L'alcalinité est une caractéristique de l'eau importante qui quantifie la capacité de l'eau à accepter des ions hydrogène H +. La concentration de H +, exprimée en \ "pH \" détermine l'acidité d'une solution. Alcalinité naturelle de l'eau est principalement due à la présence de 2 formes des ions carbonates qui agissent comme un système tampon. Par définition, l'alcalinité est la somme des concentrations d'ions (comme représenté entre parenthèses):
Basicité = [HCO 3] + 2 x [CO3 (-2)] + [OH-] - [H +].
A titre d'exemple, le calcul de l'alcalinité à un pH de 10, si la concentration molaire totale des ions carbonate dans l'eau est de 0,1 M.
Instructions
1 Considérons 2 équilibres pour les ions carbonate dans l'eau.
CO2 + H2O = HCO3 (-) + H +
ALLER
K1 = 4.45E-7 (notation \ "E-7 \" signifie \ "10 puissance -7 \").
HCO3 (-) = CO3 (-2) + H +
ALLER
K2 = 4.69E-11.
Remarque: K1 et K2 sont des constantes d'équilibre (voir référence) des réactions correspondantes qui seront utilisés à l'étape 3.
2 Calculer la concentration de H + et OH-.
[H +] = 1E (-pH)
[OH-] = 1E-14 / [H +]
Dans l'exemple, à pH = 10; [H +] = 1E-10, et
[OH -] = (1E-14) / (1E-10) = 1E-4 = 0,0001.
3 Calculer des fractions d'ions carbonates qui dépend du pH:
La fraction (HCO3 (-)) = (K1 x [H +]) / (([H +] x [H +]) + (K1 x [H +]) + (K1 x K2))
La fraction (CO3 (-2)) = (K1 x K2) / (([H +] x [H +]) + (K1 x [H +]) + (K1 x K2))
Remarque: K1, K2 sont des constantes définies à l'étape 1.
Dans l'exemple:
la fraction (HCO 3 (-)) = (x-7 4.45E-10 1E) / ((1E-10 1E-10 x) + x 7 4.45E-1E-10 + (4.45E-x 7 4.69E-11) ) = 4.45E-17 / (1E-20 + 4.45E-17 + 2.087E-17) = 4.45E-17 / 6.537E-17 = 0,681
fraction (CO3 (-2)) = (4.45E-7 x 4.69E-11) / ((1E-10 x 1E-10) + 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 Calculer la concentration d'ions carbonates
[Concentration] = [carbonates de concentration totale] x fraction.
Dans l'exemple, la concentration totale en carbonates est de 0,1 M.
[HCO3-] = 0,681 x 0,1 = 0,0681 M M
[CO3 (-2)] = 0,319 x 0,1 M = 0,0319 M
5 Calculer alcalinité
Alcalinité = [HCO3-] + 2 x [CO3 (-2)] + [OH-].
Remarque: La concentration en ions H + est faible (1E-10) et peut être omise dans l'équation.
Dans l'exemple:
Alcalinité = 0,0681 + 2 x 0,0319 + 0,0001 = 0,132 (eq / L).
CO3 (-2) peut accepter des ions 2 des ions hydrogène ou de 2 équivalents. Ceci est la raison pour laquelle, la concentration CO3 (-2) est multiplié par 2 et les unités d'alcalinité sont équivalents par litre (eq / L).