Hvordan beregne Alkalinity Fra pH
Alkalitet er en viktig egenskap vann som kvantifiserer kapasiteten til vann for å ta imot hydrogenioner H +. Konsentrasjon av H + uttrykt som \ "pH \" bestemmer surhetsgraden i en løsning. Alkalitet av naturlig vann er hovedsakelig på grunn av tilstedeværelse av 2 former av karbonat-ioner som virker som et buffersystem. Ved en definisjon, er alkalitet en sum av ion-konsentrasjon (representert som parentes):
Alkalitet = [HCO3-] + 2 x [CO3 (-2)] + [OH-] - [H +].
Som et eksempel, beregne alkaliteten ved pH 10 hvis den totale molare konsentrasjon av karbonat-ioner i vann er 0,1 M.
Bruksanvisning
1 Tenk 2 likevekter for karbonat ioner i vannet.
CO2 + H2O = HCO3 (-) + H +
GÅ
K1 = 4.45E-7 (notasjon \ "E-7 \" betyr \ "10 i kraft -7 \").
HCO3 (-) = CO3 (-2) + H +
GÅ
K2 = 4.69E-11.
Merk: K1 og K2 er likevektskonstanter (se referanse) for de tilsvarende reaksjoner som skal brukes i trinn 3.
2 Beregn konsentrasjonen av H + og OH- ioner.
[H +] = 1 E (Ph)
[OH-] = 1E-14 / [H +]
I eksemplet ved pH = 10; [H +] = 1E-10, og
[OH -] = (1E-14) / (1E-10) = 1E-4 = 0,0001.
3 Beregn fraksjoner av karbonationer som er avhengig av pH:
Fraksjon (HCO3 (-)) = (K1 x [H +]) / (([H +] x [H +]) + (K1 x [H +]) + (K1 x K2))
Fraksjon (CO3 (-2)) = (K1 x K2) / (([H +] x [H +]) + (K1 x [H +]) + (K1 x K2))
Merk: K1, K2 er konstanter definert i trinn 1.
I eksemplet:
fraksjon (HCO3 (-)) = (4.45E-7 X 1E-10) / ((1E-10 1E-10 x) + 4.45E-7 X 1E-10 + (4.45E-7 x 4.69E-11) ) = 4.45E-17 / (1E-20 4.45E-17 + + 2.087E-17) = 4.45E-17 / 6.537E-17 = 0,681
fraksjon (CO3 (-2)) = (4.45E-7 x 4.69E-11) / ((1E-10 1E-10 x) + 4.45E-7 X 1E-10 + (4.45E-7 x 4.69E- 11)) = 2.087E-17 / (1E-20 4.45E-17 + + 2.087E-17) = 2.087E-17 / 6.537E-17 = 0,319.
4 Beregn konsentrasjonen av karbonationer
[Konsentrasjon] = [totale konsentrasjons karbonater] x brøkdel.
I eksemplet totale konsentrasjon av karbonater er 0,1 M.
[HCO3-] = 0,681 x 0,1 M = 0,0681 M
[CO3 (-2)] = 0,319 x 0,1 M = 0,0319 M
5 Beregn Alkalitet
Alkalitet = [HCO3-] + 2 x [CO3 (-2)] + [OH-].
Merk: Konsentrasjonen av H + er lav (1E-10) og kan utelates fra ligningen.
I eksemplet:
Alkalitet = 0,0681 + 2 x 0,0319 + 0,0001 = 0,132 (eq / L).
CO3 (-2) ion kan godta 2 hydrogenioner eller 2 -ekvivalenter. Dette er grunnen til, at konsentrasjonen CO3 (-2) multipliseres med to og enheter av alkalitet er ekvivalenter pr liter (eq / L).