სუფთა წყალი ბუნებაში არ არსებობს. ხელოვნურ გარემოცვაშიც კი, წყლის სიწმინდე ბოთლის ღიობას არ გასცილებს. წყალი ხსნის უფრო მეტ ნივთიერებებს, ვიდრე სხვა ცნობილი სითხე. სინამდვილეში, უმეტესობას "სუფთა" წყლის გემო უცნაურად მიაჩნია. სიცოცხლე დამოკიდებულია წყლის უნარზე დაითხოვოს მრავალი ნივთიერება, ხოლო წყალში გახსნილი ქიმიკატები განსაზღვრავენ ეკოსისტემების კრიტიკულ ფიზიკურ პირობებს. წყალთან დაკავშირებული ორი მნიშვნელოვანი და ერთმანეთთან დაკავშირებული მდგომარეობაა მჟავიანობა და ტუტე.
TL; DR (ძალიან გრძელია; არ წავიკითხე)
გამოიყენეთ ეს განტოლება CaCO– ს თვალსაზრისით ტუტეობის გამოსათვლელად3: ალკი (მგ / ლ CaCO)3) = ალკი (meq / L) x (1 მმოლ CaCO3÷ 2 მექსიკი) x (100.087 მგ CaCO3Mm 1 მმოლ CaCO3) = (50044xBxCაxCF) Vს. გამოყენებული ცვლადები არის მჟავას მოცულობა (B), რომელიც გამოიყენება ტიტრირებაში, მჟავას კონცენტრაცია (C)ა), წყლის მოცულობა ნიმუში (Vს) და საჭიროების შემთხვევაში კორექციის ფაქტორი (CF).
ტუტეობის მნიშვნელობა
ტუტე განსაზღვრავს, თუ როგორ ეწინააღმდეგება წყალი pH– ის ცვლილებებს, განსაკუთრებით მჟავე გახდეს. უფრო მაღალი ტუტეობა ნიშნავს pH– ის ცვლილებებისადმი მაღალ წინააღმდეგობას. PH– ის ცვლილებები შეიძლება დამანგრეველი იყოს ეკოსისტემისთვის. მრავალ მცენარესა და წყლის ცხოველს გადარჩენისთვის სჭირდება ვიწრო pH დიაპაზონი. PH– ზე მგრძნობიარე ცხოველებიც კი ნაკლებად განიცდიან, თუ pH– ის ცვლილებები გავლენას ახდენს კვების ჯაჭვზე. ბუნებრივი ეკოსისტემის გარდა, ტუტე გავლენას ახდენს ჩამდინარე წყლების სისტემებზე და წყლის ვარგისიანობა სარწყავად. ტუტეობა, ასევე წყლის სიხისტედ, ახდენს გავლენას სახლის წყლის სისტემებზე მინერალური ნალექების მილებში და ტაფებში, აგრეთვე ზრდის საპნის რაოდენობის გაზრდას ხალხის გამოყენებას ლაქების ინჰიბირებით.
ტუტეობის ერთეულები
ტუტეობა ზომავს კალციუმის, მაგნიუმის და სხვა მჟავას შემზარავი იონების რაოდენობას. შეიძლება აღინიშნოს ტუტეობა კალციუმის კარბონატის, CaCO– ს თვალსაზრისით3. ტუტეობა ჩვეულებრივ იზომება და იტყობინება ნაწილებად მილიონზე (ppm) ან მარცვლები გალონზე.
ტესტირებისთვის ემზადება
ტუტეობის განსაზღვრისათვის რეკომენდებული მეთოდია გოგირდმჟავას ხსნარით ინფლაციის წერტილის ტიტრირება (IPT). მაშინაც კი, როდესაც იყენებთ კომერციულად ხელმისაწვდომი 0,01639N გოგირდმჟავას ხსნარს, დარწმუნდით, რომ შეამოწმეთ ხსნარი ნატრიუმის კარბონატის სტანდარტის შესაბამისად. შეიძლება გამოყენებულ იქნას მჟავას სხვადასხვა კონცენტრაცია, განსაკუთრებით დაბალი ტუტეობით, მაგრამ მჟავა უნდა შედარდეს სტანდარტს.
წყლის ნიმუშები უნდა წარმოადგენდეს გარემო პირობებს, ამიტომ მზის, მტვრის, წვიმის ან სხვა დამაბინძურებლების ზემოქმედებამ შეიძლება შეცვალოს ტესტის შედეგები. დროთა განმავლობაში, ტემპერატურის ცვლილებებმა შეიძლება გავლენა იქონიოს ნიმუშის ხარისხზეც, ამიტომ ნიმუშები უნდა ინახებოდეს თავდაპირველი გარემოს ტემპერატურაზე. ტუტეობის ტესტებისთვის, წყლის ნიმუშები გაფილტრეთ 0.45 მკმ გარსის საშუალებით, სადაც ერთეული მიკრომეტრი ნიშნავს მიკრომეტრს, ან მიკრონს. მიკრომეტრი უდრის 10-ს-6 მეტრი ან მეტრიანი მეტრი.
ტესტების უმეტესობაში გამოიყენება ორმოცდაათი მილილიტრის (50 მლ) ნიმუში 100 მლ ჭიქაში, მაგრამ დაბალი ტუტეობის სინჯებისთვის შეიძლება გამოყენებულ იქნეს 100 მლ უფრო დიდი ნიმუში.
ტესტის აპარატი და მეთოდოლოგია
ტესტირების სასურველი მეთოდი იყენებს მინის ბიურტს, მაგრამ ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას ციფრული ტიტრატორი. დარწმუნდით, რომ ბიურეტი არის სუფთა და მშრალი, რომ მჟავას ხსნარი არ განზავდეს.
გამოიყენეთ სტანდარტული ტიტრირების მეთოდოლოგია განსაკუთრებული ყურადღებით, pH 8.3 და pH 4.5. კალციუმის კარბონატის თვალსაზრისით ტუტეობის მოსაძებნად განსაკუთრებული სიფრთხილე გმართებთ, რადგან სინჯის pH უახლოვდება pH 4,5-ს.
ტუტეობის გამოთვლა
ტუტეობის გამოთვლის ფორმულა პოულობს მჟავას თანაფარდობას ბიკარბონატის ეკვივალენტურობის წერტილთან. პირველი განტოლება აჩვენებს ტუტეობას მილიექვივალენტებში ლიტრზე.
გამოიყენეთ ეს ფორმულა, რომ იპოვოთ ტუტე:
ალკი (meq / L) = [B (მლ) xCა(meq / მლ) xCF] ÷ [ვს(მლ) x (1 ლ ÷ 1000 მლ)] = (1000xBxCაxCF) Vს
შემდეგი განტოლება აერთიანებს ტუტეობის განტოლებას გარდაქმნის ფაქტორთან CaCO– ს ტუტეობის გამოსათვლელად3:
ალკი (მგ / ლ CaCO)3) = ალკი (meq / L) x (1 მმოლ CaCO3÷ 2 მექსიკი) x (100.087 მგ CaCO3Mm 1 მმოლ CaCO3) = (50044xBxCაxCF) Vს.
ტუტეობის გამოთვლა მოითხოვს ცოდნას:
ალკი ნიშნავს ტუტეობას
B: ტიტრირების დროს გამოყენებული მჟავას მოცულობა საწყისი pH– დან ეკვივალენტობის წერტილამდე (pH4.5 – ის მახლობლად) მილილიტრებში.
გა: გოგირდის მჟავას კონცენტრაცია გამოხატულია N ნორმალიზებად ან მილიექვივალენტებად მილილიტრზე (meq / mL).
ვს: ნიმუშის მოცულობა მილილიტრებში.
CF: კორექციის ფაქტორი, საჭიროების შემთხვევაში. კორექტირების კოეფიციენტი Hach ციფრული ტიტრატორის ვაზნების ტოლია 1.01; ტიტრაციის ყველა სხვა მეთოდს აქვს კორექციის კოეფიციენტი 1,0 ტოლი.
ჩათვალეთ, რომ გამოყენებული მჟავას (B) მოცულობა უდრის 12 მილილიტრ მჟავას, მჟავის კონცენტრაციას (Cა) უდრის 0,01639 მლ / მლ და წყლის სინჯის მოცულობა (V.)ს) უდრის 50 მლ წყალს. ტიტრაციის სტანდარტული ბიურტით შესრულების შემთხვევაში, კორექციის კოეფიციენტი (CF) უდრის 1.0-ს. ტუტეობის გამოსათვლელად ჩადეთ ეს მნიშვნელობები პირველ განტოლებაში. გაანგარიშება ხდება:
ალკი = (1000xBxCაxCF) Vს ან ალკი (meq / L) = [1000x12mLx0.01639 (meq / mL) x1.0] ÷ 50 მლ.
ტუტეობის მისაღწევად გამოსავალი: ალკი (meq / L) = 3,9 meq / mL.
კალციუმის კარბონატად ტუტეობის გამოსათვლელად გამოიყენეთ ეს ფორმულა კალციუმის კარბონატის კონცენტრაციაში ტუტეობის გამოსათვლელად (CaCO3). მნიშვნელობებში ჩასვით ფორმულა, რათა განისაზღვროს ტუტე, როგორც CaCO3:
ალკი (მგ / ლ CaCO– ს სახით)3) = (50044xBxCაxCF) Vს.
მაგალითის მნიშვნელობების ჩასმა, განტოლება ხდება:
ალკი (მგ / ლ CaCO3- ით) = [50044x12mLx0.01639meq / mLx1.0] ÷ 50 მლ. განტოლების ამოხსნისას მიიღება Alk (მგ / ლ CaCO3– ით) = 196,8 მგ / ლ.
შედეგების ინტერპრეტაცია
მილიგრამი ლიტრზე (მგ / ლ) უდრის ნაწილებს მილიონზე (ppm). ტუტე ასევე ცნობილია როგორც წყლის სიხისტე. ზოგადად, 17.0 ppm ნაკლები სიხისტის მქონე წყალი რბილ წყალად ითვლება. 180 ppm სიხისტის მქონე წყალი ითვლება ძალიან მყარ წყალად. ამ მაგალითში წყლის სინჯს აქვს ძალიან მაღალი ტუტე.