संदर्भ में क्षारीयता का पता लगाने के लिए, विशेष ध्यान रखें क्योंकि नमूना पीएच पीएच 4.5 तक पहुंचता है।
क्षारीयता की गणना
क्षारीयता की गणना के लिए सूत्र एसिड के अनुपात को बाइकार्बोनेट समकक्षता बिंदु पर पाता है। पहला समीकरण प्रति लीटर मिलीइक्विवेलेंट में क्षारीयता को दर्शाता है।
क्षारीयता ज्ञात करने के लिए इस सूत्र का प्रयोग करें:
एल्क (meq/L)=[B(mL)xCए(एमईक्यू/एमएल) एक्ससीएफ]÷[वीरों(एमएल)x (1एल÷1000एमएल)]=(1000xBxCएएक्ससीएफ) (वी)रों
निम्नलिखित समीकरण CaCO. में क्षारीयता की गणना करने के लिए रूपांतरण कारक के साथ क्षारीयता समीकरण को जोड़ता है3:
एल्क (मिलीग्राम/एल CaCO3)=Alk (meq/L)x (1mmol CaCO3÷2meq) x (100.087mg CaCO .)3÷1mmol CaCO3)=(50044xBxCएएक्ससीएफ) (वी)रों.
क्षारीयता की गणना के लिए जानना आवश्यक है:
अल्क का अर्थ है क्षारीयता
बी: मूल पीएच से तुल्यता बिंदु (पीएच ४.५ के पास) के लिए मिलीलीटर में अनुमापन में प्रयुक्त एसिड की मात्रा।
सीए: सल्फ्यूरिक एसिड की सांद्रता सामान्यता N या मिलीइक्विवेलेंट प्रति मिलीलीटर (meq/mL) के रूप में व्यक्त की जाती है।
वीरों: नमूने की मात्रा मिलीलीटर में।
CF: एक सुधार कारक, यदि आवश्यक हो। Hach डिजिटल अनुमापांक कार्ट्रिज के लिए सुधार कारक 1.01 के बराबर है; अन्य सभी अनुमापन विधियों में 1.0 के बराबर सुधार कारक है।
मान लें कि प्रयुक्त अम्ल (B) का आयतन 12 मिलीलीटर अम्ल के बराबर है, अम्ल की सांद्रता (C)ए) 0.01639meq/mL, और पानी के नमूने की मात्रा (V .) के बराबर होती हैरों) 50mL पानी के बराबर होता है। यदि मानक ब्यूरेट के साथ अनुमापन करते हैं, तो सुधार कारक (CF) 1.0 के बराबर होता है। क्षारीयता की गणना करने के लिए, इन मानों को पहले समीकरण में डालें। गणना बन जाती है:
एल्क = (1000xBxC .)एएक्ससीएफ) (वी)रों या एल्क (meq/L)=[1000x12mLx0.01639(meq/mL)x1.0]÷50mL।
क्षारीयता पैदावार के लिए समाधान: Alk (meq/L)=3.9 meq/mL।
कैल्शियम कार्बोनेट के रूप में क्षारीयता की गणना करने के लिए, कैल्शियम कार्बोनेट की सांद्रता में क्षारीयता की गणना करने के लिए इस सूत्र का उपयोग करें (CaCO2)3). CaCO. के रूप में क्षारीयता निर्धारित करने के लिए सूत्र में मान डालें3:
एल्क (मिलीग्राम/एल CaCO के रूप में)3)=(50044xBxCएएक्ससीएफ) (वी)रों.
उदाहरण मान डालने पर, समीकरण बन जाता है:
एल्क (मिलीग्राम/एल CaCO3 के रूप में)=[50044x12mLx0.01639meq/mLx1.0]÷50mL। समीकरण को हल करने से एल्क (मिलीग्राम/एल CaCO3 के रूप में)=196.8mg/L प्राप्त होता है।
व्याख्या परिणाम
मिलीग्राम प्रति लीटर (मिलीग्राम/लीटर) भाग प्रति मिलियन (पीपीएम) के बराबर होता है। क्षारीयता को जल कठोरता के रूप में भी जाना जाता है। सामान्य तौर पर, 17.0 पीपीएम से कम कठोरता वाले पानी को शीतल जल माना जाता है। 180 पीपीएम से अधिक कठोरता वाले पानी को बहुत कठोर पानी माना जाता है। इस उदाहरण में, पानी के नमूने में बहुत अधिक क्षारीयता है।