روش‌های اندازه‌گیری کربن دی‌اکسید در آب

زمان مورد نیاز برای مطالعه: 5 دقیقه

روش‌های اندازه‌گیری کربن دی‌اکسید در آب

روش‌های مختلفی برای اندازه‌گیری کربن دی‌اکسید در آب وجود دارد که در پایین به آنها اشاره شده است. میزان کربن دی‌اکسید آزاد در آب‌های سطحی به طور معمول کمتر از 10 ppm می‌باشد، این در حالی است که در آب چاه‌ها مقادیر بیشتری از این ترکیب وجود دارد. کربن دی‌اکسید از طریق جو، فعالیت موجودات زنده و تجزیه گرمایی سنگ‌های کربناته وارد آب می‌شود. از آن‌جا که حضور CO2 سبب خورندگی می‌شود بایستی میزان آن در آب مشخص شود.

خاصیت خورندگی CO2
خاصیت خورندگی کربن دی‌اکسید

روش‌های اندازه‌گیری کربن دی‌اکسید

روش‌های نُموگرافی[1] و تیتراسیون پتانسیومتری و تیتراسیون اسید – باز با شناساگر فنول‌فتالئین از روش‌های اندازه‌گیری کربن دی‌اکسید در آب آزاد در آب آشامیدنی می‌باشند. اگر تیتراسیون با شناساگر به طور صحیح انجام شود، یک روش سریع، آسان و با نتیجه رضایت بخش در کنترل کیفیت آب خواهد بود.

با مشخص بودن pH، قلیائیت کل، دما و کل مواد معدنی در لحظه نمونه‌برداری، روش نُموگرافی برای محاسبه سریع یون هیدروکسید، بی‌کربنات، کربنات و مقدار کل کربن دی‌اکسید آزاد در آب‌های طبیعی و تصفیه شده مناسب می‌باشد. برای استفاده از روش نُموگرافی به نمودارهای زیر و راهنمای استفاده از آنها توجه کنید. این نمودارها زمانی قابل استفاده هستند که نمک اسیدهای ضعیف در مقایسه با نمک اسید کربنیک ناچیز باشند. باید توجه داشت که نمودارهای ذکر شده در فرآیندهای تصفیه مانند انعقاد و سوپرکلرزنی[2] که باعث تغییر pH و قلیائیت کل می‌شوند، قابل استفاده نخواهد بود. نُموگراف‌ها براساس روابط تعادلی کربنات و آب تهیه شده‌اند.

نُموگراف تعیین غلظت یون هیدروکسید
نُموگراف تعیین غلظت یون هیدروکسید

نُموگراف تعیین غلظت یون هیدروکسید

راهنمای استفاده: دو خط دما (مقیاس 1) و کل جامدات محلول (مقیاس 5) را به هم وصل کنید. از محل برخورد خط رسم شده با شماره 2، نقطه‌ای به دست می‌آید. از این نقطه به سمت خط  pH (مقیاس 3) یک خط دیگر رسم نمایید. از محل برخورد خط رسم شده با مقیاس 4، غلظت یون هیدروکسید برحسب ppm CaCO3 به دست می‌آید.

 

نُموگراف تعیین قلیائیت بی‌کربنات
نُموگراف تعیین قلیائیت بی‌کربنات

 

نُموگراف تعیین قلیائیت بی‌کربنات

راهنمای استفاده: دو خط دما (مقیاس 1) و کل مواد جامد محلول (مقیاس 3) را به هم وصل کنید. از محل برخورد خط رسم شده با خط شماره 2، نقطه‌ای به‌دست می‌آید. از این نقطه به سمت خط pH (مقیاس 4) یک خط دیگر رسم نمایید. از امتداد خط روی مقیاس 5، عدد ثابتی به‌دست می‌آید. این عدد را روی مقیاس 6 قرار دهید. قلیائیت هیدروکسیدی را از نُموگراف هیدروکسید به‌دست آورید و از قلیائیت کل کم کنید (قلیائیت غیرهیدروکسیدی). عدد مقیاس 6 را به قلیائیت غیرهیدروکسیدی (مقیاس 7) وصل کنید. از محل برخورد خط رسم شده با مقیاس 8، غلظت یون بی‌کربنات بر حسب ppm CaCO3 به دست می‌آید.

نُموگراف تعیین قلیائیت کربنات

 

نُموگراف تعیین قلیائیت کربنات

راهنمای استفاده: دو خط دما (مقیاس 1) و کل مواد جامد محلول (مقیاس 3) را به هم وصل کنید. از محل برخورد خط رسم شده با خط شماره 2، نقطه‌ای به دست می‌آید. از این نقطه به سمت خط pH (مقیاس 4)یک خط دیگر رسم نمایید. از امتداد خط روی مقیاس 5، عدد ثابتی به دست می‌آید. این عدد را روی مقیاس 6 قرار دهید. قلیائیت هیدروکسیدی را از نُموگراف هیدروکسید به دست آورید و از قلیائیت کل کم کنید(قلیائیت غیر هیدروکسیدی). از محل برخورد خط رسم شده با مقیاس 8، غلظت یون کربنات بر حسب ppm CaCO3 به دست می‌آید.

نُموگراف تعیین کربن دی‌اکسید آزاد

نُموگراف تعیین کربن دی‌اکسید آزاد

راهنمای استفاده: دو خط دما (مقیاس 1) و کل جامدات محلول (مقیاس 3) را به هم وصل کنید. از محل برخورد خط رسم شده با خط شماره 2، نقطه p1 به دست می‎‌آید. عدد pH (مقیاس 4) را به عدد قلیائیت بی‌کربناتت  (مقیاس 7) وصل کنید. از محل برخورد خط رسم شده با خط شماره 6، نقطه P2 به دست می‌آید. دو نقطه P1 و P2 را به هم وصل کنید. از محل برخورد خط رسم شده با مقیاس 5، غلظت کربن دی‌اکسید آزاد بر حسب ppm به دست می‌آید.

در روش تیتراسیون، CO2 آزاد با یک باز استاندارد مانند سدیم کربنات یا سود واکنش می‌نماید. نقطه پایان واکنش به دو روش پتانسیومتری یا ایجاد رنگ ارغوانی فنول‌فتالئین در pH بالای 8/3 مشخص می‌شود. اگر تشخیص نقطه پایان دشوار است، بایستی از تیتراسیون پتانسیومتری استفاده نمود.

استاندارد نمودن تیترانت، پیش از انجام آزمایش، ضروری است. برای استاندارد نمودن سدیم هیدروکسید از محلول 0/05 N پتاسیم هیدروژن فتالات (n=1 eq/1mol) استفاده می‌شود. برای محاسبه نرمالیته سود از فرمول زیر استفاده نمایید.

فرمول محاسبه نرمالیته سود

براساس حجم مصرف شده از تیترانت و pH اولیه، غلظت کربن دی‌اکسید بر حسب ppm قابل محاسبه خواهد بود:

محاسبه غلظت کربن دی‌اکسید بر حسب ppm

اگر از آب مقطر به عنوان شاهد استفاده می‌شود، حجم مصرف شده تیترانت برای شاهد (Vtitrant for blank) و نمونه مجهول (Vtitrant) را ثبت نمایید. حجم به دست آمده برای شاهد را از حجم به دست آمده برای نمونه کم نموده (Vtitrant – Vtitrant for blank) و در محاسبه قرار دهید.

تداخل‌ها: کاتیون‌ها و آنیون‌هایی که سبب تداخل در تعادل طبیعی بین CO2 – کربنات می‌شوند، از جمله مزاحم‌های اندازه‌گیری محسوب می‌شوند. کاتیون‌هایی مانند Al3+، Fe3+، Cr3+، Fe2+ و Cu2+ که در محیط قلیایی رسوب می‌دهند، سبب خطای مثبت می‌شوند. به طور مثال، غلظت یون Fe2+ نباید از 1/0 ppm بیشتر باشد. خطای مثبت می‌تواند ناشی از حضور بازهای ضعیف مانند آمونیاک (NH3) و آمین‌ها (NRH2)، نمک اسیدهای ضعیف مانند بورات (BO33-)، نیتریت (NO2)، فسفات (PO43-)، سیلیکات (SIO44-) و سولفید (S2-) باشد. روش تیتراسیون برای نمونه‌هایی که دارای پساب اسیدی معدن و محلول شستشوی اسیدی رزین کاتیونی هستند مناسب نمی‌باشد. زمانی که مقدار کل مواد جامد محلول (TDS) یا مقدار شناساگر زیاد باشد، خطای منفی ایجاد می‌شود.

 

نمونه‌برداری و نگه‌داری:

همواره احتمال از دست دادن مقداری از CO2 آزاد در هنگام نمونه‌‌برداری و نگه‌داری وجود دارد. به ویژه اگر مقدار گاز در نمونه زیاد باشد. بنابراین بهتر است بلافاصله بعد از نمونه‌برداری، اندازه‌گیری صورت گیرد. اگر بین نمونه‌برداری و اندازه‌گیری فاصله زمانی وجود دارد، باید نمونه در دمایی پایین‌تر از دمای اصلی نمونه نگه‌داری شود.

 

محاسبه غلظت کربن دی‌اکسید براساس pH و قلیائیت کل

اگر قلیائیت ناشی از یون‌های هیدروکسسید، کربنات و یا بی‌کربنات و دما °C 25 بوده و TDS از مقدار 500 ppm بیشتر نباشد، با داشتن مقادیر pH و قلیائیت کل (M)  می‌توان کربن دی‌اکسید آزاد (free, ppm[CO2]) و کل (total, ppm[CO2]) را محاسبه نمود:

محاسبه-دی‌اکسید-آزاد-free-ppmCO2-و-کل-total-ppmCO2

شایان ذکر است که معادلات فوق، براساس ثابت های تفکیک اسیدی استخراج شده‌اند:

ثابت‌های تفکیک اسیدی

 

[1] nomographic method

[2] superchlorination

مقالات پیشنهادی

تعیین BOD

BOD5 چیست؟

BOD5 چیست؟ BOD5 یا (biological oxygen demand)نرخ مصرف اکسیژن در داخل آب یا فاضلاب توسط میکروارگانیزم هنگام استفاده از مواد آلی موجود در محلول است.از روی اندازه گیری BOD5 میتوان درصد سلامت و پاکی نمونه آب یا فاضلاب را تشخیص داد. BOD5 مهم ترین ابزار سنجش مواد آلی قابل تجزیه زیست شناختی است که در […]

تعیین سموم ارگانوفسفره

تعیین سموم ارگانوفسفره روش تعیین سموم ارگانوفسفره با استفاده از دستگاه کروماتوگرافی گازی می باشد که دارای ستون های مویینه بوده و با شناساگر های NPD یا FPD قابل اندازه گیری است. این روش برای اندازه گیری غلظت ترکیبات ارگانو فسفره می باشد که برای تعیین غلظت نمونه با دقت ppb این اندازه گیری ها را […]

آزمایشگاه آب و فاضلاب

آزمایشگاه آب و فاضلاب : آزمایشگاه آب و فاضلاب تبریز ، تهران، کرج و تمامی شهر های ایران ملزم به سنجش پارامتری های میکروبی و شیمیایی آب و فاضلاب می باشند. پارامترهاي ميكروبي به ويژه عوامل مدفوعي آلاينده آب از مهمترين شاخصهاي مرتبط با بهداشت و سلامت آن محسوب ميگردند و مولد بيماريهاي متعددي ميباشند. […]

تغییرات کیفی آب مخازن

تغییرات کیفی آب مخازن سد وضعيت تغییرات کیفی آب مخازن که به صورت افقي و عمودي بر كيفيت آب تاثیر گذاشته و به ميزان و نحوه اختلاط عمودي و افقي آب مخزن و بهره برداري آن دارد كه خود به عواملي از جمله باد، شكل مخزن ، تعداد و نحوه ورودي ها و كيفيت آب آنها […]

نمونه برداری میکروبی آب

نمونه برداری میکروبی آب : به طور كلي همواره نمونه برداری میکروبی آب از محلي كه آب درحال جريان اسـت برداشـته و از نمونـهبـرداري از كنـارههـاي سـاحل رودخانه و جاهايي كه آب راكد است خودداري شود. در نواحي كمعمق براي جمعآوري نمونه با احتياط به محلي كه آب در حال جريان است رفته، و در […]

چك ليست ايمني آزمايشگاه

ايمني آزمايشگاه: آيا دستورالعملهاي ايمني آزمايشگاه بصورت مدون در دسترس كاركنان قرار گرفته است؟ آيا نظافت وبهداشت محيط ايمني آزمايشگاه درحدمطلوب است؟ آيا وسايل حفاظت فردي متناسب با نوع كار توسط كاركنان ايمني آزمايشگاه مورداستفاده قرار مي گيرد؟ آياچشم شوي اضطراري در آزمايشگاه موجوداست؟ آيادوش در آزمايشگاه موجوداست؟  آيا حوادث مخاطره آميز در ايمني آزمايشگاه ثبت و […]

پرورش ماهی با فاضلاب تصفیه شده

پرورش ماهی با فاضلاب تصفیه شده پساب مورد استفاده برای پرورش ماهی با فاضلاب تصفیه شده ، بايد عـاري از تخـم انگل نماتودها بوده و تعداد كليفرم مدفوعي در آنها بيش از 1000عدد در هر 100ميلـيليتـر نباشـد. بعـضي از نمـاتودهـا از جملـه كلونوركيس، شيستوزوما از جمله انگل هايي هستند كه در استفاده از اين منابع براي آبزي پروري داراي […]

آلودگی میکروبی آب آشامیدنی

آلودگی میکروبی آب آشامیدنی : درباره آلودگی میکروبی آب آشامیدنی میدانیم که آب يكي از مهمترين منابع سياره ماست. اخيراً منابع آب شيرين با نرخ هشدار دهنده اي در حال اتمام هستند. بيش از يك ميليارد نفر دسترسي به آب سالم ندارند و بيش از دو ميليارد نفر در مناطق با داراي مشكل آب زندگي ميكنند. […]

کنترل کیفیت آب استخرهای شنا

کنترل کیفیت آب استخرهای شنا: کنترل کیفیت آب استخرهای شنا بنحوی که سلامت شناگران حفظ شده و از نظر خصوصیات فیزیکی، ظاهری و جنبه های زیباشناختی، آب مقبولیت لازم برای شناگران داشته باشد، دارای اهمیت است . جهت کنترل کیفیت آب استخرهای شنا توجه به موارد زیر ضروری می باشد: 1 کیفیت آب خام مصرفی 2 نوع استخر […]

مسیرهای انتقال پاتوژن ها و انگل های مرتبط با آب

مسیرهای انتقال پاتوژن ها و انگل های مرتبط با آب انتقال، شامل جابجایی عامل عفونی از یک مخزن به یک میزبان، مهمترین عامل در زنجیره عفونت می باشد. پاتوژن ها می توانند از طریق مسیرهای متعددی از مخزن به میزبان مستعد منتقل شوند. مسیرهای انتقال پاتوژن های مرتبط با آب در شکل 1 خلاصه شده […]

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