Inhalt
- TL; DR (zu lang; nicht gelesen)
- Bedeutung der Alkalinität
- Einheiten der Alkalinität
- Vorbereitung zum Testen
- Testapparatur und Methodik
- Berechnung der Alkalinität
- Ergebnisse interpretieren
Reines Wasser gibt es in der Natur nicht. Selbst in künstlichen Umgebungen hält die Reinheit des Wassers nicht lange nach dem Öffnen der Flasche an. Wasser löst mehr Substanzen als jede andere bekannte Flüssigkeit. In der Tat finden die meisten Menschen "reines" Wasser schmeckt seltsam. Das Leben hängt von der Fähigkeit des Wassers ab, viele Substanzen aufzulösen, und in Wasser gelöste Chemikalien bestimmen einige der kritischen physikalischen Bedingungen von Ökosystemen. Zwei wichtige und miteinander verbundene wasserbezogene Zustände sind Säure und Alkalinität.
TL; DR (zu lang; nicht gelesen)
Verwenden Sie diese Gleichung, um die Alkalinität in CaCO zu berechnen3: Alk (mg / l CaCO3) = Alk (meq / l) x (1 mmol CaCO3≤ 2 meq) x (100,087 mg CaCO31 mmol CaCO3) = (50044 × B × CeinxCF) ÷ Vs. Die verwendeten Variablen sind das Volumen der bei der Titration verwendeten Säure (B) und die Konzentration der Säure (C)ein), das Wasservolumen in der Probe (Vs) und gegebenenfalls einen Korrekturfaktor (CF).
Bedeutung der Alkalinität
Die Alkalinität bestimmt, wie Wasser Änderungen des pH-Werts, insbesondere der Säurebeständigkeit, widersteht. Eine höhere Alkalinität bedeutet eine höhere Beständigkeit gegenüber Änderungen des pH-Werts. Änderungen des pH-Werts können für das Ökosystem verheerend sein. Viele Pflanzen und Wassertiere benötigen zum Überleben einen sehr engen pH-Bereich. Auch weniger pH-empfindliche Tiere leiden, wenn sich Änderungen des pH-Werts auf die Nahrungskette auswirken. Neben dem natürlichen Ökosystem wirkt sich die Alkalinität auf die Abwassersysteme und die Eignung des Wassers für die Bewässerung aus. Die Alkalinität, auch als Wasserhärte bezeichnet, wirkt sich auf die Wasserversorgung im Haushalt aus, indem sie Mineralablagerungen in Rohren und Pfannen aufbaut und die Menge der von Menschen verwendeten Seife durch Verhinderung von Schaum erhöht.
Einheiten der Alkalinität
Die Alkalinität misst die Menge an Calcium, Magnesium und anderen säuremoderierenden Ionen. Die Alkalinität kann in Form von Calciumcarbonat, CaCO angegeben werden3. Die Alkalinität wird normalerweise in Teilen pro Million (ppm) oder Körnern pro Gallone gemessen und angegeben.
Vorbereitung zum Testen
Die empfohlene Methode zur Bestimmung der Alkalinität verwendet die Wendepunkttitration (IPT) mit Schwefelsäurelösung. Testen Sie die Lösung auch bei Verwendung einer handelsüblichen 0,01639 N Schwefelsäurelösung unbedingt gegen einen Natriumcarbonat-Standard. Insbesondere bei niedrigeren Alkalitäten können unterschiedliche Säurekonzentrationen verwendet werden, die Säure muss jedoch mit einem Standard verglichen werden.
Wasserproben müssen die Umgebungsbedingungen widerspiegeln, daher kann die Einwirkung von Sonnenlicht, Staub, Regen oder anderen Verunreinigungen die Testergebnisse verändern. Im Laufe der Zeit können sich Temperaturänderungen auch auf die Probenqualität auswirken. Daher sollten die Proben auf der Temperatur der ursprünglichen Umgebung aufbewahrt werden. Filtern Sie die Wasserproben für Alkalitätstests durch eine 0,45-µm-Membran, wobei die Einheit µm Mikrometer oder Mikron bedeutet. Der Mikrometer entspricht 10-6 Meter oder ein millionstel Meter.
Die meisten Tests verwenden eine 50-ml-Probe in einem 100-ml-Becher. Für Proben mit niedriger Alkalität kann jedoch eine größere Probe von 100 ml verwendet werden.
Testapparatur und Methodik
Das bevorzugte Testverfahren verwendet eine Glasbürette, es kann jedoch auch ein digitaler Titrator verwendet werden. Stellen Sie sicher, dass die Bürette sauber und trocken ist, damit die Säurelösung nicht verdünnt wird.
Verwenden Sie die Standard-Titrationsmethode mit besonderer Sorgfalt bei pH 8,3 und pH 4,5. Seien Sie besonders vorsichtig, wenn der pH-Wert der Probe sich dem pH-Wert von 4,5 nähert, um die Alkalität in Bezug auf Calciumcarbonat zu ermitteln.
Berechnung der Alkalinität
Die Formel zur Berechnung der Alkalität gibt das Verhältnis von Säure zum Bicarbonatäquivalenzpunkt an. Die erste Gleichung zeigt die Alkalinität in Milliäquivalenten pro Liter.
Verwenden Sie diese Formel, um die Alkalinität zu bestimmen:
Alk (meq / l) = ÷ = (1000 × B × CeinxCF) ÷ Vs
Die folgende Gleichung kombiniert die Alkalinitätsgleichung mit dem Umrechnungsfaktor, um die Alkalinität in CaCO zu berechnen3:
Alk (mg / l CaCO3) = Alk (meq / l) x (1 mmol CaCO3≤ 2 meq) x (100,087 mg CaCO31 mmol CaCO3) = (50044 × B × CeinxCF) ÷ Vs.
Die Berechnung der Alkalinität erfordert das Wissen über:
Alk bedeutet Alkalinität
B: Das bei der Titration verwendete Säurevolumen vom ursprünglichen pH bis zum Äquivalenzpunkt (nahe pH 4,5) in Millilitern.
Cein: Die Konzentration der Schwefelsäure, ausgedrückt als Normalwert N oder als Milliäquivalent pro Milliliter (meq / ml).
Vs: Das Volumen der Probe in Millilitern.
CF: Ein Korrekturfaktor, falls erforderlich. Der Korrekturfaktor für die Hach Digital Titrator Cartridges beträgt 1,01; Alle anderen Titrationsmethoden haben einen Korrekturfaktor von 1,0.
Angenommen, das verwendete Säurevolumen (B) entspricht 12 Milliliter Säure, die Säurekonzentration (C)ein) entspricht 0,01639 meq / ml, und das Wasserprobenvolumen (Vs) entspricht 50 ml Wasser. Wenn Sie die Titration mit einer Standardbürette durchführen, beträgt der Korrekturfaktor (CF) 1,0. Fügen Sie diese Werte in die erste Gleichung ein, um die Alkalinität zu berechnen. Die Berechnung wird:
Alk = (1000 × B × CeinxCF) ÷ Vs oder Alk (meq / l) = ≤ 50 ml.
Das Lösen auf Alkalinität ergibt: Alk (meq / l) = 3,9 meq / ml.
Um die Alkalität als Calciumcarbonat zu berechnen, verwenden Sie diese Formel, um die Alkalität in der Calciumcarbonatkonzentration (CaCO3). Fügen Sie die Werte in die Formel ein, um die Alkalinität als CaCO zu bestimmen3:
Alk (mg / l als CaCO3) = (50044 × B × CeinxCF) ÷ Vs.
Wenn Sie die Beispielwerte einfügen, lautet die Gleichung:
Alk (mg / l als CaCO & sub3;) = ≤ 50 ml. Das Lösen der Gleichung ergibt Alk (mg / l als CaCO & sub3;) = 196,8 mg / l.
Ergebnisse interpretieren
Milligramm pro Liter (mg / l) entspricht Teilen pro Million (ppm). Alkalinität wird auch als Wasserhärte bezeichnet. Im Allgemeinen wird Wasser mit einer Härte von weniger als 17,0 ppm als weiches Wasser angesehen. Wasser mit einer Härte über 180 ppm wird als sehr hartes Wasser angesehen. In diesem Beispiel hat die Wasserprobe eine sehr hohe Alkalität.