Чистой воды в природе не существует. Даже в искусственной среде чистота воды не длится долго после открытия бутылки. Вода растворяет больше веществ, чем любая другая известная жидкость. На самом деле, большинство людей находят «чистую» воду странной на вкус. Жизнь зависит от способности воды растворять многие вещества, а растворенные в воде химические вещества определяют некоторые из критических физических условий экосистем. Двумя важными и взаимосвязанными условиями, связанными с водой, являются кислотность и щелочность.
TL; DR (слишком длинный; Не читал)
Используйте это уравнение для расчета щелочности по CaCO3: Алк (мг / л CaCO3) = Alk (мэкв / л) x (1 ммоль CaCO3÷ 2meq) x (100,087 мг CaCO3÷ 1 ммоль CaCO3) = (50044xBxCаxCF) ÷ Vs. Используемые переменные: объем кислоты (B), использованный при титровании, концентрация кислоты (Cа), объем воды в пробе (Vs) и поправочный коэффициент (CF), если необходимо.
Важность щелочности
Щелочность определяет, насколько вода противостоит изменениям pH, в частности, сопротивляется кислотности. Более высокая щелочность означает более высокую устойчивость к изменениям pH. Изменения pH могут иметь разрушительные последствия для экосистемы. Многим растениям и водным животным для выживания требуется очень узкий диапазон pH. Даже менее чувствительные к pH животные страдают, если изменения pH влияют на пищевую цепочку. Помимо естественной экосистемы, щелочность влияет на системы сточных вод и пригодность воды для орошения. Щелочность, также называемая жесткостью воды, влияет на домашние водные системы, накапливая минеральные отложения в трубах и кастрюлях, а также увеличивая количество мыла, которое люди используют, препятствуя пенообразованию.
Единицы щелочности
Щелочность определяет количество кальция, магния и других ионов, замедляющих кислотность. Щелочность может быть выражена в виде карбоната кальция, CaCO.3. Щелочность обычно измеряется и указывается в частях на миллион (ppm) или в зернах на галлон.
Подготовка к тестированию
Рекомендуемый метод определения щелочности основан на титровании до точки перегиба (IPT) раствором серной кислоты. Даже при использовании имеющегося в продаже 0,01639N раствора серной кислоты обязательно проверьте раствор по стандарту карбоната натрия. Могут использоваться различные концентрации кислоты, особенно с более низкой щелочностью, но кислоту необходимо сравнивать со стандартом.
Образцы воды должны отражать условия окружающей среды, поэтому воздействие солнечного света, пыли, дождя или других загрязняющих веществ может повлиять на результаты испытаний. Со временем изменения температуры также могут повлиять на качество пробы, поэтому образцы следует хранить при температуре исходной среды. Для испытаний на щелочность отфильтруйте пробы воды через мембрану 0,45 мкм, где микрометр означает микрометр или микрон. Микрометр равен 10-6 метр или одна миллионная метра.
В большинстве тестов используется образец объемом 50 мл (50 мл) в химическом стакане на 100 мл, но для образцов с низкой щелочностью можно использовать более крупный образец объемом 100 мл.
Аппаратура и методика испытаний
В предпочтительном методе тестирования используется стеклянная бюретка, но также можно использовать цифровой титратор. Убедитесь, что бюретка чистая и сухая, чтобы раствор кислоты не разбавлялся.
Используйте стандартную методику титрования, уделяя особое внимание значениям pH 8,3 и 4,5. При определении щелочности по карбонату кальция следует проявлять особую осторожность, поскольку pH пробы приближается к pH 4,5.
Расчет щелочности
Формула для расчета щелочности находит отношение кислоты к точке бикарбонатного эквивалента. Первое уравнение показывает щелочность в миллиэквивалентах на литр.
Используйте эту формулу, чтобы определить щелочность:
Alk (мэкв / л) = [B (мл) xCа(мэкв / мл) xCF] ÷ [Vs(мл) x (1 л ÷ 1000 мл)] = (1000xBxCаxCF) ÷ Vs
Следующее уравнение объединяет уравнение щелочности с коэффициентом преобразования для расчета щелочности в CaCO.3:
Алк (мг / л CaCO3) = Alk (мэкв / л) x (1 ммоль CaCO3÷ 2meq) x (100,087 мг CaCO3÷ 1 ммоль CaCO3) = (50044xBxCаxCF) ÷ Vs.
Для расчета щелочности необходимо знать:
Щелочность означает щелочность
B: Объем кислоты, использованный при титровании от исходного pH до точки эквивалентности (около pH4,5) в миллилитрах.
Cа: Концентрация серной кислоты, выраженная как нормальный N или миллиэквиваленты на миллилитр (мэкв / мл).
Vs: Объем образца в миллилитрах.
CF: поправочный коэффициент, если необходимо. Поправочный коэффициент для картриджей цифрового титратора Hach равен 1,01; все остальные методы титрования имеют поправочный коэффициент, равный 1,0.
Предположим, что объем использованной кислоты (B) равен 12 миллилитрам кислоты, концентрация кислоты (Cа) составляет 0,01639 мэкв / мл, а объем пробы воды (Vs) равняется 50 мл воды. При выполнении титрования стандартной бюреткой поправочный коэффициент (CF) равен 1,0. Чтобы рассчитать щелочность, введите эти значения в первое уравнение. Расчет становится:
Alk = (1000xBxCаxCF) ÷ Vs или Алк (мэкв / л) = [1000x12 мл x 0,01639 (мэкв / мл) x1,0] ÷ 50 мл.
Определение щелочности: выход Alk (мэкв / л) = 3,9 мэкв / мл.
Чтобы рассчитать щелочность по карбонату кальция, используйте эту формулу для расчета щелочности по концентрации карбоната кальция (CaCO3). Введите значения в формулу, чтобы определить щелочность как CaCO.3:
Алк (мг / л в пересчете на СаСО)3) = (50044xBxCаxCF) ÷ Vs.
После вставки значений в качестве примера уравнение выглядит следующим образом:
Алк (мг / л как CaCO3) = [50044x12 мл x 0,01639 мэкв / мл x 1,0] ÷ 50 мл. Решение уравнения дает Alk (мг / л в пересчете на CaCO3) = 196,8 мг / л.
Интерпретация результатов
Миллиграммы на литр (мг / л) равны частям на миллион (ppm). Щелочность также известна как жесткость воды. В общем, вода с жесткостью менее 17,0 частей на миллион считается мягкой водой. Вода с жесткостью более 180 ppm считается очень жесткой водой. В этом примере образец воды имеет очень высокую щелочность.