Alkalinitet, mätning, lite teori mm

[jonasroman]

Den heta potatisen nu är ju alkalinitetsmätning. Jag vill passa på att förklara teorin bakom, varför mängden CO2 i vattnet ej påverkar KH-mätningen trots att man ju egentligen gör en pH-titrering/mätning osv. Detta ligger till grund för att förstå en eventuell automatisk maskin, som vår mkt duktige "Jim" på reef2reef har konstruerat. Vi vet dock inget om när och om den kommer bli en produkt för oss att köpa, men vi kan hoppas..men fram tills dess vill i alla fall jag fundera över alternativ.

 

Alkalinitet är ett mått på den totala mängd joner som kan ta upp en eller flera vätejoner. De vanligaste är karbonaterna, HCO3, CO3, men även andra joner finns i ett saltvatten såsom borat, hydroxidjoner, fosfat mm som kan ta upp vätejoner och därmed utgöra ett visst bidrag till den totala alkaliniteten.

 

Den vanligaste metoden att mäta alkalinitet är då att mäta hur mkt syra det går åt för att samtliga alkalinitetsbidragande joner skall ha tagit upp vätejoner och därmed gått över till sin syraform. Alltså, allteftersom man tillför, titrerar syra, kommer karbonatjonerna gå över till kolsyra/CO2, boratjonerna till borsyra, fosfat till fosforsyra osv. NÄR man tillsatt så mkt syra att samtliga joner gått över till ovan nämnda syraformer, är all alkalinitet "förbrukad", dvs den är då 0. Just när detta skett så råkar pH-värdet i ett saltvatten vara cirka 4.8 (och 5.7 i sötvatten), och den så kallade reagensen(färgen) man tillsätter är helt enkelt en pH-indikator med omslag vid just pH mellan 4-5. Dvs när reagensen slår om vet vi att pH är cirka 4.5, och då vet vi att den mängd syra vi behövde tillsätta för att nå dit är ett direkt mått på alkaliniteten i vattnet innan man började titreringen.

 

NU, undrar vän av ordning: Koldioxidmängden i vattnet, som ju varierar rätt mkt mellan olika kar osv, påverkar EJ alkaliniteten, i enlighet med en kemisk lag som jag ej tar upp här. Men hur kan då en vanlig pH-titrering, som ju en alkalinietetsmätning är, vara okänslig för koldioxidhalten?, koldoxid sänker ju pH värdet och borde väl innebära att det krävs lite mindre titreringsvätska för att nå ner till pH 4.5?. Skälet att CO2 ej påverkar denna syratitrering och därmed ger titreringen ett korrekt värde på alkaliniteten, är att när man är klar med titreringen till pH 4.5, så ligger detta pH värde betydligt lägre än pKa-värdet för kolsyra, DVS, om du har ett vatten med pH4.5 så kommer det inte hända ngt alls med pH-värdet om du tillsätter koldioxid, för all koldioxid, hur mkt det än är i vattnet, kommer i 100% ligga kvar som just koldioxid(och kolsyra), dvs koldioxiden kommer vid detta låga pH inte släppa iväg en enda vätejon, o därmed inte sänka pH ytterligare trots sin existens. Därför blir denna titreringsmetod helt okänslig för CO2-halten i vattnet, dvs precis det vi vill, då ju alkaliniteten ej varierar med CO2. Hanna´s metod bygger på att man istället tillför en konstant mängd syra ihop med en pH-indikator(bromcresolgrönt) som jobbar med steglöst färgomslag inom pH-intervallen 3.8-5.4 . Så länge man ligger hyffsat inom dessa värden kommer inte heller här mängden CO2 påverka slutpH(kanske lite dock, lite osäker) eftersom pH 5.4 också är lägre än pKa för kolsyra. Kan tänka mig att det finns en felkälla dock att ju högre KH man har desto mer fel kan det bli, med alltså en ofrivillig påverkan av CO2 av slutpH. Kan tänka mig att det är en av orsakerna till att det med en Hannachecker därför finns en noggrannhet på "endast" 0.2dKH trots allt.

 

/Jonas Roman

[Freja]

Hej Jonas!

Vi håller på med ett gymnasieprojekt. Där vi skulle vilja bestämma alkaniteten i vattenprover från ett vattendrag. Detta för att se hur alkaniteten påverkar fällningen av fosfor.

Hur skulle man kunna genomföra detta på bästa sätt? Kan man göra en traditionell titrering?