Kako izračunati alkalnost kao koncentraciju CaCO3

Sadržaj

• TL; DR (Predugo; nisam pročitao)
• Važnost alkalnosti
• Jedinice alkalnosti
• Priprema za testiranje
• Uređaji i metodologija ispitivanja
• Izračunavanje alkalnosti
• Tumačenje rezultata

Čista voda ne postoji u prirodi. Čak i u umjetnim okruženjima, čistoća vode ne traje mnogo prije otvaranja boce. Voda rastvara više tvari nego bilo koja druga poznata tekućina. U stvari, većina ljudi smatra "čistim" okusima vode čudnim. Život ovisi o sposobnosti vode da rastvara mnoge tvari, a kemikalije otopljene u vodi određuju neke kritične fizičke uvjete ekosustava. Dva važna i međusobno povezana uvjeta povezana s vodom su kiselost i alkalnost.

TL; DR (Predugo; nisam pročitao)

Pomoću ove jednadžbe izračunajte alkalnost u smislu CaCO₃: Alk (mg / L CaCO)₃) = Alk (meq / L) x (1mmol CaCO₃÷ 2meq) x (100.087mg CaCO₃÷ 1mmol CaCO₃) = (50044xBxCxCF) ÷ V_a, Korištene varijable su volumen kiseline (B) koji se koristi za titraciju, koncentracija kiseline (C)), volumen vode u uzorku (V_a) i korekcijski faktor (CF), ako je potrebno.

Važnost alkalnosti

Alkalnost određuje kako se voda odupire promjenama pH, osobito otpornost da postane kisela. Veća alkalnost znači veću otpornost na promjene pH. Promjene u pH mogu biti pogubne za ekosustav. Mnoge biljke i vodene životinje zahtijevaju vrlo uzak raspon pH da bi preživjele. Čak i manje osjetljive na pH životinje pate ako promjene pH utječu na prehrambeni lanac. Osim prirodnog ekosustava, alkalnost utječe na sustave otpadnih voda i pogodnost vode za navodnjavanje. Alkalnost, koja se naziva i tvrdoća vode, utječe na vodoopskrbne sustave izgradnjom mineralnih ležišta u cijevima i loncima, kao i povećanjem količine sapuna koji inhibira površinu.

Jedinice alkalnosti

Alkalnost mjeri količinu kalcija, magnezija i drugih iona koji moderiraju kiselinom. Alkalnost se može prijaviti u obliku kalcijevog karbonata, CaCO₃, Alkalnost se obično mjeri i izvještava u dijelovima na milijun (ppm) ili zrnima po galonu.

Priprema za testiranje

Preporučena metoda za određivanje alkalnosti koristi titraciju točke pregiba (IPT) s otopinom sumporne kiseline. Čak i kada koristite komercijalno dostupnu otopinu sumporne kiseline 0,01639N, provjerite je li otopina natrijum karbonata standard. Mogu se koristiti različite koncentracije kiselina, posebno s nižim alkalnostima, ali kiselina se mora usporediti sa standardom.

Uzorci vode moraju predstavljati uvjete okoliša, tako da izlaganje suncu, prašini, kiši ili drugim onečišćenjima može promijeniti rezultate ispitivanja. Tijekom vremena, temperaturne promjene mogu utjecati i na kvalitetu uzorka, pa uzorke treba čuvati na temperaturi izvornog okoliša. Za ispitivanja alkalnosti filtrirajte uzorke vode kroz membranu od 0,45 µm gdje jedinica µm znači mikrometar ili mikron. Mikrometar je jednak 10^-6 metar ili milijun od metra.

Većina testova koristi uzorak od pedeset mililitara (50mL) u čaši od 100mL, ali za uzorke male alkalnosti može se upotrijebiti veći uzorak od 100mL.

Uređaji i metodologija ispitivanja

Poželjna metoda ispitivanja koristi stakleni buret, ali se također može koristiti digitalni titrator. Pazite da je buret čist i suh kako otopina kiseline neće biti razrijeđena.

Koristite standardnu ​​metodologiju titracije s posebnom pažnjom oko pH 8,3 i pH 4,5. Za pronalaženje alkalnosti u smislu kalcijevog karbonata posebno vodite računa jer se pH uzorka približava pH 4,5.

Izračunavanje alkalnosti

Formula za izračunavanje alkalnosti pronalazi omjer kiseline u točki ekvivalencije bikarbonata. Prva jednadžba prikazuje alkalnost u miliekvivalentima po litri.

Pomoću ove formule pronađite alkalnost:

Alk (mekv / l) = ÷ = (1000xBxCxCF) ÷ V_a

Sljedeća jednadžba kombinira jednadžbu alkalnosti s faktorom pretvorbe za izračunavanje alkalnosti u CaCO₃:

Alk (mg / L CaCO)₃) = Alk (meq / L) x (1mmol CaCO₃÷ 2meq) x (100.087mg CaCO₃÷ 1mmol CaCO₃) = (50044xBxCxCF) ÷ V_a.

Za računanje alkalnosti potrebno je znati:

Alk znači alkalnost

B: Volumen kiseline upotrijebljen za titraciju od izvornog pH do točke ekvivalencije (blizu pH 4,5) u mililitrima.

C: Koncentracija sumporne kiseline izražena kao normalnost N ili kao milekvivalenti po mililitru (meq / mL).

V_a: Volumen uzorka u mililitrima.

CF: Po potrebi korekcijski faktor. Korekcijski faktor za Hach-ove uloške s digitalnim titrarom jednak je 1,01; sve ostale metode titracije imaju korekcijski faktor jednak 1,0.

Pretpostavimo da je volumen korištene kiseline (B) jednak 12 mililitara kiseline, koncentracija kiselina (C) jednak je 0,01639meq / ml, a volumen uzorka vode (V_a) jednako 50mL vode. Ako titraciju izvodimo sa standardnim buretom, korekcijski faktor (CF) jednak je 1,0. Da biste izračunali alkalnost, umetnite ove vrijednosti u prvu jednadžbu. Izračun postaje:

K = (1000xBxCxCF) ÷ V_a ili Alk (meq / L) = ÷ 50mL.

Rješavanje za alkalne prinose: Alk (meq / L) = 3,9 meq / ml.

Da biste izračunali alkalnost kao kalcijev karbonat, koristite ovu formulu za izračunavanje alkalnosti u koncentraciji kalcijevog karbonata (CaCO₃). Unesite vrijednosti u formulu da biste odredili alkalnost kao CaCO₃:

Alk (mg / L kao CaCO)₃) = (50044xBxCxCF) ÷ V_a.

Umetanjem primjera vrijednosti, jednadžba postaje:

Alk (mg / L kao CaCO3) = ÷ 50mL. Rješavanjem jednadžbe dobiven je Alk (mg / L kao CaCO3) = 196.8 mg / L.

Tumačenje rezultata

Milligrami po litri (mg / L) jednaki su dijelovima na milijun (ppm). Alkalnost je poznata i kao tvrdoća vode. Voda s tvrdoćom manjom od 17,0 ppm općenito se smatra mekom vodom. Voda tvrdoće preko 180 ppm smatra se tvrdom vodom. U ovom primjeru, uzorak vode ima vrlo visoku alkalnost.