כיצד לחשב אלקליות כריכוז של CaCO3

תוֹכֶן

• TL; DR (יותר מדי זמן; לא קרא)
• חשיבות האלקליות
• יחידות של אלקליות
• מתכונן לבדיקה
• מכשירי בדיקה ומתודולוגיה
• חישוב אלקליות
• פירוש תוצאות

מים טהורים אינם קיימים בטבע. אפילו בסביבות מלאכותיות, טוהר המים לא נמשך הרבה מעבר לפתח הבקבוק. מים ממסים יותר חומרים מכל נוזל ידוע אחר. למעשה, לרוב האנשים טעם של מים "טהורים" מוזר. החיים תלויים ביכולת המים להמיס חומרים רבים, וכימיקלים מומסים במים קובעים חלק מהתנאים הפיזיים הקריטיים של מערכות אקולוגיות. שני תנאים חשובים הקשורים למים הם חומציות ואלקליות.

TL; DR (יותר מדי זמן; לא קרא)

השתמש במשוואה זו כדי לחשב את האלקליות במונחי CaCO₃: אלק (mg / L CaCO₃) = אלק (meq / L) x (Ca 1 מ"מול CaCO.)₃÷ 2 מ"ק) x (100.087 מג CaCO.)₃÷ 1 מ"מ CaCO₃) = (50044xBxC_אxCF) ÷ V_s. המשתנים שמשתמשים בהם הם נפח החומצה (B) המשמש בטיטרציה, ריכוז החומצה (C_א), נפח המים במדגם (V_s) וגורם תיקון (CF), במידת הצורך.

חשיבות האלקליות

אלקליות קובעת כיצד מים מתנגדים לשינויים בחומציות ה- pH, ובמיוחד עמידות בפני החמצה. בסיסיות גבוהה יותר פירושה עמידות גבוהה יותר לשינויים ב- pH. שינויים ב- pH יכולים להיות הרסניים למערכת האקולוגית. צמחים ובעלי חיים ימיים רבים דורשים טווח pH צר מאוד בכדי לשרוד. אפילו בעלי חיים פחות רגישים ל- pH סובלים אם שינויים ב- pH משפיעים על שרשרת המזון. בנוסף למערכת האקולוגית הטבעית, בסיסיות משפיעה על מערכות השפכים ועל התאמתם של מים להשקיה. אלקליות, המכונה גם קשיות מים, משפיעה על מערכות מים ביתיות על ידי בניית מרבצי מינרלים בצינורות ובמחבתות וכן על ידי הגדלת כמות הסבון שאנשים משתמשים בה על ידי עיכוב הקצפה.

יחידות של אלקליות

אלקליניטי מודד את כמות הסידן, המגנזיום ויונים אחרים הממתנים חומצות. ניתן לדווח על אלקליות במונחים של סידן פחמתי, CaCO₃. אלקליות נמדדת ומדווחת בדרך כלל במונחים של חלקים למיליון (עמודים לדקה) או דגנים לגלון.

מתכונן לבדיקה

השיטה המומלצת לקביעת אלקליניטי משתמשת בכותרות נקודת הזחה (IPT) עם תמיסת חומצה גופרתית. אפילו בעת שימוש בתמיסת חומצה גופרתית 0.01639N המסחרית, הקפד לבדוק את התמיסה כסטנדרט נתרן קרבונט. ניתן להשתמש בריכוזי חומצה שונים, במיוחד עם בסיסיות נמוכות יותר, אך יש להשוות את החומצה לתקן.

דגימות מים צריכות לייצג את התנאים הסביבתיים, ולכן חשיפה לאור שמש, אבק, גשם או מזהמים אחרים עשויים לשנות את תוצאות הבדיקה. עם הזמן שינויים בטמפרטורה עשויים להשפיע גם על איכות הדגימה, ולכן יש לשמור על דגימות בטמפרטורה של הסביבה המקורית. לבדיקות אלקליות יש לסנן את דגימות המים דרך ממברנה של 0.45 מיקרומטר, כאשר מיקרומטר היחידה פירושה מיקרומטר, או מיקרון. המיקרומטר שווה ל 10^-6 מטר או מיליון.

ברוב הבדיקות משתמשים במדגם של חמישים מיליליטר (50 מ"ל) בתוך כוס 100 מ"ל, אך עבור דגימות בסיסיות נמוכות ניתן להשתמש במדגם גדול יותר של 100 מ"ל.

מכשירי בדיקה ומתודולוגיה

שיטת הבדיקה המועדפת עושה שימוש בברט זכוכית, אך ניתן להשתמש גם במכנה דיגיטלי. יש לוודא שהברט נקי ויבש, כך שתמיסת החומצה לא תדלול.

השתמש במתודולוגיית טיטרציה סטנדרטית בזהירות מיוחדת שננקטת סביב pH 8.3 ו- pH 4.5. למציאת אלקליות במונחים של סידן פחמתי, יש להקפיד במיוחד כאשר pH המדגם מתקרב ל- pH 4.5.

חישוב אלקליות

הנוסחה לחישוב אלקליות מוצאת את היחס בין חומצה לנקודת השוויון של ביקרבונט. המשוואה הראשונה מציגה את האלקליות במיליוולים לליטר.

השתמש בנוסחה זו כדי למצוא אלקליות:

Alk (meq / L) = ÷ = (1000xBxC_אxCF) ÷ V_s

המשוואה הבאה משלבת את משוואת האלקליות עם גורם ההמרה כדי לחשב את האלקלינליות ב- CaCO₃:

אלק (mg / L CaCO₃) = אלק (meq / L) x (Ca 1 מ"מול CaCO.)₃÷ 2 מ"ק) x (100.087 מג CaCO.)₃÷ 1 מ"מ CaCO₃) = (50044xBxC_אxCF) ÷ V_s.

חישוב אלקליות דורש לדעת:

אלק פירושו אלקליות

ב ': נפח החומצה המשמש בטיטור מה- pH המקורי לנקודת השוויון (ליד pH 4.5) במיליליטר.

ג_א: ריכוז החומצה הגופריתית המתבטא כנורמליות N או כמיליות-ערך במיליליטר (meq / ml).

V_sנפח הדגימה במיליליטר.

CF: גורם תיקון, במידת הצורך. גורם התיקון עבור מחסניות הטייטר הדיגיטלי של האך שווה ל 1.01; לכל שיטות הטיטרציה האחרות יש גורם תיקון השווה ל- 1.0.

נניח שנפח החומצה (B) המשמש שווה ל 12 מיליליטר של חומצה, ריכוז החומצות (C_א) שווה ל 0.01639 מ"ק / מ"ל, ונפח מדגם המים (V_s) שווה ל 50 מ"ל מים. אם מבצעים את הטיטרציה עם בורט רגיל, גורם התיקון (CF) שווה ל 1.0. כדי לחשב את האלקליות, הכנס ערכים אלה למשוואה הראשונה. החישוב הופך:

Alk = (1000xBxC_אxCF) ÷ V_s או אלק (meq / L) = ÷ 50 מ"ל.

פיתרון לתפוקות אלקליות: אלק (meq / L) = 3.9 meq / ml.

כדי לחשב אלקליות כסידן פחמתי, השתמש בנוסחה זו כדי לחשב את האלקליות בריכוז הסידן פחמתי (CaCO)₃). הכנס את הערכים לנוסחה כדי לקבוע את האלקליות כ- CaCO₃:

אלק (mg / L כ- CaCO)₃) = (50044xBxC_אxCF) ÷ V_s.

בהוספת ערכי הדוגמא, המשוואה הופכת להיות:

אלק (מ"ג / ל כ- CaCO3) = ÷ 50 מ"ל. פתרון המשוואה מניב אלק (מ"ג / ל כ- CaCO3) = 196.8 מ"ג / ל.

פירוש תוצאות

מיליגרם לליטר (mg / L) שווה לחלקים למיליון (ppm). אלקליות ידועה גם כקשיות מים. באופן כללי מים עם קשיות פחות מ- 17.0 עמודים לדקה נחשבים למים רכים. מים בעלי קשיות מעל 180 עמודים לדקה נחשבים למים קשים מאוד. בדוגמה זו, לדגימה של המים יש בסיסיות גבוהה מאוד.