Čistá voda v prírode neexistuje. Ani v umelom prostredí nevydrží čistota vody veľa po otvorení fľaše. Voda rozpúšťa viac látok ako ktorákoľvek iná známa kvapalina. V skutočnosti väčšine ľudí chutí „čistá“ voda čudne. Život závisí od schopnosti vody rozpúšťať veľa látok a chemikálie rozpustené vo vode určujú niektoré kritické fyzikálne podmienky ekosystémov. Dvomi dôležitými a navzájom súvisiacimi podmienkami súvisiacimi s vodou sú kyslosť a zásaditosť.
TL; DR (príliš dlhý; Nečítali)
Pomocou tejto rovnice vypočítajte zásaditosť ako CaCO3: Alk (mg / l CaCO3) = Alk (meq / L) x (1 mmol CaCO3÷ 2meq) x (100,087 mg CaCO3÷ 1 mmol CaCO3) = (50044xBxCaxCF) ÷ Vs. Použité premenné sú objem kyseliny (B) použitej pri titrácii, koncentrácia kyseliny (Ca), objem vody vo vzorke (Vs) a v prípade potreby korekčný faktor (CF).
Dôležitosť zásaditosti
Alkalita určuje, ako voda odoláva zmenám pH, najmä odolnosti voči prekysleniu. Vyššia zásaditosť znamená vyššiu odolnosť voči zmenám pH. Zmeny pH môžu byť pre ekosystém zničujúce. Mnoho rastlín a vodných živočíchov vyžaduje na prežitie veľmi úzke rozmedzie pH. Dokonca aj zvieratá menej citlivé na pH trpia, ak zmeny pH ovplyvnia potravinový reťazec. Okrem prírodného ekosystému ovplyvňuje zásaditosť systémy odpadových vôd a vhodnosť vody na zavlažovanie. Zásaditosť, ktorá sa tiež označuje ako tvrdosť vody, ovplyvňuje domáce vodné systémy vytváraním minerálnych usadenín v potrubiach a panvách, ako aj zvyšovaním množstva mydla, ktoré ľudia používajú, a to potlačením tvorby peny.
Jednotky zásaditosti
Alkalita meria množstvo vápniku, horčíka a iných iónov zmierňujúcich kyseliny. Alkalitu možno uviesť v podobe uhličitanu vápenatého, CaCO3. Alkalita sa zvyčajne meria a uvádza ako časti na milión (ppm) alebo zrná na galón.
Príprava na testovanie
Odporúčaná metóda na stanovenie zásaditosti používa titráciu inflexného bodu (IPT) roztokom kyseliny sírovej. Aj pri použití komerčne dostupného roztoku 0,01639 N kyseliny sírovej nezabudnite roztok otestovať proti štandardu uhličitanu sodného. Môžu sa použiť rôzne koncentrácie kyselín, najmä pri nižších zásadách, ale kyselina musí byť porovnaná so štandardom.
Vzorky vody musia reprezentovať podmienky prostredia, takže vystavenie slnečnému žiareniu, prachu, dažďu alebo iným znečisťujúcim látkam môže zmeniť výsledky testu. V priebehu času môžu zmeny teploty tiež ovplyvniť kvalitu vzorky, preto by sa vzorky mali uchovávať pri teplote pôvodného prostredia. Pri testoch zásaditosti prefiltrujte vzorky vody cez membránu 0,45 um, kde jednotka um znamená mikrometer alebo mikrón. Mikrometer sa rovná 10-6 meter alebo milióntina metra.
Väčšina testov používa vzorku s objemom päťdesiat mililitrov (50 ml) v kadičke s objemom 100 ml, ale pre vzorky s nízkou zásaditosťou sa môže použiť väčšia vzorka s objemom 100 ml.
Skúšobné zariadenie a metodika
Uprednostňovaná testovacia metóda využíva sklenený byret, ale je možné použiť aj digitálny titrátor. Uistite sa, že byreta je čistá a suchá, aby sa kyslý roztok nerozriedil.
Použite štandardnú titračnú metodológiu s osobitnou opatrnosťou pri pH 8,3 a pH 4,5. Pri zisťovaní zásaditosti v podobe uhličitanu vápenatého buďte obzvlášť opatrní, pretože pH vzorky sa blíži k hodnote 4,5.
Výpočet zásaditosti
Vzorec na výpočet zásaditosti zistí pomer kyseliny k bodu ekvivalencie bikarbonátu. Prvá rovnica ukazuje zásaditosť v miliekvivalentoch na liter.
Pomocou tohto vzorca zistíte zásaditosť:
Alk (meq / L) = [B (ml) xCa(meq / ml) xCF] ÷ [Vs(ml) x (1L ÷ 1 000 ml)] = (1 000 x BxCaxCF) ÷ Vs
Nasledujúca rovnica kombinuje rovnicu zásaditosti s konverzným faktorom na výpočet zásaditosti v CaCO3:
Alk (mg / l CaCO3) = Alk (meq / L) x (1 mmol CaCO3÷ 2meq) x (100,087 mg CaCO3÷ 1 mmol CaCO3) = (50044xBxCaxCF) ÷ Vs.
Výpočet zásaditosti vyžaduje vedomosti:
Alk znamená zásaditosť
B: Objem kyseliny použitej pri titrácii z pôvodného pH do bodu ekvivalencie (takmer pH 4,5) v mililitroch.
C.a: Koncentrácia kyseliny sírovej vyjadrená ako normálnosť N alebo ako miliekvivalenty na mililiter (meq / ml).
V.s: Objem vzorky v mililitroch.
CF: Korekčný faktor, ak je to potrebné. Korekčný faktor pre kazety digitálneho titrátora Hach sa rovná 1,01; všetky ostatné titračné metódy majú korekčný faktor rovný 1,0.
Predpokladajme, že objem použitej kyseliny (B) sa rovná 12 mililitrom kyseliny, koncentrácia kyseliny (Ca) sa rovná 0,01639 meq / ml a objem vzorky vody (Vs) sa rovná 50 ml vody. Ak sa vykonáva titrácia so štandardným byretom, korekčný faktor (CF) sa rovná 1,0. Na výpočet zásaditosti vložte tieto hodnoty do prvej rovnice. Výpočet sa stane:
Alk = (1 000xBxCaxCF) ÷ Vs alebo Alk (meq / L) = [1 000x12mLx0,01639 (meq / ml) x1,0] ÷ 50mL.
Riešenie pre výťažky alkality: Alk (meq / L) = 3,9 meq / ml.
Na výpočet zásaditosti ako uhličitanu vápenatého použite tento vzorec na výpočet zásaditosti v koncentrácii uhličitanu vápenatého (CaCO3). Vložte hodnoty do vzorca, aby ste určili zásaditosť ako CaCO3:
Alk (mg / l ako CaCO3) = (50044xBxCaxCF) ÷ Vs.
Po vložení vzorových hodnôt sa rovnica stáva:
Alk (mg / l ako CaCO3) = [50044x12mLx0,01639meq / mlx1,0] ÷ 50mL. Riešením rovnice sa získa Alk (mg / l ako CaCO3) = 196,8 mg / l.
Interpretácia výsledkov
Miligramy na liter (mg / l) sa rovnajú častiam na milión (ppm). Alkalita je tiež známa ako tvrdosť vody. Všeobecne sa voda s tvrdosťou menšou ako 17,0 ppm považuje za mäkkú vodu. Voda s tvrdosťou nad 180 ppm sa považuje za veľmi tvrdú vodu. V tomto príklade má vzorka vody veľmi vysokú zásaditosť.