اندازه گیری دی اکسید کربن در آب

زمان مورد نیاز برای مطالعه: 6 دقیقه

اندازه گیری دی اکسید کربن در آب

دی اکسید کربن (CO2)، در دما و فشار استاندارد، به صورت گاز بدون بو است. دی اکسید کربن جزء گازهای کم مقدار جوّ محسوب می شود و به طور متوسط 0.0385 درصد حجم هوا را تشکیل می دهد (معادل ppm7 385 یا ppm 582). دی اکسیدکربن، گاز گلخانه ای است و نور مرئی از آن عبور می کند، ولی نور فروسرخ جذب آن می شود. در نتیجۀ فعالیت های انسانی، همچون احتراق سوخت های فسیلی و جنگل زدایی، غلظت CO2 جوّ رو به رشد است؛ این پدیده به گرم شدن کره زمین و بروز دیگر مشکلات اکولوژیکی منجر می شود. گاز CO2، در فشار بیش از atm 5.1 به مایع تبدیل می شود، لیکن در فشار atm 1 و در دمای کمتر از ℃ 78- به صورت جامد است. دی اکسید کربن جامد را یخ خشک می نامند. دی اکسید کربن در تولید نوشیدنی های گازدار و بسیاری از صنایع غذایی، پلیمر و نفت کاربرد دارد.

دی اکسید کربن به مقدار نسبتاً کم، در آب حل پذیر است. غلظت اشباع دی اکسید کربن در آب، به دما و میزان ناخالصی آب بستگی دارد و معمولاً کمتر از mg/L 1 است (جدول زیر). غلظت CO2 در قطرات بارانِ در حال سقوط، قبل از رسیدن به سطح زمین، معمولاً به حد اشباع می رسد.

 

جدول 1: غلظت اشباع کربن دی اکسید در آب (mg/L)، در دماها و شوری های مختلف و در فشار جوّ mmHg 760

 

بین گاز دی کسید کربن جوّ و دی اکسید کربن محلول در آب رابطۀ تعادلی زیر برقرار است:

در اثر انحلال دی اکسید کربن در آب، کربنیک اسید تشکیل می شود.

رابطۀ ثابت واکنش آب کافت بالا به صورت زیر است:

در دمای ℃ 25، Kh=1.58×10-3 که نشانگر تبدیل مقدار اندکی (کمتر از یک درصد) از دی اکسید کربن محلول به کربنیک اسید است. از نظر شیمی تجزیه، تمایز بین CO2 محلول و H2CO3 کار مشکلی است؛ بنابراین مجموع آنها، به عنوان کربنیک اسید مؤثر یا CO2 آزاد، اندازه گیری و به صورت H2CO3 گزارش می شود.

آب های سطحی، CO2 را از جوّ یا فرایند تنفس موجودات دگرپرورد به دست می آورند. به دلیل مصرف CO2 محلول در فرایند فوتوسنتز، غلظت CO2 در آب های طبیعی سطحی در طول شبانه روز تغییر می کند و در ساعات مختلف، ممکن است CO2 به آب وارد یا از آن خارج شود. در دریاچه های بیش پرورد با قلیائیت کم، غلظت CO2 آزاد آب در بعد از ظهر صفر و در طلوع آفتاب ممکن است به 5 تا mg/L 10 برسد. این چنین تغییرات روزانه غلظت CO2، اثر چندان مخربی روی آبزیان به جای نمی گذارد.

غلظت CO2 در بعضی از آب های زیرزمینی ممکن است به بیش از آن در آب های سطحی برسد. آب های سطحی معمولاً کمتر از 10 میلی گرم در لیتر دی اکسید کربن (CO2) دارند. در حالی که بعضی از آب های زیرزمینی دارای غلظت بیشتری می باشد. معمولاً غلظت CO2 وقتی در آب های زیرزمینی زیاد است که خاک و سازندهای زمین شناختی، به مقدار کافی دارای کانی های کلسیم، مانند کلسیت و منیزیم، مانند دولومیت، نباشد؛ زیرا این کانی ها می توانند با CO2 آبِ در حال درون نشت و پرانشت در زمین واکنش داده و باعث افزایش غلظت بی کربنات های کلسیم و منیزیم محلول در آب زیرزمینی شوند.

غلظت CO2 موجود در آب های طبیعی، معمولاً از نظر بهداشتی نگران کننده نیست؛ زیرا غلظت CO2 در نوشیدنی های گازدار به مراتب بیشتر از آن در آب های طبیعی است. غلظت خیلی زیاد CO2 در اکوسیستم های آبی ممکن است باعث مرگ ماهیان شود. ماهیان معمولاً از مناطقی که غلظت CO2 آب زیاد است، به مناطق کم غلطت مهاجرت می کنند. اکثر گونه های ماهیان قادر به زندگی در آب هایی هستند که غلظت CO2 آزاد در آنها کمتر از mg/L 60 باشد؛ لیکن آب مطلوب برای آبزی پروری، آبی است که غلظت CO2 آن کمتر از mg/L 5 باشد

در غلظت های زیاد دی اکسید کربن آزاد، آب برای فلزات و بتن خورنده است. CO2 آزاد را به این دلیل تأثیر آن روی انحلال کلسیم کربنات بتن در آب، دی اکسید کربن مهاجم نیز می نامند. کربن دی اکسید کربن روی اسیدیته و قلیائیت آب تأثیر می گذارد.

اندازه گیری دی اکسید کربن در آب:

اندازه گیری دی اکسید کربن در آب به روش تیترمتری می باشد. آبهاي سطحي معمولا کمتر از ١٠ميليگرم در ليتر دي اکسيد کربن (CO2آزاد) دارند. در حاليكه بعضي از آبهاي زير زميني داراي غلظت بيشتري مي باشند . CO2در آب سبب خوردگي ميشود . دآربونيزاسيون آب در آخرين مرحله نرم آردن آب يكي از مراحل شناخته شده تصفيه آب مي باشد . برا ي اندازه گيري CO2دو روش تيتريمتري و نموگرافيك وجود دارد که در آب آشاميدني معمولا روش تيتراسييون بهتر مي باشد.
در اندازه گيري نموگرافيك بايد pHوقليائيت را با دقت و فورا بلافاصله بعد از نمونه برداري با استفاده از يك pH متر کاليبره در محدوده ٧-٨با دقت اندازه گيري کرد زيرا ميزان خطا به مقدار ٠/١در pHسبب ايجاد اشتباه به ميزان mg CO2/lit ٢-۴در رنج ٧-٧/٣
با قليائيت ١٠٠ودر همان رنج pHبا قليائيت کل ۴٠٠ميليگرم در ليتر برحسب CO3Ca ميزان خطا mgCO2/lit ١٠-١۵خواهد بود.

تيتريمتري اندازه گیری دی اکسید کربن در آب :

CO2 با کربنات سديم يا هيدروکسيد سديم با تشكيل بيكربنات سديم وارد واکنش مي شود که به طريق پتانسيومتري يا توسعه رنگ صورتی با استفاده از معرف فنل فتالئين در ٨/ ٣ = pH اندازه گيري مي شود. بعضي از کاتيونها و آنيون ها وبعضي از يونهاي فلزي که در محلول هاي قليايي رسوب مي کنند مانند آلومينيم ، آهن(بيشتر از ١ميليگرم در ليتر) ،کرم ومس تداخل مي کنند ودر تعيين مقدارسبب افزايش نتايج مي شوند. نتايج مثبت معمولا بوسيله بازهاي ضعيف نظير آمونيم ، آمين ونمكهاي اسيدهاي ضعيف وبازهاي قوي مانند براتها ، نيتريتها ، فسفات ، سيليكات وسولفيد ايجاد مي شود چنين عناصري نبايد بيشتر از %۵غلظت CO2باشند .روش تيتريمتري براي نمونه هاي شامل اسيدهاي معدني وخروجي تبادل آننده هاي آاتيوني بكار مي رود. اشتباهات منفي بوسيله جامدات محلول ، آبهايي که بطور تصادفي با آب دريا مخلوط مي شوند يا افزايش زياد انديكاتور ايجاد مي شود.

تجهيزات مورد نياز اندازه گیری دی اکسید کربن در آب

  • ترازوي حساس الكتريكي ، وسايل شيشه اي مورد نياز
  • آب عاري از ، co2آب مقطر يا آب ديونيزه آه به مدت ١۵دقيقه جوشانده وتا حرارت اتاق سرد نموده pHنهايي > ۶  و     هدايت ميكروزيمنس <٢
  • پتاسيم هيدروژن فتالات ٠/٠ ۵ نرمال : ١۵تا ٢٠گرم پتاسيم هيدروژن فتالات KHC8H4O4را خرد آرده وبه مدت ٢ساعت در ١٢٠درجه سانتيگراد قرار مي دهيم در دسيكاتور قرار داده گرم١٠±٠/۵گرم وزن نموده ودر يك بالن ژوژه يك ليتري منتقل و به حجم مي رسانيم.

محلول استاندارد هيدروکسيد سديم ٠/١نرمال که با ۴٠ميلي ليتر پتاسيم هيدروژن فتالات استاندارد مي کنيم وتا pHبرابر ٨/٧تيتر مي آنيم واز روي فرمول زير نرماليته هيدروکسيد را تعيين مي کنيم.

A : وزن پتاسيم هيدروژن فتالات در يك ليتر (گرم)

B: ميلي ليتر محلول هيدروژن فتالات برداشته شده براي تيتراسيون

C:ميلي ليتر NaOHمصرف شده براي تيتراسيون

  • هيدروکسيد سديم استاندارد ٠/٠٢نرمال : ٢٠٠ميلی ليتر هيدروکسيد سديم ٠/١نرمال را تا ١٠٠٠ميلی ليتربا آب مقطر رقيق وبه منظور جلوگيري ازجذب اتمسفر CO2درب آنرا محكم بسته ودر بطري پلي اتيلني نگهداري نماييد وآنرا با پتاسيم هيدروژن فتالات استاندارد کنيد براي استاندارد آردن از ١۵ميليليتر پتاسيم هيد روژن فتالات استفاده نموده ونرماليته آن طبق ١mil=1mgCaCO3 محاسبه شود.
  • محلول آبي ياالکلی فنل فتالئين معرف (pH= 8)

روش کار اندازه گیری دی اکسید کربن در آب:

مقدار مشخصي از نمونه را برداشته به آن چند قطره معرف فنل فتالئين افزوده وبا هيدروکسيد سديم ٠/ ٠ ٢نرمال تا pHبربر ٨/٣تيتر مي کنيم .

A : ميلي ليتر هيدروکسيد سديم

N : نرماليته هيدروکسيد سديم

 

 

مقالات پیشنهادی

آزمایش تعیین سختی آب شهر

آزمایش تعیین سختی آب شهر : آزمایش تعیین سختی آب شهر شامل تعیین غلظت يون های كلسيم و منيزيم در آب می باشد که در مورد آب شهر و آب چاه و یا هر نمونه مجهول كه نیاز به آنالیز سختی آن می باشد. به طور کلی آزمایش تعیین سختی آب شهر در دو مرحله […]

هضم نمونه فلزات سنگین

هضم نمونه فلزات سنگین به منظور کاهش مزاحمت ناشی از مواد آلی موجود در نمونه های آب باید آماده سازی و هضم نمونه فلزات سنگین با اسید نیتریک – اسید سولفوریک یا اسید نیتریک- هیدروکلریک اسید و یا سایر اسید ها انجام شود.(قبل از ادامه مطالعه این مطلب آماده سازی نمونه برای فلزات سنگین مطالعه […]

تفاوت بورت و پیپت

تفاوت بورت و پیپت برای تشریح تفاوت بورت و پیپت به بررسی ویژگی های و کاربرد ها و شکل هریک از این دو تجهیز پر کاربرد در آزمایشگاه شیمی آب و فاضلاب می پردازیم.پیپت بر دو نوع است: حباب دار و مدرج. پی پت حباب دار استوانه اي است که دو انتهاي آن به شکل […]

آزمایش EC آب

آزمایش EC آب : آزمایش EC آب براي آزمونهاي آب, اغلب به صورت هدايت الكتريكي بيان ميشود و به عنوان معياري از غلظت مواد محلول قابل يونيزه موجود در نمونه بكار ميرود. واحد اين كميت بر حسب زيمنس بر متر بيان ميشود. علايم σو k نيز براي نمايش هدايت الكتريكي بكار ميروند. ثابت سلول, K در آزمایش […]

روی در خاک

روی در خاک کمبود روی در خاک های زراعی دنیا بخصوص در خاک های آهکی عمومیت دارد. نتایج آزمایشات خاک های زراعی در ایران و همچنین گیاهان نشان دهنده آن است که کمبود روی در این خاک ها و گیاهان به دلایل متعددی بالاست. برای پی بردن به میزان روی در خاک باید نمونه خاک […]

شمارش بشقابي باكتري هاي هتروتروف

شمارش بشقابی باكتري هاي هتروتروف شمارش بشقابي باكتري هاي هتروتروف که پیش از این بعنوان شمارش بشقابي باكتريهاي استاندارد شناخته مي شد، روشي است كه توسط آن تعداد باكتري هاي هتروتروف زنده در آب اندازه گيري شده و نيز تغييرات كيفي به هنگام تصفيه و توزيع آب و يا كيفيت آب استخر هاي شنا و خروجی تصفیه […]

روش انجام آزمایش mpn

روش انجام آزمایش mpn   روش انجام آزمایش mpn  به صورت 15لوله ای شامل سه سری پنج تایی از محیط لاکتـوز بـراث 10 cc حـاوی لولـه دورهام می باشد. لازم به ذکر است که در لوله های سری اول محـیط کـشت بـا غلظـت دوبـل آن وارد شـد. سـپس 10 cc از نمونه آب به سری اول لوله […]

آزمایش کادمیم در آزمایشگاه آب

روش اندازه‌گیری کادمیم در آب

روش اندازه‌گیری کادمیم در آب یکی از روش‌های اندازه‌گیری کادمیوم در آب، روش نورسنجی با استفاده از معرف دی‌تیزون می‌باشد که در زیر به توضیح آن پرداخته می‌شود. در آزمایشگاه شرکت دانش بنیان آبرام علاوه بر فلزات سنگین، تقریبا همه پارامترهای میکروبی، شیمیایی و … به صورت  آزمایش می‌شود. جهت مشاوره و هماهنگی برای ارسال […]

آزمایش تعیین قلیائیت آب

آزمایش تعیین قلیائیت آب : آزمایش تعیین قلیائیت آب عبارت است از ظرفيت كمي آن براي خنثي سازي يك اسيد قوي تا يـك pHمعـين که برای تعيـين ميزان قليائيت از روش تیتراسیون استفاده می شود. آزمایش تعیین قلیائیت آب شاخص مهم در تعیین میزان خورندگی و رسوبگذاری آب موحود در سیستم های لوله کشی و […]

محلول استاندارد سرب

محلول استاندارد سرب برای تهیه محلول استاندارد سرب ۱۰ میلی گرم بر لیتر باید ابتدا مقدار ۱۰ میلی لیتر محلول استاندارد ۱۰۰ میلی گرم بر لیتر سرب را با ۱۰۰ میلی لیتر آب مقطر درون یک بالن ژوژه ۱۰۰ میلی لیتری ریخته شود. سپس 0.2 میلی لیتر اسید نیتریک غلیظ با استفاده از پی پت […]

نظرات کاربران

ارسال دیدگاه
  • دیدگاه های ارسال شده توسط شما، پس از تایید در وب سایت منتشر خواهد شد.
  • پیام هایی که حاوی تهمت یا افترا باشد منتشر نخواهد شد.
  • مجموع دیدگاهها: 1
  • در انتظار بررسی: 0
  • انتشار یافته: 0

هنوز دیدگاهی ثبت نشده است.

سوالی دارید؟ منتظر تماس شما هستیم

برای دریافت مشاورۀ رایگان، همین حالا با کارشناسان ما تماس بگیرید