Zuiver water bestaat niet in de natuur. Zelfs in kunstmatige omgevingen duurt de zuiverheid van water niet lang na de opening van de fles. Water lost meer stoffen op dan enige andere bekende vloeistof. In feite vinden de meeste mensen "puur" water vreemd smaken. Het leven hangt af van het vermogen van water om veel stoffen op te lossen, en de opgeloste chemicaliën in water bepalen enkele van de kritieke fysieke omstandigheden van ecosystemen. Twee belangrijke en onderling gerelateerde watergerelateerde omstandigheden zijn zuurgraad en alkaliteit.
TL; DR (te lang; niet gelezen)
Gebruik deze vergelijking om de alkaliteit te berekenen in termen van CaCO3: Alk (mg/L CaCO3)=Alk (meq/L)x (1mmol CaCO3÷2meq) x (100.087mg CaCO3÷1mmol CaCO3)=(50044xBxCeenxCF)÷Vzo. De gebruikte variabelen zijn het volume van zuur (B) dat wordt gebruikt bij de titratie, de concentratie van het zuur (Ceen), het watervolume in het monster (Vzo) en eventueel een correctiefactor (CF).
Belang van alkaliteit
Alkaliteit bepaalt hoe water bestand is tegen veranderingen in pH, in het bijzonder weerstand tegen zuur worden. Hogere alkaliteit betekent hogere weerstand tegen veranderingen in pH. Veranderingen in pH kunnen verwoestend zijn voor het ecosysteem. Veel planten en waterdieren hebben een zeer smal pH-bereik nodig om te overleven. Zelfs minder pH-gevoelige dieren lijden als veranderingen in pH de voedselketen beïnvloeden. Naast het natuurlijke ecosysteem heeft alkaliteit gevolgen voor afvalwatersystemen en de geschiktheid van water voor irrigatie. Alkaliteit, ook wel waterhardheid genoemd, heeft invloed op watersystemen in huis door minerale afzettingen in leidingen en pannen op te bouwen en door de hoeveelheid zeep die mensen gebruiken te vergroten door schuim te remmen.
Eenheden van alkaliteit
Alkaliteit meet de hoeveelheid calcium, magnesium en andere zuur-matigende ionen. Alkaliteit kan worden gerapporteerd in termen van calciumcarbonaat, CaCO3. Alkaliteit wordt meestal gemeten en gerapporteerd in termen van delen per miljoen (ppm) of korrels per gallon.
Voorbereiden op testen
De aanbevolen methode voor het bepalen van de alkaliteit maakt gebruik van buigpunttitratie (IPT) met zwavelzuuroplossing. Zelfs als u in de handel verkrijgbare zwavelzuuroplossing van 0,01639 N gebruikt, moet u de oplossing testen met een natriumcarbonaatstandaard. Er kunnen verschillende zuurconcentraties worden gebruikt, vooral bij lagere alkaliteiten, maar het zuur moet worden vergeleken met een standaard.
Watermonsters moeten de omgevingsomstandigheden weergeven, dus blootstelling aan zonlicht, stof, regen of andere verontreinigingen kan de testresultaten veranderen. Na verloop van tijd kunnen temperatuurveranderingen ook de kwaliteit van het monster beïnvloeden, dus monsters moeten op de temperatuur van de oorspronkelijke omgeving worden bewaard. Filter voor alkaliteitstesten de watermonsters door een membraan van 0,45 µm, waarbij de eenheid µm micrometer of micron betekent. De micrometer is gelijk aan 10-6 meter of een miljoenste van een meter.
De meeste tests gebruiken een monster van vijftig milliliter (50 ml) in een bekerglas van 100 ml, maar voor monsters met een lage alkaliteit kan een groter monster van 100 ml worden gebruikt.
Testapparatuur en -methodologie
De voorkeurstestmethode maakt gebruik van een glazen buret, maar een digitale titrator kan ook worden gebruikt. Zorg ervoor dat de buret schoon en droog is, zodat de zuuroplossing niet verdund wordt.
Gebruik standaard titratiemethodologie met speciale zorg rond pH 8,3 en pH 4,5. Voor het vinden van alkaliteit in termen van calciumcarbonaat, moet u extra voorzichtig zijn aangezien de pH van het monster pH 4,5 nadert.
Alkaliteit berekenen
De formule voor het berekenen van de alkaliteit vindt de verhouding van zuur tot het equivalentiepunt van bicarbonaat. De eerste vergelijking toont de alkaliteit in milli-equivalenten per liter.
Gebruik deze formule om de alkaliteit te vinden:
Alk (meq/L)=[B(mL)xCeen(meq/mL)xCF]÷[Vzo(ml)x (1L÷1000mL)]=(1000xBxCeenxCF)÷Vzo
De volgende vergelijking combineert de alkaliteitsvergelijking met de conversiefactor om de alkaliteit in CaCO. te berekenen3:
Alk (mg/L CaCO3)=Alk (meq/L)x (1mmol CaCO3÷2meq) x (100.087mg CaCO3÷1mmol CaCO3)=(50044xBxCeenxCF)÷Vzo.
Het berekenen van de alkaliteit vereist weten:
Alk betekent alkaliteit
B: Het volume zuur dat wordt gebruikt bij de titratie van de oorspronkelijke pH naar het equivalentiepunt (bijna pH 4,5) in milliliter.
Ceen: De concentratie van het zwavelzuur uitgedrukt als normaliteit N of als milli-equivalenten per milliliter (meq/mL).
Vzo: Het volume van het monster in milliliter.
CF: Eventueel een correctiefactor. De correctiefactor voor de Hach digitale titratorcartridges is gelijk aan 1,01; alle andere titratiemethoden hebben een correctiefactor gelijk aan 1,0.
Neem aan dat het gebruikte volume zuur (B) gelijk is aan 12 milliliter zuur, de zuurconcentratie (Ceen) is gelijk aan 0,01639meq/mL, en het watermonstervolume (Vzo) is gelijk aan 50 ml water. Als de titratie wordt uitgevoerd met een standaardburet, is de correctiefactor (CF) gelijk aan 1,0. Om de alkaliteit te berekenen, voert u deze waarden in de eerste vergelijking in. De berekening wordt:
Alk=(1000xBxCeenxCF)÷Vzo of Alk (meq/L)=[1000x12mLx0,01639(meq/mL)x1,0]÷50mL.
Oplossen voor alkaliteitsopbrengsten: Alk (meq/L)=3.9 meq/mL.
Om de alkaliteit als calciumcarbonaat te berekenen, gebruikt u deze formule om de alkaliteit in de concentratie van calciumcarbonaat (CaCO3). Voer de waarden in de formule in om de alkaliteit te bepalen als CaCO3:
Alk (mg/L als CaCO3)=(50044xBxCeenxCF)÷Vzo.
Als u de voorbeeldwaarden invoegt, wordt de vergelijking:
Alk (mg/L als CaCO3)=[50044x12mLx0.01639meq/mLx1.0]÷50mL. Het oplossen van de vergelijking levert Alk op (mg/L als CaCO3) = 196,8 mg/L.
Resultaten interpreteren
Milligram per liter (mg/L) is gelijk aan delen per miljoen (ppm). Alkaliteit wordt ook wel waterhardheid genoemd. Over het algemeen wordt water met een hardheid van minder dan 17,0 ppm als zacht water beschouwd. Water met een hardheid van meer dan 180 ppm wordt als zeer hard water beschouwd. In dit voorbeeld heeft het watermonster een zeer hoge alkaliteit.