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

روش اندازه گیری بو آب

روش اندازه گیری بو آب روش اندازه گیری بو آب به این صورت می باشد که ابتدا حجم دقیقی از آب بی بو را در ظروف ریخته می شود و سپس نمونه را داخل آب پیپـت کـرده (بـا چرخانـدن ظرف نمونه). با افزودن 200 میلی لیتر، 50 میلی لیتر، 12 میلی لیتر ، 2.8 میلی لیتر از […]

تفاوت آب آشامیدنی با آب معدنی

تفاوت آب آشامیدنی با آب معدنی تفاوت آب آشامیدنی با آب معدنی ، در میزان کل املاح محلول در آب از جمله تفاوت در میزان غلطت سختی کل، کلسیم، منیزیوم، سدیم، پتاسیم،سولفات ،کلراید، نیترات، نیتریت، و سایر پارامتر های تعیین کننده است. اما اینکه آب آشامیدنی بهتر است یا آب معدنی باید میران این پارامتر […]

كليفرم

رنگ آميزي باکتری

رنگ آميزي باکتری: برای رنگ آميزي باکتری باید محلولی که ترکیب آن به شرح زیر آمده است را به وسيله كاغذ صافي ،صاف كرده و در يك شيشه يا بطري درب دار رنگ آميزي بريزيد. محلول لوگل ، اصلاح شده براي رنگ آميزي گرم  را در يك هاون پودر كنيد. آب مقطر را كم كم اضافه […]

بور در خاک

بور در خاک نوع سنگ مادر تشکیل دهنده خاک میزان بور در آن را تعیین می کند. کانی های تورمالین و بوراکس مهم ترین منبع بور در خاک هستند که بور موجود در آن کانی ها به تدریج به شکل قابل استفاده برای گیاه در می آید.  بور موجود در خاک بیشتر با ساختار بلورین […]

فلزات سنگین آب

فلزات سنگین آب : فلزات سنگین آب با روشهاي مختلفي مانند روشهاي کالريمتري،پلاروگرافي و روش جذب اتمي قابل اندازه گیری می باشند. روش جذب اتمي معمولا در محدوده غلظت ١ میکرو گرم بر ليتر کاربرد دارد. در روش جذب اتمي نمونه هاي داراي ذرات ، مواد آلي ، فلزات با باندهاي آلي وغير آلي و يا فلزات محلول […]

حذف تری هالومتان ها

حذف تری هالومتان ها حذف تری هالومتان ها در تصفیه خانه های آب تازه تاسیس و در طول اصلاح تصفیه خانه های تعمیر شده باید همواره مورد بررسی و حذف قرار بگیرند. (به علت مقدار بالای تری هالومتان ها) نرخ تشکیل تری هالومتان ها به عوامل زیر بستگی دارد : مواد اولیه آلی : در صورتی […]

آزمایشگاه سیار آب

آزمایشگاه سیار آب آزمایشگاه سیار آب در مکان هایی کاربرد دارد که دسترسی به آزمایشگاه مجهز میکروبی ، شیمیایی و فلزات سنگین وجود ندارد و باید حتما در محل با آزمایشگاه سیار آب آزمایش های آب محل انجام شود. در عملیات صحرایی هیدروژئوشیمیایی، اندازه گیری پارامترهای درجه حرارت، PH، هدایت الکتریکی و تعیین میزان یون […]

كاهش آلودگي ميكروبي آب

كاهش آلودگي ميكروبي آب : كاهش آلودگي ميكروبي آب دارای اهمیت بسیار زیادی در تصفیه آب و فاضلاب می باشد. آب سالم و بهداشتي يكي از نيازهاي مهم يك جامعه است. همچنين تامين آب در كشورهاي در حال توسعه يك مسئله مهم و حياتي است. معمولا آب به سرعت ميتواند آلوده شود كه موجب غير بهداشتي […]

مصاحبه آقای محمد محمودزاده در رادیو تهران

مصاحبه آقای محمد محمودزاده در رادیو تهران روز یک شنبه 21 فروردین جناب آقای محمد محمودزاده مدیر عامل شرکت آبرام در برنامه علم بهتر است در رادیو  تهران حضور داشتند. موضوعاتی مانند آلودگی آب و هوا و ریزگرد ها مورد بررسی قرار گرفت. جهت دریافت فایل ضوتی این برنامه بر روی لینک های زیر کلیک […]

آزمایش میکروبی آب

آزمایش میکروبی آب: بطور کلي آزمایش میکروبی آب، به منظور شمارش میکروارگانیزم های آلاینده موجود در آب است. ميكروارگانيسم هاي متعددي از طریق آب قابل انتقال بوده که داراي منشأ مدفوعي مي باشند.هرچند تخليه فاضلاب هاي تصفيه نشده به محيط زیست، آلودگي ميكروبي منابع آب را به همرا دارد. اما هدف این بخش اشاره مختصر […]

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