Apa pură nu există în natură. Chiar și în medii artificiale, puritatea apei nu durează mult după deschiderea sticlei. Apa dizolvă mai multe substanțe decât orice alt lichid cunoscut. De fapt, majoritatea oamenilor consideră că apa „pură” are un gust ciudat. Viața depinde de capacitatea apei de a dizolva multe substanțe, iar substanțele chimice dizolvate ale apei determină unele dintre condițiile fizice critice ale ecosistemelor. Două condiții importante și interdependente legate de apă sunt aciditatea și alcalinitatea.
TL; DR (Prea lung; Nu am citit)
Folosiți această ecuație pentru a calcula alcalinitatea în termeni de CaCO3: Alk (mg / L CaCO3) = Alk (meq / L) x (1mmol CaCO3÷ 2meq) x (100,087mg CaCO3÷ 1 mmol CaCO3) = (50044xBxCAxCF) ÷ Vs. Variabilele utilizate sunt volumul de acid (B) utilizat în titrare, concentrația acidului (CA), volumul de apă din eșantion (Vs) și un factor de corecție (CF), dacă este necesar.
Importanța alcalinității
Alcalinitatea determină modul în care apa rezistă la modificările pH-ului, în special rezistența la acidizare. Alcalinitatea mai mare înseamnă rezistență mai mare la modificările pH-ului. Modificările pH-ului pot fi devastatoare pentru ecosistem. Multe plante și animale acvatice necesită un interval de pH foarte restrâns pentru a supraviețui. Chiar și mai puține animale sensibile la pH suferă dacă modificările pH-ului afectează lanțul alimentar. În plus față de ecosistemul natural, alcalinitatea influențează sistemele de apă uzată și adecvarea apei pentru irigații. Alcalinitatea, denumită și duritatea apei, are impact asupra sistemelor de apă din casă prin construirea de depozite minerale în țevi și tigăi, precum și prin creșterea cantității de săpun pe care o folosesc oamenii prin inhibarea spumei.
Unități de alcalinitate
Alcalinitatea măsoară cantitatea de calciu, magneziu și alți ioni care moderează acidul. Alcalinitatea poate fi raportată în termeni de carbonat de calciu, CaCO3. Alcalinitatea este de obicei măsurată și raportată în termeni de părți pe milion (ppm) sau boabe pe galon.
Pregătirea pentru testare
Metoda recomandată pentru determinarea alcalinității folosește titrarea punctului de inflexiune (IPT) cu soluție de acid sulfuric. Chiar și atunci când utilizați soluție de acid sulfuric 0,01639N disponibilă în comerț, asigurați-vă că testați soluția în raport cu un standard de carbonat de sodiu. Pot fi utilizate concentrații diferite de acid, în special cu alcalinități mai mici, dar acidul trebuie comparat cu un standard.
Probele de apă trebuie să reprezinte condițiile de mediu, astfel încât expunerea la lumina soarelui, praf, ploaie sau alți contaminanți poate modifica rezultatele testelor. În timp, schimbările de temperatură pot afecta și calitatea eșantionului, astfel încât eșantioanele trebuie păstrate la temperatura mediului inițial. Pentru testele de alcalinitate, filtrați probele de apă printr-o membrană de 0,45 µm unde unitatea µm înseamnă micrometru sau micron. Micrometrul este egal cu 10-6 metru sau o milionime de metru.
Majoritatea testelor utilizează o probă de cincizeci de mililitri (50 ml) într-un pahar de 100 ml, dar pentru probele cu alcalinitate scăzută poate fi utilizată o probă mai mare de 100 ml.
Aparat de testare și metodologie
Metoda de testare preferată utilizează un buret de sticlă, dar poate fi utilizat și un titrator digital. Asigurați-vă că bureta este curată și uscată, astfel încât soluția acidă să nu fie diluată.
Utilizați metodologia standard de titrare cu o atenție deosebită luată în jurul valorii de pH 8,3 și pH 4,5. Pentru a găsi alcalinitatea în termeni de carbonat de calciu, aveți grijă deosebită, deoarece pH-ul probei se apropie de pH 4,5.
Calculul alcalinității
Formula pentru calcularea alcalinității găsește raportul dintre acid și punctul de echivalență al bicarbonatului. Prima ecuație arată alcalinitatea în miliechivalenți pe litru.
Folosiți această formulă pentru a găsi alcalinitatea:
Alk (meq / L) = [B (mL) xCA(meq / mL) xCF] ÷ [Vs(mL) x (1L ÷ 1000mL)] = (1000xBxCAxCF) ÷ Vs
Următoarea ecuație combină ecuația alcalinității cu factorul de conversie pentru a calcula alcalinitatea în CaCO3:
Alk (mg / L CaCO3) = Alk (meq / L) x (1mmol CaCO3÷ 2meq) x (100,087mg CaCO3÷ 1 mmol CaCO3) = (50044xBxCAxCF) ÷ Vs.
Calculul alcalinității necesită cunoașterea:
Alk înseamnă alcalinitate
B: Volumul de acid utilizat în titrare de la pH-ul inițial la punctul de echivalență (apropiat de pH4,5) în mililitri.
CA: Concentrația acidului sulfuric exprimată ca normalitate N sau ca miliechivalenți pe mililitru (meq / ml).
Vs: Volumul probei în mililitri.
CF: Un factor de corecție, dacă este necesar. Factorul de corecție pentru cartușele de titrare digitale Hach este egal cu 1,01; toate celelalte metode de titrare au un factor de corecție egal cu 1,0.
Să presupunem că volumul de acid (B) utilizat este egal cu 12 mililitri de acid, concentrația acidului (CA) este egal cu 0,01639meq / mL, iar volumul probei de apă (Vs) este egal cu 50mL de apă. Dacă efectuați titrarea cu un buret standard, factorul de corecție (CF) este egal cu 1,0. Pentru a calcula alcalinitatea, introduceți aceste valori în prima ecuație. Calculul devine:
Alk = (1000xBxCAxCF) ÷ Vs sau Alk (meq / L) = [1000x12mLx0.01639 (meq / mL) x1.0] ÷ 50mL.
Rezolvarea pentru alcalinitate produce: Alk (meq / L) = 3,9 meq / mL.
Pentru a calcula alcalinitatea ca carbonat de calciu, utilizați această formulă pentru a calcula alcalinitatea în concentrație de carbonat de calciu (CaCO3). Introduceți valorile în formulă pentru a determina alcalinitatea ca CaCO3:
Alk (mg / L ca CaCO3) = (50044xBxCAxCF) ÷ Vs.
Inserând valorile de exemplu, ecuația devine:
Alk (mg / L ca CaCO3) = [50044x12mLx0.01639meq / mLx1.0] ÷ 50mL. Rezolvarea ecuației produce Alk (mg / L ca CaCO3) = 196,8mg / L.
Interpretarea rezultatelor
Miligrame pe litru (mg / L) este egal cu părți pe milion (ppm). Alcalinitatea este cunoscută și sub denumirea de duritate a apei. În general, apa cu o duritate mai mică de 17,0 ppm este considerată apă moale. Apa cu duritate peste 180 ppm este considerată apă foarte dură. În acest exemplu, proba de apă are o alcalinitate foarte mare.