Água pura não existe na natureza. Mesmo em ambientes artificiais, a pureza da água não dura muito além da abertura da garrafa. A água dissolve mais substâncias do que qualquer outro líquido conhecido. Na verdade, a maioria das pessoas acha a água "pura" um gosto estranho. A vida depende da capacidade da água de dissolver muitas substâncias, e os produtos químicos dissolvidos da água determinam algumas das condições físicas críticas dos ecossistemas. Duas condições importantes e inter-relacionadas relacionadas à água são a acidez e a alcalinidade.
TL; DR (muito longo; Não li)
Use esta equação para calcular a alcalinidade em termos de CaCO3: Alk (mg / L CaCO3) = Alk (meq / L) x (1mmol CaCO3÷ 2meq) x (100,087mg CaCO3÷ 1mmol CaCO3) = (50044xBxCumaxCF) ÷ Vs. As variáveis utilizadas são o volume de ácido (B) utilizado na titulação, a concentração do ácido (Cuma), o volume de água na amostra (Vs) e um fator de correção (CF), se necessário.
Importância da Alcalinidade
A alcalinidade determina como a água resiste às mudanças no pH, em particular a resistência a se tornar ácida. Alcalinidade mais alta significa maior resistência a mudanças no pH. Mudanças no pH podem ser devastadoras para o ecossistema. Muitas plantas e animais aquáticos requerem uma faixa de pH muito estreita para sobreviver. Animais ainda menos sensíveis ao pH sofrem se as mudanças no pH afetarem a cadeia alimentar. Além do ecossistema natural, a alcalinidade impacta os sistemas de águas residuais e a adequação da água para irrigação. A alcalinidade, também conhecida como dureza da água, impacta os sistemas domésticos de água ao construir depósitos minerais em canos e panelas, bem como aumentar a quantidade de sabão que as pessoas usam ao inibir a espuma.
Unidades de Alcalinidade
A alcalinidade mede a quantidade de cálcio, magnésio e outros íons moderadores de ácido. A alcalinidade pode ser relatada em termos de carbonato de cálcio, CaCO3. A alcalinidade é geralmente medida e relatada em termos de partes por milhão (ppm) ou grãos por galão.
Preparação para o teste
O método recomendado para determinar a alcalinidade usa titulação do ponto de inflexão (IPT) com solução de ácido sulfúrico. Mesmo ao usar uma solução de ácido sulfúrico 0,01639N disponível comercialmente, certifique-se de testar a solução em relação a um padrão de carbonato de sódio. Diferentes concentrações de ácido podem ser usadas, especialmente com alcalinidades mais baixas, mas o ácido deve ser comparado a um padrão.
As amostras de água precisam representar as condições ambientais, portanto, a exposição à luz solar, poeira, chuva ou outros contaminantes podem alterar os resultados do teste. Com o tempo, as mudanças de temperatura também podem afetar a qualidade da amostra, portanto, as amostras devem ser mantidas na temperatura do ambiente original. Para testes de alcalinidade, filtre as amostras de água através de uma membrana de 0,45 µm, onde a unidade µm significa micrômetro ou mícron. O micrômetro é igual a 10-6 metro ou um milionésimo de um metro.
A maioria dos testes usa uma amostra de cinquenta mililitros (50mL) em um béquer de 100mL, mas para amostras de baixa alcalinidade, uma amostra maior de 100mL pode ser usada.
Aparelho de teste e metodologia
O método de teste preferido usa uma bureta de vidro, mas um titulador digital também pode ser usado. Certifique-se de que a bureta esteja limpa e seca para que a solução ácida não seja diluída.
Use a metodologia de titulação padrão com cuidado especial em torno de pH 8,3 e pH 4,5. Para encontrar a alcalinidade em termos de carbonato de cálcio, tome cuidado especial, pois o pH da amostra se aproxima de 4,5.
Calculando Alcalinidade
A fórmula para calcular a alcalinidade encontra a razão do ácido para o ponto de equivalência do bicarbonato. A primeira equação mostra a alcalinidade em miliequivalentes por litro.
Use esta fórmula para encontrar a alcalinidade:
Alk (meq / L) = [B (mL) xCuma(meq / mL) xCF] ÷ [Vs(mL) x (1L ÷ 1000mL)] = (1000xBxCumaxCF) ÷ Vs
A seguinte equação combina a equação de alcalinidade com o fator de conversão para calcular a alcalinidade em CaCO3:
Alk (mg / L CaCO3) = Alk (meq / L) x (1mmol CaCO3÷ 2meq) x (100,087mg CaCO3÷ 1mmol CaCO3) = (50044xBxCumaxCF) ÷ Vs.
O cálculo da alcalinidade requer saber:
Alk significa alcalinidade
B: O volume de ácido usado na titulação do pH original ao ponto de equivalência (próximo ao pH 4,5) em mililitros.
Cuma: A concentração de ácido sulfúrico expressa como normalidade N ou em miliequivalentes por mililitro (meq / mL).
Vs: O volume da amostra em mililitros.
CF: Um fator de correção, se necessário. O fator de correção para os cartuchos de titulação digital Hach é igual a 1,01; todos os outros métodos de titulação têm um fator de correção igual a 1,0.
Suponha que o volume de ácido (B) usado seja igual a 12 mililitros de ácido, a concentração do ácido (Cuma) é igual a 0,01639meq / mL, e o volume da amostra de água (Vs) é igual a 50mL de água. Se realizar a titulação com uma bureta padrão, o fator de correção (CF) é igual a 1,0. Para calcular a alcalinidade, insira esses valores na primeira equação. O cálculo se torna:
Alk = (1000xBxCumaxCF) ÷ Vs ou Alk (meq / L) = [1000x12mLx0,01639 (meq / mL) x1,0] ÷ 50mL.
Resolvendo os rendimentos de alcalinidade: Alk (meq / L) = 3,9 meq / mL.
Para calcular a alcalinidade como carbonato de cálcio, use esta fórmula para calcular a alcalinidade na concentração de carbonato de cálcio (CaCO3). Insira os valores na fórmula para determinar a alcalinidade como CaCO3:
Alk (mg / L como CaCO3) = (50044xBxCumaxCF) ÷ Vs.
Inserindo os valores de exemplo, a equação se torna:
Alk (mg / L como CaCO3) = [50044x12mLx0,01639meq / mLx1,0] ÷ 50mL. Resolver a equação produz Alk (mg / L como CaCO3) = 196,8 mg / L.
Interpretando resultados
Miligramas por litro (mg / L) equivalem a partes por milhão (ppm). A alcalinidade também é conhecida como dureza da água. Em geral, água com dureza inferior a 17,0 ppm é considerada água macia. Água com dureza acima de 180 ppm é considerada muito dura. Neste exemplo, a amostra de água tem alcalinidade muito alta.