L'acqua pura non esiste in natura. Anche negli ambienti artificiali, la purezza dell'acqua non dura molto oltre l'apertura della bottiglia. L'acqua dissolve più sostanze di qualsiasi altro liquido conosciuto. In effetti, la maggior parte delle persone trova che l'acqua "pura" abbia un sapore strano. La vita dipende dalla capacità dell'acqua di dissolvere molte sostanze e le sostanze chimiche disciolte nell'acqua determinano alcune delle condizioni fisiche critiche degli ecosistemi. Due condizioni importanti e correlate all'acqua sono l'acidità e l'alcalinità.
TL; DR (troppo lungo; non ho letto)
Usa questa equazione per calcolare l'alcalinità in termini di CaCO3: Alk (mg/L CaCO3)=Alk (meq/L)x (1mmol CaCO3÷2meq) x (100.087mg CaCO3÷1mmol CaCO3)=(50044xBxCunxCF)÷VS. Le variabili utilizzate sono il volume di acido (B) utilizzato nella titolazione, la concentrazione dell'acido (Cun), il volume di acqua nel campione (VS) e un fattore di correzione (CF), se necessario.
Importanza dell'alcalinità
L'alcalinità determina il modo in cui l'acqua resiste ai cambiamenti di pH, in particolare la resistenza a diventare acida. Alcalinità più elevata significa maggiore resistenza alle variazioni di pH. Le variazioni di pH possono essere devastanti per l'ecosistema. Molte piante e animali acquatici richiedono un intervallo di pH molto ristretto per sopravvivere. Anche gli animali meno sensibili al pH soffrono se i cambiamenti del pH hanno un impatto sulla catena alimentare. Oltre all'ecosistema naturale, l'alcalinità influisce sui sistemi di acque reflue e sull'idoneità dell'acqua per l'irrigazione. L'alcalinità, nota anche come durezza dell'acqua, ha un impatto sui sistemi idrici domestici costruendo depositi minerali in tubi e pentole e aumentando la quantità di sapone che le persone usano inibendo la schiuma.
Unità di alcalinità
L'alcalinità misura la quantità di calcio, magnesio e altri ioni che moderano gli acidi. L'alcalinità può essere riportata in termini di carbonato di calcio, CaCO3. L'alcalinità viene solitamente misurata e riportata in termini di parti per milione (ppm) o grani per gallone.
Preparazione per il test
Il metodo consigliato per determinare l'alcalinità utilizza la titolazione del punto di flesso (IPT) con una soluzione di acido solforico. Anche quando si utilizza una soluzione di acido solforico 0,01639N disponibile in commercio, assicurarsi di testare la soluzione rispetto a uno standard di carbonato di sodio. Possono essere utilizzate diverse concentrazioni di acido, specialmente con alcalinità inferiori, ma l'acido deve essere confrontato con uno standard.
I campioni d'acqua devono rappresentare le condizioni ambientali, quindi l'esposizione a luce solare, polvere, pioggia o altri contaminanti può alterare i risultati del test. Nel tempo, i cambiamenti di temperatura possono anche influenzare la qualità del campione, quindi i campioni dovrebbero essere mantenuti alla temperatura dell'ambiente originale. Per i test di alcalinità, filtrare i campioni d'acqua attraverso una membrana da 0,45 µm dove l'unità µm significa micrometro o micron. Il micrometro equivale a 10-6 metro o un milionesimo di metro.
La maggior parte dei test utilizza un campione di cinquanta millilitri (50 ml) in un becher da 100 ml, ma per campioni a bassa alcalinità può essere utilizzato un campione più grande di 100 ml.
Apparecchiatura e metodologia di prova
Il metodo di prova preferito utilizza una buretta di vetro, ma può essere utilizzato anche un titolatore digitale. Assicurati che la buretta sia pulita e asciutta in modo che la soluzione acida non venga diluita.
Utilizzare la metodologia di titolazione standard con particolare attenzione intorno a pH 8,3 e pH 4,5. Per trovare l'alcalinità in termini di carbonato di calcio, prestare particolare attenzione quando il pH del campione si avvicina a pH 4,5.
Calcolo dell'alcalinità
La formula per calcolare l'alcalinità trova il rapporto tra l'acido e il punto di equivalenza del bicarbonato. La prima equazione mostra l'alcalinità in milliequivalenti per litro.
Usa questa formula per trovare l'alcalinità:
Alk (meq/L)=[B(mL)xCun(meq/mL)xCF]÷[VS(mL)x (1L÷1000mL)]=(1000xBxCunxCF)÷VS
La seguente equazione combina l'equazione dell'alcalinità con il fattore di conversione per calcolare l'alcalinità in CaCO3:
Alk (mg/L CaCO3)=Alk (meq/L)x (1mmol CaCO3÷2meq) x (100.087mg CaCO3÷1mmol CaCO3)=(50044xBxCunxCF)÷VS.
Per calcolare l'alcalinità è necessario conoscere:
Alk significa alcalinità
B: Il volume di acido utilizzato nella titolazione dal pH originale al punto di equivalenza (vicino a pH4,5) in millilitri.
Cun: La concentrazione dell'acido solforico espressa come normalità N o come milliequivalenti per millilitro (meq/mL).
VS: Il volume del campione in millilitri.
CF: Un fattore di correzione, se necessario. Il fattore di correzione per le cartucce del titolatore digitale Hach è pari a 1,01; tutti gli altri metodi di titolazione hanno un fattore di correzione pari a 1.0.
Supponiamo che il volume di acido (B) utilizzato sia uguale a 12 millilitri di acido, la concentrazione dell'acido (Cun) è uguale a 0,01639 meq/mL e il volume del campione d'acqua (VS) equivale a 50 ml di acqua. Se si esegue la titolazione con una buretta standard, il fattore di correzione (CF) è pari a 1.0. Per calcolare l'alcalinità, inserisci questi valori nella prima equazione. Il calcolo diventa:
Alk=(1000xBxCunxCF)÷VS oppure Alk (meq/L)=[1000x12mLx0.01639(meq/mL)x1.0]÷50mL.
Risolvendo per le rese di alcalinità: Alk (meq/L)=3,9 meq/mL.
Per calcolare l'alcalinità come carbonato di calcio, utilizzare questa formula per calcolare l'alcalinità in concentrazione di carbonato di calcio (CaCO3). Inserisci i valori nella formula per determinare l'alcalinità come CaCO3:
Alk (mg/L come CaCO3)=(50044xBxCunxCF)÷VS.
Inserendo i valori di esempio, l'equazione diventa:
Alk (mg/L come CaCO3)=[50044x12mLx0.01639meq/mLx1.0]÷50mL. Risolvendo l'equazione si ottiene Alk (mg/L come CaCO3)=196,8 mg/L.
Interpretazione dei risultati
Milligrammi per litro (mg/L) equivalgono a parti per milione (ppm). L'alcalinità è anche conosciuta come durezza dell'acqua. In generale, l'acqua con una durezza inferiore a 17,0 ppm è considerata acqua dolce. L'acqua con durezza superiore a 180 ppm è considerata acqua molto dura. In questo esempio, il campione di acqua ha un'alcalinità molto elevata.