Alcalinità è una caratteristica importante dell'acqua che quantifica la capacità dell'acqua di accettare ioni idrogeno H +. Concentrazione di H + espressa come \"pH\" determina l'acidità di una soluzione. Alcalinità dell'acqua naturale è principalmente dovuta alla presenza di 2 forme degli ioni carbonato che agiscono come un sistema tampone. Per una definizione, alcalinità è una somma delle concentrazioni di ioni (rappresentato come parentesi quadre):Alcalinità = [HCO3-] + 2 x [CO3(-2)] + [OH-] - [H +].Ad esempio, calcolare alcalinità a pH 10 se il totale concentrazione molare di ioni di carbonato in acqua è 0.1 M.
Istruzioni
• Considera 2 equilibri per gli ioni carbonato in acqua.CO2 + H2O = HCO3(-) + H +VAIK1 = 4.45E-7 (notazione \"E-7\" significa \"10 in potenza - 7").HCO3(-) = CO3(-2) + H +VAIK2 = 4.69E-11.Nota: K1 e K2 sono costanti di equilibrio (Vedi riferimento) delle corrispondenti reazioni che verranno utilizzate nel passaggio 3.
• Calcolare la concentrazione di ioni H + e OH.[H +] = 1E(-pH)[OH-] = 1E-14 / [H +]Nell'esempio a pH = 10; [H +] = 1E-10, e[OH-] =(1E-14) /(1E-10) = 1E-4 = 0,0001.
• Calcolare le frazioni di ioni di carbonato che dipende dal pH:Frazione (HCO3(-)) = (K1 x [H +]) / (([H +] x [H +]) + (K1 x [H +]) + (K1 x K2))Frazione (CO3(-2)) = (K1 x K2) / (([H +] x [H +]) + (K1 x [H +]) + (K1 x K2))Nota: K1, K2 sono costanti definite nel passaggio 1.Nell'esempio:frazione (HCO3(-)) =(4.45E-7 x 1E-10)/((1E-10 x 1E-10) + 4.45E-1E-10 x 7 + (4.45E-7 x 4.69E-11)) = 4.45E-17 / (1E-20 + 4.45E-17 + 2.087E-17)=4.45E-17/6.537E-17=0.681frazione (CO3(-2)) =(4.45E-7 x 4.69E-11)/((1E-10 x 1E-10) + 4.45E-1E-10 x 7 + (4.45E-7 x 4.69E-11)) = 2.087E-17 / (1E-20 + 4.45E-2.087E + 17-17) = 2.087E-17/6.537E-17 = 0,319.
• Calcolare la concentrazione di ioni di carbonato[concentrazione] = [concentrazione totale carbonati] x frazione.Nell'esempio, la concentrazione totale dei carbonati è 0.1 M.[HCO3-] = 0,681 x 0,1 M = 0.0681 M[CO3(-2)] = 0,319 x 0,1 M = 0,0319 M
• Calcolare alcalinitàAlcalinità = [HCO3-] + 2 x [CO3(-2)] + [OH-].Nota: La concentrazione di H + è bassa (1E-10) e può essere omesso dall'equazione.Nell'esempio:Alcalinità = 0.0681 + 2 x 0,0319 + 0,0001 = 0.132 (eq/L).CO3(-2) ione può accettare 2 ioni di idrogeno o 2 equivalenti. Questo è il motivo, la concentrazione di CO3(-2) viene moltiplicata per 2 e unità di alcalinità sono equivalenti per litro (eq/L).