Rent vann eksisterer ikke i naturen. Selv i kunstige omgivelser varer ikke vannets renhet mye forbi åpningen av flasken. Vann løser opp flere stoffer enn noen annen kjent væske. De fleste synes faktisk at "rent" vann smaker rart. Livet avhenger av vanns evne til å oppløse mange stoffer, og vannets oppløste kjemikalier bestemmer noen av de kritiske fysiske forholdene til økosystemene. To viktige og sammenhengende vannrelaterte forhold er surhet og alkalinitet.
TL; DR (for lang; Leste ikke)
Bruk denne ligningen til å beregne alkaliniteten i form av CaCO3: Alk (mg / l CaCO3) = Alk (meq / L) x (1 mmol CaCO3÷ 2meq) x (100,087 mg CaCO3÷ 1 mmol CaCO3) = (50044xBxCenxCF) ÷ Vs. Variablene som brukes er volumet av syre (B) som brukes i titrering, konsentrasjonen av syren (Cen), volumet vann i prøven (Vs) og en korreksjonsfaktor (CF), om nødvendig.
Betydningen av alkalinitet
Alkalinitet bestemmer hvordan vann motstår endringer i pH, spesielt motstand mot å bli sur. Høyere alkalitet betyr høyere motstand mot endringer i pH. Endringer i pH kan være ødeleggende for økosystemet. Mange planter og vanndyr krever et veldig smalt pH-område for å overleve. Enda mindre pH-følsomme dyr lider hvis endringer i pH påvirker næringskjeden. I tillegg til det naturlige økosystemet, påvirker alkaliniteten avløpsvannssystemer og vannets egnethet for vanning. Alkalinitet, også referert til som vannhardhet, påvirker hjemmets vannsystemer ved å bygge mineralforekomster i rør og panner, samt øke mengden såpe folk bruker ved å hemme skum.
Enheter av alkalitet
Alkalinitet måler mengden kalsium, magnesium og andre syremodererende ioner. Alkalinitet kan rapporteres i form av kalsiumkarbonat, CaCO3. Alkalinitet måles vanligvis og rapporteres i form av deler per million (ppm) eller korn per gallon.
Forbereder for testing
Den anbefalte metoden for å bestemme alkalinitet bruker bøyningspunkttitrering (IPT) med svovelsyreoppløsning. Selv når du bruker kommersielt tilgjengelig 0,01639N svovelsyreoppløsning, må du teste løsningen mot en natriumkarbonatstandard. Ulike syrekonsentrasjoner kan brukes, spesielt med lavere alkaliniteter, men syren må sammenlignes med en standard.
Vannprøver må representere miljøforholdene, så eksponering for sollys, støv, regn eller andre forurensninger kan endre testresultatene. Over tid kan temperaturendringer også påvirke prøvekvaliteten, så prøvene bør oppbevares ved temperaturen i det opprinnelige miljøet. For alkalinitetstester, filtrer vannprøvene gjennom en 0,45 µm membran der enheten µm betyr mikrometer eller mikron. Mikrometeret er lik 10-6 meter eller en milliontedel av en meter.
De fleste tester bruker en femti milliliter (50 ml) prøve i et 100 ml begerglass, men for prøver med lav alkalinitet kan en større prøve på 100 ml brukes.
Testapparat og metodikk
Den foretrukne testmetoden bruker en glassburet, men en digital titrator kan også brukes. Forsikre deg om at buret er rent og tørt, slik at syreoppløsningen ikke blir fortynnet.
Bruk standard titreringsmetodikk med spesiell forsiktighet ved pH 8,3 og pH 4,5. For å finne alkalinitet når det gjelder kalsiumkarbonat, må du være spesielt forsiktig når pH-verdien til pH nærmer seg 4,5.
Beregning av alkalinitet
Formelen for beregning av alkalinitet finner forholdet mellom syre og bikarbonatekvivalenspunktet. Den første ligningen viser alkaliniteten i milliekvivalenter per liter.
Bruk denne formelen for å finne alkalinitet:
Alk (meq / L) = [B (ml) x C.en(meq / ml) xCF] ÷ [Vs(ml) x (1L ÷ 1000 ml)] = (1000xBxCenxCF) ÷ Vs
Følgende ligning kombinerer alkalinitetsligningen med konverteringsfaktoren for å beregne alkaliniteten i CaCO3:
Alk (mg / l CaCO3) = Alk (meq / L) x (1 mmol CaCO3÷ 2meq) x (100,087 mg CaCO3÷ 1 mmol CaCO3) = (50044xBxCenxCF) ÷ Vs.
Å beregne alkalinitet krever å vite:
Alk betyr alkalinitet
B: Syrevolumet som brukes i titrering fra den opprinnelige pH til ekvivalenspunktet (nær pH 4,5) i milliliter.
Cen: Konsentrasjonen av svovelsyren uttrykt som normalitet N eller som milliekvivalenter per milliliter (mekv / ml).
Vs: Volumet av prøven i milliliter.
CF: En korreksjonsfaktor, om nødvendig. Korreksjonsfaktoren for Hach digitale titratorpatroner er lik 1.01; alle andre titreringsmetoder har en korreksjonsfaktor lik 1.0.
Anta volumet syre (B) som er brukt tilsvarer 12 ml syre, syrekonsentrasjonen (Cen) tilsvarer 0,01639 mekv / ml, og vannprøvevolumet (Vs) tilsvarer 50 ml vann. Hvis du utfører titrering med en standard buret, er korreksjonsfaktoren (CF) lik 1.0. For å beregne alkaliniteten, sett disse verdiene i den første ligningen. Beregningen blir:
Alk = (1000xBxCenxCF) ÷ Vs eller Alk (meq / L) = [1000x12mLx0.01639 (meq / mL) x1.0] ÷ 50mL.
Løsning for alkalinitetsutbytter: Alk (meq / L) = 3,9 mekv / ml.
For å beregne alkalinitet som kalsiumkarbonat, bruk denne formelen til å beregne alkaliniteten i konsentrasjonen av kalsiumkarbonat (CaCO3). Sett inn verdiene i formelen for å bestemme alkaliniteten som CaCO3:
Alk (mg / l som CaCO3) = (50044xBxCenxCF) ÷ Vs.
Ved å sette inn eksempelverdiene blir ligningen:
Alk (mg / l som CaCO3) = [50044x12mLx0.01639meq / mlx1.0] ÷ 50 ml. Å løse ligningen gir Alk (mg / L som CaCO3) = 196,8 mg / L.
Tolke resultater
Milligram per liter (mg / L) tilsvarer deler per million (ppm). Alkalinitet er også kjent som vannhardhet. Generelt betraktes vann med en hardhet mindre enn 17,0 ppm som mykt vann. Vann med hardhet over 180 ppm regnes som veldig hardt vann. I dette eksemplet har vannprøven veldig høy alkalinitet.