Содержание
- TL; DR (слишком долго; не читал)
- Важность щелочности
- Единицы щелочности
- Подготовка к тестированию
- Тестовый аппарат и методология
- Расчет щелочности
- Интерпретация результатов
Чистая вода не существует в природе. Даже в искусственной среде чистота воды не длится долго после открытия бутылки. Вода растворяет больше веществ, чем любая другая известная жидкость. На самом деле, большинство людей находят «чистую» воду странной на вкус. Жизнь зависит от способности воды растворять многие вещества, а растворенные в воде химические вещества определяют некоторые критические физические условия экосистем. Два важных и взаимосвязанных состояния воды связаны с кислотностью и щелочностью.
TL; DR (слишком долго; не читал)
Используйте это уравнение для расчета щелочности в пересчете на СаСО3: Алк (мг / л CaCO3) = Алк (мэкв / л) х (1 ммоль CaCO3÷ 2 мэкв) х (100,087 мг CaCO3÷ 1 ммоль CaCO3) = (50044xBxCXCF) ÷ Vs, Используемые переменные представляют собой объем кислоты (B), используемый при титровании, концентрацию кислоты (C)) объем воды в пробе (Вs) и поправочный коэффициент (CF), если необходимо.
Важность щелочности
Щелочность определяет, как вода сопротивляется изменениям pH, в частности, стойкости к кислотности. Более высокая щелочность означает более высокую устойчивость к изменениям pH. Изменения pH могут иметь разрушительные последствия для экосистемы. Многим растениям и водным животным необходим очень узкий диапазон pH, чтобы выжить. Даже менее чувствительные к рН животные страдают, если изменения рН влияют на пищевую цепь. Помимо естественной экосистемы, щелочность влияет на системы сточных вод и пригодность воды для орошения. Щелочность, также называемая жесткостью воды, влияет на домашние системы водоснабжения, накапливая минеральные отложения в трубах и поддонах, а также увеличивая количество мыла, которое люди используют, подавляя мыльную пену.
Единицы щелочности
Щелочность измеряет количество кальция, магния и других кислот-смягчающих ионов. Щелочность может быть представлена в пересчете на карбонат кальция, СаСО3, Щелочность обычно измеряется и указывается в единицах на миллион (частей на миллион) или в зернах на галлон.
Подготовка к тестированию
Рекомендованный метод определения щелочности использует точку перегиба титрования (ИПТ) раствором серной кислоты. Даже при использовании имеющегося в продаже 0,01639N раствора серной кислоты обязательно проверяйте раствор на соответствие стандарту карбоната натрия. Можно использовать различные концентрации кислоты, особенно с более низкой щелочностью, но кислоту следует сравнивать со стандартом.
Пробы воды должны отражать условия окружающей среды, поэтому воздействие солнечного света, пыли, дождя или других загрязнений может повлиять на результаты испытаний. Со временем изменения температуры могут также повлиять на качество образца, поэтому образцы следует хранить при температуре исходной среды. Для испытаний на щелочность отфильтруйте пробы воды через мембрану 0,45 мкм, где единица измерения означает микрометр или микрон. Микрометр равен 10-6 метр или одна миллионная часть метра.
В большинстве испытаний в пробирке объемом 100 мл используется образец объемом 50 мл (50 мл), но для образцов с низкой щелочностью можно использовать образец объемом более 100 мл.
Тестовый аппарат и методология
Предпочтительный метод тестирования использует стеклянную бюретку, но также можно использовать цифровой титратор. Убедитесь, что бюретка чистая и сухая, чтобы кислотный раствор не разбавлялся.
Используйте стандартную методику титрования с особой осторожностью при pH около 8,3 и pH 4,5. Для определения щелочности с точки зрения карбоната кальция, будьте особенно внимательны, когда pH образца приближается к pH 4,5.
Расчет щелочности
Формула для расчета щелочности определяет отношение кислоты к точке бикарбонатной эквивалентности. Первое уравнение показывает щелочность в миллиэквивалентах на литр.
Используйте эту формулу, чтобы найти щелочность:
Alk (мэкв / л) = ÷ = (1000xBxCXCF) ÷ Vs
Следующее уравнение объединяет уравнение щелочности с коэффициентом пересчета для расчета щелочности в СаСО3:
Алк (мг / л CaCO3) = Алк (мэкв / л) х (1 ммоль CaCO3÷ 2 мэкв) х (100,087 мг CaCO3÷ 1 ммоль CaCO3) = (50044xBxCXCF) ÷ Vs.
Расчет щелочности требует знания:
Алк означает щелочность
B: объем кислоты, используемой при титровании, от исходного pH до точки эквивалентности (около pH 4,5) в миллилитрах.
СКонцентрация серной кислоты, выраженная в виде нормы N или в миллиэквивалентах на миллилитр (мэкв / мл).
ВsОбъем образца в миллилитрах.
CF: поправочный коэффициент, если необходимо. Поправочный коэффициент для картриджей цифрового титратора Hach равен 1,01; все остальные методы титрования имеют поправочный коэффициент, равный 1,0.
Предположим, что объем используемой кислоты (B) равен 12 миллилитрам кислоты, концентрация кислоты (C)) равно 0,01639мэкв / мл, а объем пробы воды (Вs) равняется 50 мл воды. При выполнении титрования с помощью стандартного бюретки поправочный коэффициент (CF) равен 1,0. Чтобы вычислить щелочность, вставьте эти значения в первое уравнение. Расчет становится:
Alk = (1000xBxCXCF) ÷ Vs или алк (мэкв / л) = ÷ 50 мл.
Решение для щелочности дает: Alk (мэкв / л) = 3,9 мэкв / мл.
Чтобы рассчитать щелочность в виде карбоната кальция, используйте эту формулу для расчета щелочности в концентрации карбоната кальция (CaCO3). Вставьте значения в формулу, чтобы определить щелочность как CaCO.3:
Алк (мг / л как СаСО3) = (50044xBxCXCF) ÷ Vs.
Вставляя значения примера, уравнение становится:
Алк (мг / л как CaCO3) = ÷ 50 мл. Решение уравнения дает Alk (мг / л как CaCO3) = 196,8 мг / л.
Интерпретация результатов
Миллиграммы на литр (мг / л) равны частям на миллион (ч / млн). Щелочность также известна как жесткость воды. В общем, вода с жесткостью менее 17,0 ppm считается мягкой водой. Вода с жесткостью более 180 частей на миллион считается очень жесткой водой. В этом примере образец воды имеет очень высокую щелочность.