Jak obliczyć zasadowość jako stężenie CaCO3

Zawartość

• TL; DR (Too Long; Didnt Read)
• Znaczenie zasadowości
• Jednostki alkaliczności
• Przygotowanie do testowania
• Aparatura testowa i metodologia
• Obliczanie zasadowości
• Interpretacja wyników

Czysta woda nie istnieje w naturze. Nawet w sztucznych środowiskach czystość wody nie trwa długo po otwarciu butelki. Woda rozpuszcza więcej substancji niż jakikolwiek inny znany płyn. W rzeczywistości większość ludzi uważa, że ​​„czysta” woda smakuje dziwnie. Życie zależy od zdolności wody do rozpuszczania wielu substancji, a rozpuszczone w wodzie substancje chemiczne determinują niektóre z krytycznych warunków fizycznych ekosystemów. Dwa ważne i powiązane ze sobą warunki związane z wodą to kwasowość i zasadowość.

TL; DR (Too Long; Didnt Read)

Użyj tego równania do obliczenia zasadowości w kategoriach CaCO₃: Alk (mg / L CaCO₃) = Alk (meq / L) x (1 mmol CaCO₃÷ 2meq) x (100,087 mg CaCO₃÷ 1 mmol CaCO₃) = (50044xBxC_zaxCF) ÷ V._s. Stosowane zmienne to objętość kwasu (B) zastosowana do miareczkowania, stężenie kwasu (C_za), objętość wody w próbce (V_s) i współczynnik korygujący (CF), jeśli to konieczne.

Znaczenie zasadowości

Alkaliczność decyduje o tym, jak woda jest odporna na zmiany pH, w szczególności na kwasowość. Wyższa alkaliczność oznacza wyższą odporność na zmiany pH. Zmiany pH mogą być katastrofalne dla ekosystemu. Wiele roślin i zwierząt wodnych wymaga bardzo wąskiego zakresu pH, aby przetrwać. Nawet zwierzęta mniej wrażliwe na pH cierpią, jeśli zmiany pH wpływają na łańcuch pokarmowy. Oprócz naturalnego ekosystemu zasadowość wpływa na systemy ściekowe i przydatność wody do nawadniania. Alkaliczność, zwana także twardością wody, wpływa na domowe systemy wodne, budując złoża minerałów w rurach i patelniach, a także zwiększając ilość mydła używanego przez ludzi poprzez hamowanie spieniania.

Jednostki alkaliczności

Alkaliczność mierzy ilość wapnia, magnezu i innych jonów moderujących kwas. Zasadowość można zgłaszać w kategoriach węglanu wapnia, CaCO₃. Alkaliczność jest zwykle mierzona i podawana w częściach na milion (ppm) lub ziarnach na galon.

Przygotowanie do testowania

Zalecana metoda oznaczania zasadowości polega na miareczkowaniu punktu przegięcia (IPT) roztworem kwasu siarkowego. Nawet w przypadku stosowania dostępnego w handlu roztworu kwasu siarkowego 0,01639 N, należy przetestować roztwór w stosunku do wzorca węglanu sodu. Można stosować różne stężenia kwasu, szczególnie przy niższych zasadowości, ale kwas należy porównać ze standardem.

Próbki wody muszą odpowiadać warunkom środowiskowym, więc wystawienie na działanie światła słonecznego, pyłu, deszczu lub innych zanieczyszczeń może zmienić wyniki testu. Z czasem zmiany temperatury mogą również wpływać na jakość próbki, dlatego próbki należy przechowywać w temperaturze pierwotnego środowiska. W przypadku testów zasadowości przefiltruj próbki wody przez membranę 0,45 µm, gdzie jednostka µm oznacza mikrometr lub mikron. Mikrometr wynosi 10^-6 metr lub jedna milionowa metra.

Większość testów wykorzystuje próbkę o pojemności 50 ml (50 ml) w zlewce o pojemności 100 ml, ale w przypadku próbek o niskiej zasadowości można zastosować większą próbkę o pojemności 100 ml.

Aparatura testowa i metodologia

Preferowana metoda testowania wykorzystuje szklany biuret, ale można również zastosować titrator cyfrowy. Upewnij się, że biuret jest czysty i suchy, aby roztwór kwasu nie został rozcieńczony.

Zastosuj standardową metodologię miareczkowania ze szczególną ostrożnością przy pH 8,3 i pH 4,5. Aby znaleźć zasadowość węglanu wapnia, należy zachować szczególną ostrożność, gdy pH próbki zbliża się do pH 4,5.

Obliczanie zasadowości

Wzór do obliczania zasadowości znajduje stosunek kwasu do punktu równoważności wodorowęglanu. Pierwsze równanie pokazuje zasadowość w miliekwiwalentach na litr.

Użyj tej formuły, aby znaleźć zasadowość:

Alk (meq / L) = ÷ = (1000xBxC_zaxCF) ÷ V._s

Poniższe równanie łączy równanie alkaliczności ze współczynnikiem konwersji w celu obliczenia zasadowości w CaCO₃:

Alk (mg / L CaCO₃) = Alk (meq / L) x (1 mmol CaCO₃÷ 2meq) x (100,087 mg CaCO₃÷ 1 mmol CaCO₃) = (50044xBxC_zaxCF) ÷ V._s.

Obliczanie zasadowości wymaga znajomości:

Alk oznacza zasadowość

B: Objętość kwasu użytego do miareczkowania od pierwotnego pH do punktu równoważności (w pobliżu pH 4,5) w mililitrach.

do_za: Stężenie kwasu siarkowego wyrażone jako normalność N lub jako miliekwiwalenty na mililitr (meq / ml).

V._s: Objętość próbki w mililitrach.

CF: W razie potrzeby współczynnik korygujący. Współczynnik korygujący dla cyfrowych kaset titratora Hach wynosi 1,01; wszystkie inne metody miareczkowania mają współczynnik korekcji równy 1,0.

Załóżmy, że objętość użytego kwasu (B) wynosi 12 mililitrów kwasu, stężenie kwasu (C_za) wynosi 0,01639 milirównoważnika / ml, a objętość próbki wody (V_s) równa się 50 ml wody. W przypadku miareczkowania za pomocą standardowego biuretu współczynnik korekcji (CF) wynosi 1,0. Aby obliczyć zasadowość, wstaw te wartości do pierwszego równania. Obliczenia stają się:

Alk = (1000xBxC_zaxCF) ÷ V._s lub Alk (meq / L) = ÷ 50 ml.

Rozwiązanie dla zasadowości daje: Alk (meq / L) = 3,9 meq / ml.

Aby obliczyć zasadowość jako węglan wapnia, użyj tego wzoru do obliczenia zasadowości w stężeniu węglanu wapnia (CaCO₃). Wstaw wartości do wzoru, aby określić zasadowość jako CaCO₃:

Alk (mg / L jako CaCO₃) = (50044xBxC_zaxCF) ÷ V._s.

Wstawiając przykładowe wartości, równanie staje się:

Alk (mg / L jako CaCO3) = ÷ 50 ml. Rozwiązanie równania daje Alk (mg / L jako CaCO3) = 196,8 mg / L.

Interpretacja wyników

Miligramy na litr (mg / L) to części na milion (ppm). Alkaliczność znana jest również jako twardość wody. Zasadniczo wodę o twardości mniejszej niż 17,0 ppm uważa się za wodę miękką. Woda o twardości powyżej 180 ppm jest uważana za bardzo twardą wodę. W tym przykładzie próbka wody ma bardzo wysoką zasadowość.