Czysta woda nie istnieje w naturze. Nawet w sztucznym środowisku czystość wody nie trwa długo po otwarciu butelki. Woda rozpuszcza więcej substancji niż jakakolwiek inna znana ciecz. W rzeczywistości większość ludzi uważa, że „czysta” woda smakuje dziwnie. Życie zależy od zdolności wody do rozpuszczania wielu substancji, a rozpuszczone w wodzie substancje chemiczne determinują niektóre krytyczne warunki fizyczne ekosystemów. Dwa ważne i powiązane ze sobą warunki związane z wodą to kwasowość i zasadowość.
TL; DR (zbyt długi; Nie czytałem)
Użyj tego równania, aby obliczyć zasadowość w kategoriach CaCO3: Alk (mg/L CaCO3)=Alk (meq/L)x (1mmol CaCO3÷2meq) x (100,087mg CaCO3÷1mmol CaCO3)=(50044xBxCzaxCF)÷Vs. Zastosowane zmienne to objętość kwasu (B) użytego do miareczkowania, stężenie kwasu (Cza), objętość wody w próbce (Vs) oraz współczynnik korekcyjny (CF), jeśli to konieczne.
Znaczenie zasadowości
Zasadowość określa odporność wody na zmiany pH, w szczególności odporność na zakwaszenie. Wyższa zasadowość oznacza wyższą odporność na zmiany pH. Zmiany pH mogą być katastrofalne dla ekosystemu. Wiele roślin i zwierząt wodnych do przeżycia wymaga bardzo wąskiego zakresu pH. Nawet mniej wrażliwe na pH zwierzęta cierpią, jeśli zmiany pH wpływają na łańcuch pokarmowy. Oprócz naturalnego ekosystemu zasadowość wpływa na systemy ściekowe i przydatność wody do nawadniania. Zasadowość, określana również jako twardość wody, wpływa na domowe systemy wodociągowe, tworząc osady mineralne w rurach i patelniach, a także zwiększając ilość mydła używanego przez ludzi, hamując powstawanie piany.
Jednostki alkaliczności
Zasadowość mierzy ilość wapnia, magnezu i innych jonów łagodzących kwasowość. Zasadowość można podać w postaci węglanu wapnia, CaCO3. Zasadowość jest zwykle mierzona i raportowana w postaci części na milion (ppm) lub ziaren na galon.
Przygotowanie do testów
Zalecaną metodą oznaczania zasadowości jest miareczkowanie do punktu przegięcia (IPT) roztworem kwasu siarkowego. Nawet przy użyciu dostępnego w handlu roztworu 0,01639N kwasu siarkowego, należy sprawdzić roztwór względem wzorca węglanu sodu. Można stosować różne stężenia kwasu, zwłaszcza o niższych zasadowości, ale kwas należy porównać ze standardem.
Próbki wody muszą odzwierciedlać warunki środowiskowe, więc wystawienie na działanie światła słonecznego, kurzu, deszczu lub innych zanieczyszczeń może zmienić wyniki testu. Z biegiem czasu zmiany temperatury mogą również wpływać na jakość próbki, dlatego próbki należy przechowywać w temperaturze pierwotnego środowiska. W przypadku testów alkaliczności przefiltruj próbki wody przez membranę 0,45 µm, gdzie jednostka µm oznacza mikrometr lub mikron. Mikrometr równa się 10-6 metr lub milionowa część metra.
Większość testów wykorzystuje 50 mililitrową (50 ml) próbkę w 100 ml zlewce, ale w przypadku próbek o niskiej zasadowości można użyć większej próbki 100 ml.
Aparatura testowa i metodologia
Preferowana metoda testowania wykorzystuje biuretę szklaną, ale można również użyć titratora cyfrowego. Upewnij się, że biureta jest czysta i sucha, aby roztwór kwasu nie uległ rozcieńczeniu.
Stosować standardową metodologię miareczkowania ze szczególną ostrożnością przy pH 8,3 i pH 4,5. Aby znaleźć zasadowość w odniesieniu do węglanu wapnia, należy zachować szczególną ostrożność, ponieważ pH próbki zbliża się do pH 4,5.
Obliczanie zasadowości
Wzór do obliczania zasadowości określa stosunek kwasu do punktu równoważnikowego wodorowęglanu. Pierwsze równanie pokazuje alkaliczność w miliekwiwalentach na litr.
Użyj tego wzoru, aby znaleźć zasadowość:
Alk (meq/L)=[B(mL)xCza(meq/mL)xCF]÷[Vs(mL)x (1L÷1000mL)]=(1000xBxCzaxCF)÷Vs
Poniższe równanie łączy równanie alkaliczności ze współczynnikiem konwersji w celu obliczenia alkaliczności w CaCO3:
Alk (mg/L CaCO3)=Alk (meq/L)x (1mmol CaCO3÷2meq) x (100,087mg CaCO3÷1mmol CaCO3)=(50044xBxCzaxCF)÷Vs.
Obliczanie zasadowości wymaga znajomości:
Alk oznacza zasadowość
B: Objętość kwasu użytego do miareczkowania od początkowego pH do punktu równoważnikowego (bliskiego pH 4,5) w mililitrach.
doza: Stężenie kwasu siarkowego wyrażone jako normalność N lub jako milirównoważniki na mililitr (meq/ml).
Vs: Objętość próbki w mililitrach.
CF: współczynnik korygujący, jeśli to konieczne. Współczynnik korekcji wkładów do titratorów cyfrowych firmy Hach wynosi 1,01; wszystkie inne metody miareczkowania mają współczynnik korekcji równy 1,0.
Załóżmy, że objętość użytego kwasu (B) wynosi 12 mililitrów kwasu, stężenie kwasu (Cza) wynosi 0,01639meq/mL, a objętość próbki wody (Vs) równa się 50 ml wody. W przypadku wykonywania miareczkowania standardową biuretą współczynnik korekcji (CF) wynosi 1,0. Aby obliczyć zasadowość, wprowadź te wartości do pierwszego równania. Obliczenie staje się:
Alk=(1000xBxCzaxCF)÷Vs lub Alk (meq/L)=[1000x12mLx0.01639(meq/mL)x1.0]÷50mL.
Rozpuszczanie dla wydajności alkaliczności: Alk (meq/L)=3,9 meq/mL.
Aby obliczyć zasadowość jako węglan wapnia, użyj tego wzoru do obliczenia zasadowości w stężeniu węglanu wapnia (CaCO3). Wprowadź wartości do wzoru, aby określić zasadowość jako CaCO3:
Alk (mg/L jako CaCO3)=(50044xBxCzaxCF)÷Vs.
Wstawiając przykładowe wartości, równanie staje się:
Alk (mg/L jako CaCO3)=[50044x12mLx0.01639meq/mLx1.0]÷50mL. Rozwiązanie równania daje Alk (mg/L jako CaCO3)=196,8mg/L.
Interpretowanie wyników
Miligramy na litr (mg/l) to części na milion (ppm). Zasadowość nazywana jest również twardością wody. Ogólnie woda o twardości poniżej 17,0 ppm jest uważana za wodę miękką. Woda o twardości powyżej 180 ppm uważana jest za wodę bardzo twardą. W tym przykładzie próbka wody ma bardzo wysoką alkaliczność.