Av John Brennan | Uppdaterad 30 augusti 2022

När koldioxid löses i vatten bildas kolsyra (H₂CO₃). Denna syra kan dissociera för att ge bikarbonat (HCO3-) eller karbonat (CO32-). Kalciumjoner i vattnet kommer att reagera med dessa arter för att producera antingen lösligt kalciumbikarbonat eller olösligt kalciumkarbonat. För miljö- och vattenkvalitetstestning är beräkning av bikarbonatkoncentrationen från total alkalinitet och pH ett vanligt krav.

Steg 1:Konvertera total alkalinitet till molaritet

Total alkalinitet uttrycks vanligtvis i milligram per liter CaCO3. Dividera värdet med 100 000 gmol⁻¹ för att få mol per liter (molaritet). Detta steg ger baslinjekoncentrationen som kommer att förfinas i nästa steg.

Steg 2:Ersätt karbonat-ekvationen med alkalinitetsuttrycket

Den allmänna alkalinitetsformeln är:

2×Total alkalinitet = [HCO₃⁻] + 2[CO₃²⁻] + [OH⁻]

Med karbonatkoncentrationen uttryckt som [CO₃²⁻] = (K₂ [HCO₃⁻])/[H⁺] , där K₂ = 5,6×10⁻¹¹, blir ekvationen:

2×Total alkalinitet = [HCO₃⁻] + 2×(K₂ [HCO₃⁻]/[H⁺]) + [OH⁻]

Steg 3:Lös för [HCO₃⁻]

Använder förhållandet [H⁺] = 10^(−pH) och hydroxidkoncentrationen [OH⁻] = 10^(−14 + pH) , den algebraiska lösningen är:

[HCO₃⁻] = (2×Total Alkalinitet – 10^(−14 + pH)) / (1 + 2K₂ × 10^(pH))

Steg 4:Beräkna bikarbonatkoncentrationen

Infoga molariteten för CaCO₃ erhållen i steg 1 i formeln ovan. Resultatet är bikarbonatkoncentrationen i mol per liter.

Vad du behöver

• Total alkalinitet för provet
• pH för provet
• Blyerts och papper
• Kalkylator
• Andra dissociationskonstant för kolsyra (K₂ = 5,6×10⁻¹¹)

Viktig anmärkning

Härledningen antar att kalcium- och karbonatämnen dominerar alkaliniteten. Om andra alkaliska komponenter, såsom ammoniak, finns, krävs en mer sofistikerad modell. Se den första länken under avsnittet "Referenser" för ytterligare vägledning.