Čista voda v naravi ne obstaja. Tudi v umetnih okoljih čistost vode ne zdrži dosti po odprtju steklenice. Voda raztopi več snovi kot katera koli druga znana tekočina. Pravzaprav se večini ljudi zdi "čista" voda nenavadnega okusa. Življenje je odvisno od sposobnosti vode, da raztopi številne snovi, in v vodi raztopljene kemikalije določajo nekatere kritične fizikalne razmere ekosistemov. Dva pomembna in med seboj povezana stanja, povezana z vodo, sta kislost in alkalnost.
TL; DR (predolgo; Nisem prebral)
Uporabite to enačbo za izračun alkalnosti v smislu CaCO3: Alk (mg / l CaCO3) = Alk (meq / L) x (1 mmol CaCO3÷ 2meq) x (100,087 mg CaCO3÷ 1 mmol CaCO3) = (50044xBxCaxCF) ÷ Vs. Uporabljene spremenljivke so volumen kisline (B), uporabljen pri titraciji, koncentracija kisline (Ca), prostornina vode v vzorcu (Vs) in po potrebi korekcijski faktor (CF).
Pomen alkalnosti
Alkalnost določa, kako se voda upira spremembam pH, zlasti odpornosti na kislost. Večja alkalnost pomeni večjo odpornost na spremembe pH. Spremembe pH so lahko za ekosisteme uničujoče. Številne rastline in vodne živali potrebujejo za preživetje zelo ozko območje pH. Še manj pH občutljive živali trpijo, če spremembe pH vplivajo na prehranjevalno verigo. Alkalnost poleg naravnega ekosistema vpliva na sisteme odpadnih voda in primernost vode za namakanje. Alkalnost, imenovana tudi trdota vode, vpliva na vodne sisteme doma z gradnjo mineralnih usedlin v ceveh in ponvah ter povečuje količino mila, ki ga ljudje uporabljajo z zaviranjem pene.
Enote alkalnosti
Alkalnost meri količino kalcija, magnezija in drugih kislinsko moderirajočih ionov. Alkalnost se lahko poroča glede na kalcijev karbonat, CaCO3. Alkalnost se običajno meri in poroča v delih na milijon (ppm) ali zrnih na galono.
Priprave na testiranje
Priporočena metoda za določanje alkalnosti uporablja titracijo prevojne točke (IPT) z raztopino žveplove kisline. Tudi če uporabljate komercialno dostopno 0,01639N raztopino žveplove kisline, preskusite raztopino glede na standard natrijevega karbonata. Uporabljajo se lahko različne koncentracije kislin, zlasti z nižjimi alkalnostmi, vendar je treba kislino primerjati s standardom.
Vzorci vode morajo predstavljati okoljske razmere, zato lahko izpostavljenost sončni svetlobi, prahu, dežju ali drugim onesnaževalcem spremeni rezultate testov. Sčasoma lahko temperaturne spremembe vplivajo tudi na kakovost vzorca, zato je treba vzorce hraniti pri temperaturi prvotnega okolja. Za preskuse alkalnosti vzorce vode filtrirajte skozi 0,45 µm membrano, pri čemer enota µm pomeni mikrometer ali mikron. Mikrometer je enak 10-6 meter ali eno milijoninko metra.
Večina testov uporablja vzorec petdeset mililitrov (50 ml) v čaši s 100 ml, za vzorce z nizko alkalnostjo pa lahko uporabimo večji vzorec s 100 ml.
Preskusna naprava in metodologija
Najprimernejša preskusna metoda uporablja stekleno bireto, lahko pa se uporabi tudi digitalni titrator. Prepričajte se, da je bireta čista in suha, da raztopina kisline ne bo razredčena.
Uporabite standardno metodo titriranja s posebno pozornostjo pri pH 8,3 in 4,5. Pri iskanju alkalnosti v smislu kalcijevega karbonata bodite posebno pozorni, saj se pH vzorca približa pH 4,5.
Izračun alkalnosti
Formula za izračun alkalnosti najde razmerje kisline in točke ekvivalenčnosti bikarbonata. Prva enačba prikazuje alkalnost v miliekvivalentih na liter.
Uporabite to formulo za iskanje alkalnosti:
Alk (meq / L) = [B (ml) xCa(meq / ml) xCF] ÷ [Vs(ml) x (1L ÷ 1000mL)] = (1000xBxCaxCF) ÷ Vs
Naslednja enačba združuje enačbo alkalnosti s pretvorbenim faktorjem za izračun alkalnosti v CaCO3:
Alk (mg / l CaCO3) = Alk (meq / L) x (1 mmol CaCO3÷ 2meq) x (100,087 mg CaCO3÷ 1 mmol CaCO3) = (50044xBxCaxCF) ÷ Vs.
Izračun alkalnosti zahteva poznavanje:
Alk pomeni alkalnost
B: Količina kisline, uporabljene pri titraciji od prvotnega pH do točke enakovrednosti (blizu pH 4,5) v mililitrih.
Ca: Koncentracija žveplove kisline, izražena kot normalno N ali kot milikvivalenti na mililiter (meq / ml).
Vs: Prostornina vzorca v mililitrih.
CF: po potrebi korekcijski faktor. Korekcijski faktor za digitalne titratorske kartuše Hach je 1,01; vse druge titracijske metode imajo korekcijski faktor 1,0.
Predpostavimo, da je količina uporabljene kisline (B) enaka 12 mililitrov kisline, koncentracija kisline (Ca) je enaka 0,01639meq / ml, volumen vzorca vode (Vs) je enako 50 ml vode. Če titriramo s standardno bireto, je korekcijski faktor (CF) 1,0. Za izračun alkalnosti vstavite te vrednosti v prvo enačbo. Izračun postane:
Alk = (1000xBxCaxCF) ÷ Vs ali Alk (meq / L) = [1000x12mLx0,01639 (meq / ml) x1,0] ÷ 50mL.
Rešitev za bazičnost daje: Alk (meq / L) = 3,9 meq / ml.
Za izračun alkalnosti kot kalcijev karbonat uporabite to formulo za izračun alkalnosti v koncentraciji kalcijevega karbonata (CaCO3). Vstavite vrednosti v formulo, da določite alkalnost kot CaCO3:
Alk (mg / l kot CaCO3) = (50044xBxCaxCF) ÷ Vs.
Če vstavimo vzorčne vrednosti, enačba postane:
Alk (mg / l kot CaCO3) = [50044x12mLx0,01639meq / mLx1,0] ÷ 50mL. Z reševanjem enačbe dobimo Alk (mg / L kot CaCO3) = 196,8 mg / L.
Tolmačenje rezultatov
Miligrami na liter (mg / L) so enaki delcem na milijon (ppm). Alkalnost je znana tudi kot trdota vode. Na splošno velja, da je voda s trdoto manj kot 17,0 ppm mehka voda. Voda s trdoto nad 180 ppm velja za zelo trdo vodo. V tem primeru ima vzorec vode zelo visoko alkalnost.