Rent vatten finns inte i naturen. Även i konstgjorda miljöer räcker inte vattnets renhet mycket längre än flaskans öppning. Vatten löser upp fler ämnen än någon annan känd vätska. Faktum är att de flesta tycker att "rent" vatten smakar udda. Livet beror på vattnets förmåga att lösa upp många ämnen, och vattenlösta kemikalier bestämmer några av de kritiska fysiska förhållandena i ekosystemen. Två viktiga och inbördes relaterade vattenrelaterade förhållanden är surhet och alkalinitet.
TL; DR (för lång; Läste inte)
Använd denna ekvation för att beräkna alkaliniteten i termer av CaCO3: Alk (mg / L CaCO3) = Alk (meq / L) x (1 mmol CaCO3÷ 2meq) x (100,087 mg CaCO3÷ 1 mmol CaCO3) = (50044xBxCaxCF) ÷ Vs. De använda variablerna är volymen syra (B) som används vid titreringen, syrakoncentrationen (Ca), volymen vatten i provet (Vs) och en korrigeringsfaktor (CF), om det behövs.
Betydelsen av alkalinitet
Alkalinitet bestämmer hur vatten motstår förändringar i pH, särskilt motstånd mot att bli surt. Högre alkalinitet betyder högre motståndskraft mot förändringar i pH. Förändringar i pH kan vara förödande för ekosystemet. Många växter och vattenlevande djur kräver ett mycket smalt pH-område för att överleva. Ännu mindre pH-känsliga djur lider om förändringar i pH påverkar livsmedelskedjan. Förutom det naturliga ekosystemet påverkar alkaliniteten avloppssystem och vattnets lämplighet för bevattning. Alkalinitet, även kallad vattenhårdhet, påverkar hemvattensystem genom att bygga mineralavlagringar i rör och kokkärl samt öka mängden tvål människor använder genom att hämma skum.
Enheter av alkalinitet
Alkalinitet mäter mängden kalcium, magnesium och andra syramodererande joner. Alkalinitet kan rapporteras i termer av kalciumkarbonat, CaCO3. Alkalinitet mäts och rapporteras vanligtvis i delar per miljon (ppm) eller korn per gallon.
Förbereder för testning
Den rekommenderade metoden för att bestämma alkalinitet använder inflexionspunkttitrering (IPT) med svavelsyralösning. Även när du använder kommersiellt tillgänglig 0,01639N svavelsyralösning, var noga med att testa lösningen mot en natriumkarbonatstandard. Olika syrakoncentrationer kan användas, särskilt med lägre alkaliniteter, men syran måste jämföras med en standard.
Vattenprover måste representera miljöförhållandena, så exponering för solljus, damm, regn eller andra föroreningar kan förändra testresultaten. Med tiden kan temperaturförändringar också påverka provets kvalitet, så proverna bör hållas vid temperaturen i den ursprungliga miljön. För alkalinitetstester, filtrera vattenproverna genom ett 0,45 µm membran där enheten µm betyder mikrometer eller mikron. Mikrometern är lika med 10-6 meter eller en miljonedel av en meter.
De flesta tester använder ett 50 ml prov (50 ml) i en 100 ml bägare, men för prover med låg alkalinitet kan ett större prov på 100 ml användas.
Testapparater och metodik
Den föredragna testmetoden använder en glasburk, men en digital titrator kan också användas. Se till att buret är rent och torrt så att syralösningen inte späds ut.
Använd standard titreringsmetod med särskild försiktighet vid pH 8,3 och pH 4,5. För att hitta alkalinitet i termer av kalciumkarbonat, var särskilt försiktig när provets pH närmar sig pH 4,5.
Beräkning av alkalinitet
Formeln för beräkning av alkalinitet hittar förhållandet mellan syra och bikarbonatekvivalenspunkten. Den första ekvationen visar alkaliniteten i milliekvivalenter per liter.
Använd denna formel för att hitta alkalinitet:
Alk (meq / L) = [B (ml) x C.a(meq / ml) xCF] ÷ [V.s(ml) x (1L ÷ 1000 ml)] = (1000xBxCaxCF) ÷ Vs
Följande ekvation kombinerar alkalinitetsekvationen med omvandlingsfaktorn för att beräkna alkaliniteten i CaCO3:
Alk (mg / 1 CaCO3) = Alk (meq / L) x (1 mmol CaCO3÷ 2meq) x (100,087 mg CaCO3÷ 1 mmol CaCO3) = (50044xBxCaxCF) ÷ Vs.
Beräkning av alkalinitet kräver kunskap om:
Alk betyder alkalinitet
B: Volymen syra som används vid titreringen från det ursprungliga pH till ekvivalenspunkten (nära pH 4,5) i milliliter.
Ca: Koncentrationen av svavelsyran uttryckt som normalitet N eller som milliekvivalenter per milliliter (meq / ml).
Vs: Provets volym i milliliter.
CF: En korrigeringsfaktor, om det behövs. Korrektionsfaktorn för Hach digitala titratorpatroner är lika med 1,01; alla andra titreringsmetoder har en korrektionsfaktor lika med 1.0.
Antag att använd volym syra (B) är lika med 12 ml syra, syrakoncentrationen (Ca) är lika med 0,01639 mekv / ml, och vattenprovvolymen (V.s) är lika med 50 ml vatten. Om titreringen utförs med en standard buret är korrektionsfaktorn lika med 1.0. För att beräkna alkaliniteten, sätt in dessa värden i den första ekvationen. Beräkningen blir:
Alk = (1000xBxCaxCF) ÷ Vs eller Alk (meq / L) = [1000x12mLx0.01639 (meq / mL) x1.0] ÷ 50 ml.
Lösning av alkalinitetsutbyten: Alk (meq / L) = 3,9 meq / ml.
För att beräkna alkalinitet som kalciumkarbonat, använd denna formel för att beräkna alkaliniteten i koncentrationen av kalciumkarbonat (CaCO3). Infoga värdena i formeln för att bestämma alkaliniteten som CaCO3:
Alk (mg / l som CaCO3) = (50044xBxCaxCF) ÷ Vs.
Att infoga exempelvärdena blir ekvationen:
Alk (mg / l som CaCO3) = [50044x12mLx0.01639meq / mlx1.0] ÷ 50 ml. Att lösa ekvationen ger Alk (mg / L som CaCO3) = 196,8 mg / L.
Tolka resultat
Milligram per liter (mg / L) är lika med delar per miljon (ppm). Alkalinitet är också känd som vattenhårdhet. I allmänhet anses vatten med en hårdhet mindre än 17,0 ppm vara mjukt vatten. Vatten med hårdhet över 180 ppm anses vara mycket hårt vatten. I detta exempel har vattenprovet mycket hög alkalinitet.
