מים טהורים אינם קיימים בטבע. גם בסביבות מלאכותיות, טוהר המים אינו מחזיק מעמד הרבה מעבר לפתיחת הבקבוק. מים ממיסים יותר חומרים מכל נוזל ידוע אחר. למעשה, לרוב האנשים יש טעם מוזר של מים "טהורים". החיים תלויים ביכולתם של מים להמיס חומרים רבים, והכימיקלים המומסים במים קובעים חלק מהתנאים הפיזיים הקריטיים של מערכות אקולוגיות. שני תנאים חשובים וקשורים זה בזה למים הם חומציות ובסיסיות.
TL; DR (ארוך מדי; לא קרא)
השתמש במשוואה זו כדי לחשב את האלקליות במונחים של CaCO3: אלק (מ"ג / ליטר CaCO3) = אלק (מק / ליטר) x (1 מ"מ CaCO3÷ 2meq) x (100.087mg CaCO3÷ 1mmol CaCO3) = (50044xBxCאxCF) ÷ V.ס. המשתנים המשמשים הם נפח החומצה (B) המשמש בטיטרציה, ריכוז החומצה (Cא), נפח המים בדגימה (Vס) וגורם תיקון (CF), במידת הצורך.
חשיבותה של אלקליות
אלקליות קובעת כיצד מים מתנגדים לשינויים ב- pH, במיוחד עמידות בפני חומציות. אלקליות גבוהה יותר פירושה עמידות גבוהה יותר לשינויים ב- pH. שינויים ב- pH יכולים להיות הרסניים למערכת האקולוגית. צמחים רבים ובעלי חיים ימיים דורשים טווח pH צר מאוד כדי לשרוד. בעלי חיים אפילו פחות רגישים ל- pH סובלים אם שינויים ב- pH משפיעים על שרשרת המזון. בנוסף למערכת האקולוגית הטבעית, אלקליות משפיעה על מערכות שפכים ועל התאמת מים להשקיה. אלקליות, המכונה גם קשיות מים, משפיעה על מערכות המים הביתיות על ידי בניית משקעים מינרליים בצינורות ובמחבתות, כמו גם הגדלת כמות הסבון שאנשים משתמשים בה על ידי עיכוב הקצפה.
יחידות של אלקליות
אלקליות מודדת את כמות הסידן, המגנזיום ויונים אחרים הממתנים חומצה. ניתן לדווח על אלקליות במונחים של סידן פחמתי, CaCO3. אלקליות נמדדת ומדווחת בדרך כלל במונחים של חלקים למיליון (עמודים לדקה) או דגנים לליטר.
מתכונן לבדיקה
השיטה המומלצת לקביעת בסיסיות משתמשת בטיטרציה של נקודת הטיה (IPT) עם תמיסת חומצה גופרתית. גם בעת שימוש בתמיסה של חומצה גופרתית 0.01639N זמינה מסחרית, הקפד לבדוק את התמיסה כנגד תקן נתרן פחמתי. ניתן להשתמש בריכוזי חומצה שונים, במיוחד עם אלקליות נמוכה יותר, אך יש להשוות את החומצה לתקן.
דגימות מים צריכות לייצג את התנאים הסביבתיים, ולכן חשיפה לאור שמש, אבק, גשם או מזהמים אחרים עשויה לשנות את תוצאות הבדיקה. לאורך זמן, שינויי טמפרטורה עשויים להשפיע גם על איכות הדגימה, לכן יש לשמור את הדגימות בטמפרטורה של הסביבה המקורית. לבדיקות אלקליות יש לסנן את דגימות המים דרך קרום של 0.45 מיקרומטר כאשר היחידה מיקרומטר פירושה מיקרומטר, או מיקרון. המיקרומטר שווה ל -10-6 מטר או מליון מטר.
ברוב הבדיקות נעשה שימוש בדגימה של חמישים מיליליטר (50 מ"ל) בכוס של 100 מ"ל, אך עבור דגימות בסיסיות נמוכה ניתן להשתמש בדגימה גדולה יותר של 100 מ"ל.
מכשירי בדיקה ומתודולוגיה
שיטת הבדיקה המועדפת משתמשת בכוס זכוכית, אך ניתן להשתמש גם בטיטרור דיגיטלי. וודא שהכומתה נקייה ויבשה כך שתמיסת החומצה לא תידלל.
השתמש במתודולוגיית טיטרציה סטנדרטית בזהירות מיוחדת הננקטת סביב pH 8.3 ו- pH 4.5. למציאת אלקליות במונחים של סידן פחמתי, היזהר במיוחד כאשר ה- pH של המדגם מתקרב ל- pH 4.5.
חישוב אלקליות
הנוסחה לחישוב הבסיסיות מוצאת את היחס בין חומצה לנקודת השקילות ביקרבונט. המשוואה הראשונה מראה את האלקליות במילי-ערך לליטר.
השתמש בנוסחה זו כדי למצוא בסיסיות:
אלק (meq / L) = [B (mL) x C.א(meq / mL) xCF] ÷ [V.ס(מ"ל) x (1 ליטר ÷ 1000 מיליליטר)] = (1000xBxCאxCF) ÷ V.ס
המשוואה הבאה משלבת את משוואת הבסיסיות עם גורם ההמרה לחישוב הבסיסיות ב- CaCO3:
אלק (מ"ג / ליטר CaCO3) = אלק (מק / ליטר) x (1 מ"מ CaCO3÷ 2meq) x (100.087mg CaCO3÷ 1mmol CaCO3) = (50044xBxCאxCF) ÷ V.ס.
חישוב אלקליות מחייב לדעת:
אלק פירושו אלקליות
B: נפח החומצה המשמש בטיטרציה מה- pH המקורי לנקודת השקילות (בסמוך ל- pH 4.5) במיליליטר.
גא: ריכוז החומצה הגופרתית לידי ביטוי כנורמליות N או כמילי-מיליליטר למיליליטר (מק"ג / מ"ל).
וס: נפח הדגימה במיליליטר.
CF: גורם תיקון, במידת הצורך. גורם התיקון של מחסניות הטיטור הדיגיטליות של האך שווה ל 1.01; לכל שאר הטיטרציות יש מקדם תיקון השווה ל 1.0.
נניח שנפח החומצה (B) בשימוש שווה ל- 12 מיליליטר חומצה, ריכוז החומצה (Cא) שווה ל- 0.01639mq / mL, ונפח דגימת המים (V.ס) שווה 50 מ"ל מים. אם מבצעים טיטרציה עם בורט רגיל, גורם התיקון (CF) שווה ל -1.0. לחישוב הבסיסיות, הכנס ערכים אלה למשוואה הראשונה. החישוב הופך להיות:
אלק = (1000xBxCאxCF) ÷ V.ס או Alk (meq / L) = [1000x12mLx0.01639 (meq / mL) x1.0] ÷ 50mL.
פתרון לתשואות אלקליות: אלק (מק / ליטר) = 3.9 מק"ג / מ"ל.
לחישוב הבסיסיות כסידן פחמתי, השתמש בנוסחה זו לחישוב הבסיסיות בריכוז סידן פחמתי (CaCO3). הכנס את הערכים לנוסחה כדי לקבוע את הבסיסיות כ- CaCO3:
אלק (מ"ג / ליטר כ- CaCO3) = (50044xBxCאxCF) ÷ V.ס.
הכנסת ערכי הדוגמה והמשוואה הופכת ל:
אלק (מ"ג / ליטר כ- CaCO3) = [50044x12mLx0.01639meq / mLx1.0] ÷ 50mL. פתרון המשוואה מניב אלק (מ"ג / ליטר כ- CaCO3) = 196.8 מ"ג / ליטר.
פירוש תוצאות
מיליגרם לליטר (מ"ג / ליטר) שווה לחלקים למיליון (עמודים לדקה). אלקליות מכונה גם קשיות מים. באופן כללי, מים עם קשיות פחות מ -17.0 עמודים לדקה נחשבים למים רכים. מים עם קשיות מעל 180 עמודים לדקה נחשבים למים קשים מאוד. בדוגמה זו, לדגימת המים יש בסיסיות גבוהה מאוד.
