نوشته‌ها

آلکالینیتی فاضلاب

آلکالینیتی فاضلاب

آلکالینیتی فاضلاب در حضور مقدار زياد دي اكسيدكربن (معمولاً در محدوده 30-50درصـد) در گـاز توليدي تصفيه بي هوازي، معمولاً مقادير قليائيت در محدوده 2000-4000 mg/L بر حـسب كربنـات كلسيم مورد نياز است كه براي حفظ pHدر حالت خنثي يا نزديك به حالت خنثي مـيباشـد. مقـدار قليائيت مورد نياز به ندرت در فاضلاب ورودي در دسترس اسـت؛ امـا ممكـن اسـت در بعـضي مـوارد بوسيله تجزيه پروتئين و اسيدهاي آمينه توليد شود(مانند فاضلابهاي بـسته بنـدي گوشـت) نيـاز بـه خريد مواد شيميايي براي كنترل pH مي تواند اثر مهمي بر اقتصادي بودن تصفيه بـي هـوازي داشـته باشد.  ارتباط بين pHو آلکالینیتی فاضلاب توسط بي كربنـات بصورت زير كنترل مي شود.

آلکالینیتی فاضلاب

Ka1 = ثابت تجزيه اسيد اوليه كه تابعي از دما و قدرت يوني است.

غلظت اسيد كربنيك H2CO3با اسـتفاده از قـانون هنـري و فـشار جزئـي CO2در اتمسفر بالاي آب تعيين مي شود.

آلکالینیتی فاضلاب

نسبت مولي گاز در آب، مول گاز/مول آب

 Ng  تعداد مول گاز
Nw  
تعداد مول آب
P t  فشار كل، معمولاً يك اتمسفر
H    ثابت قانون هنري
P g  نسبت مولي گاز در هوا ، مول گاز/ مول هوا

وقتي غلظت اسيد كربنيك مشخص باشد، قليائيت بي كربنات مورد نياز بـراي حفـظ pHبـرآورد مـي شود.قليائيت مورد نياز در فاضلابهايي با قدرت يوني و غلظت كل جامدات محلول بالاتر معمولاً خيلي بيشتر خواهد بود.

نتايج محاسبات براي دماها و غلظتهاي مختلف CO2در فاز گازي در جدول زیر گزارش شده است كه با استفاده از ثابت تعادل كربنات داده شده. مقادير بيان شده در جدول زیر را مي توان بـراي تخمـين قليائيـت مـورد نيـاز اسـتفاده كـرد. قليائيت مورد نياز در فاضلابهايي با قدرت يوني و غلظت كل جامدات محلول بالاتر معمولاً خيلي بيشتر خواهد بود.

آلکالینیتی فاضلاب

جدول بالا حداقل قلياييت برآورد شده مورد نياز بر حسب CaCOدر 7= pH بعنوان تابعي از دما و درصد دي اكسيد كربن در حين هضم بي هوازي.

 

تیتراسیون رسوبی

تیتراسیون رسوبی

تیتراسیون رسوبی یکی از روشهاي حجمی است که بر مبناي تشـکیل نمکهـاي کـم محلـول است، این روش به طور معمول جهت تجزیه نقره و همچنین اندازه گیري یون هاي کلرید، برمیـد ، یدید و تیوسیانات مورد استفاده قرار می گیرند. اکثر کاربردهاي این روش بر مبناي استفاده از محلول استاندارد نیترات نقره قرار دارند. از مهمترین تیتراسیونهاي رسوبی می توان اندازه گیري کلر به روش مور (تشـکیل رسـوب ثـانوي) و  روش ولهارد (تشکیل یک کمپلکس رنگین) را نام برد.

اندازه گیري کلر به روش مور

در اندازه گیري کلر به روش مور که از روش های تیتراسیون رسوبی است از محلول استاندارد نیترات نقره استفاده میگـردد و تشـکیل رسـوب ثانوي با رنگ مشخص اساس تعیین پایان تتیراسیون در این روش است. یون کرومات نقش معـرف را  داشته و نقطه پایان با ظهور رسوب قرمز آجري کرومات نقره Ag2CrO4مشـخص مـی شـود . رسـوب  کرومات نقره در حضور رسوب کلرید نقره به رنگ سفید چرك نمایان میگردد.

Ag+ + Cl ↔ AgCl

CrO42- + 2Ag+   <=>  Ag2CrO4

قابلیت انحلال کلرید نقره خیلی کمتر از کرومات نقره می باشـد و لـذا در رو ش مـور تـا زمـانی کـه  تمامی یونهاي کلر رسوب نکرده اند، رسوب کرومات نقره تشکیل نمی شود.

تهیه و استاندارد کردن نیترات نقره :

نیترات نقره کمتر به صورت کاملا خالص وجود دارد، لذا محلول تهیه شده آنـرا بـا اسـتفاده از سـدیم  کلرید استاندارد به روش مور تیتر می کنند. محلول نیترات نقره به دلیل اینکه در مقابل نور تجزیه می گردد، باید دور از روشنایی نگهداري شود و  اگر در شرایط مناسب نگاه داشته شود، پایدار می ماند.

محلولهاي مورد نیاز:

  • مقداري سدیم کلرید را در شیشه ساعت ریخته و درآون در 110درجـه سـانتی گـراد بـه مـدت  یکساعت قرار داده تا رطوبت خود را از دست بدهد سپس در دسیکاتور سرد کنید.
  • مقدار لازم نیترات نقره را براي تهیه 500میلی لیتـر محلـول 0.02مـولار وزن کـرده و پـس از  انحلال کامل آن در آب به حجم برسانید.
  • مقدار لازم سدیم کلرید سرد شده براي تهیه 250میلی لیتر محلول 0.02مـولار را دقیقـا وزن  کرده و پس از انحلال کامل آن در آب به حجم برسانید.
  • پتاسیم کرومات %15وزنی حجمی

آزمایش تیتراسیون رسوبی

  • بورت را از محلول نیترات نقره تهیه شده پر کنید.
  • 2میلی لیتر از محلول سدیم کلرید را به داخل ارلن منتقل کنید.
  • 0.2 میلی لیتر پتاسیم کرومات %10به آن بیافزایید.
  • محلول داخل ارلن را توسط نیترات نقره آهسته تیتر کرده تا رنگ سـفید چـرك بـه علـت وجـود  رسوب کرومات نقره ایجاد شود.
  • مولاریته دقیق نیترات نقره را محاسبه کنید.

محلول مجهول داده شده را ابتدا به حجم برسانید، سپس طبق روش فوق آنرا توسط نیترات نقره تیتر کنید و غلظت یون کلر و کلرید سدیم داده شده را بر حسب ppmگزارش کنید.

اندازه گیري کلر به روش ولهارد

در تعیین مقدار یون کلر به روش ولهارد که یکی از روش های تیتراسیون رسوبی است از محلول استاندارد تیوسیانات استفاده می گردد. یون کلر  مستقیما با تیوسیانات وارد واکنش نمی شود. لذا براي اندازه گیري کلر روش تیتراسیون برگشـتی بـه
کار می رود. به این صورت که با افزایش مقدار بیش از حد لزوم نیترات نقره تمامی کلر موجـود را بـه  صورت کلرید نقره رسوب داده وسپس اضافی نیترات نقره با محلول تیوسیانات تیتر می شود.

Ag+ + Cl ↔ AgCl

Ag+ + SCN ↔ AgSCN

حلالیت کلرید نقره از تیوسیانات نقره بیشتر است لذا در موقع افزودن محلول تیوسیانات واکنش زیـر  صورت می گیرد:

 SCN +AgCl   <=>   AgSCN+ Cl

این امر باعث محو شدن نقطه پایانی در تیتراسیون رسوبی  می گردد. براي جلوگیري از آن میتوان رسوب کلریـد نقـره را بـا  صاف کردن از محیط عمل خارج نموده ویا از نیترو بنزن که رسوب کلرید نقره را پوشـانده واز تمـاس  آن با SCNجلوگیري می کند استفاده کرد.

ختم تیتراسیون توسط تشکیل یک کمپلکس رنگین مشخص می شود یـون + Fe3نقـش شناسـاگر را  داشته ونقطه پایان با ظهور کمپلکس قرمز رنگ قابل تشخیص است کـه در محـیط بـه علـت وجـود  رسوب سفید، به رنگ صورتی در می آید.

 

وزن سنجی یا گراویمتری

وزن سنجی یا گراویمتری

وزن سنجی یا گراویمتری (گراویمتری در شیمی تجزیه ) عبارت است از اندازه گیري کمی یـک جسـم از طریـق رسـوب دادن آن و جـدا کـردن و توزین رسوب حاصل.  به این صورت عمل می شود که وزن معینی از نمونـه شـامل جسـم مجهـول در حلال مناسبی حل می شود. سپس محلول رسوب دهنده به مقدار زیاد اضافه می گردد. رسوب حاصل  پس از صاف کردن، شستن خشک کردن و افروزش توزین می گردد.  با توجه به وزن و ترکیب رسـوب  حاصل مقدار یونهاي رسوب کرده و با در نظـر گـرفتن وزن نمونـه درصـد جسـم مجهـول در نمونه  محاسبه می گردد. روش وزن سنجی چون بر اساس توزین است داراي صحت و دقت( حدود 0.1 %) زیاد می باشد ولی عیب آن این است که وقت زیاد می گیرد. در زیر گراویمتری برای اندازه گیری سولفات تشریح می گردد.

 

وزن سنجی یا گراویمتری سولفات

سولفات باریم با داشتن ثابت انحلال خیلی کم بهترین رسوب در تعیین مقدار سولفات است. بعلاوه این جسم در نتیجه حرارت زیاد ، تغییری نکرده و ثابت باقی می ماند.  ذرات سولفات باریم تشکیل شده معمولا ریز بوده و ممکن است از جدار کاغذ صافی عبور نماید بـراي  حل این مشکل بهتر است هنگام اضافه نمودن نمک باریم عمل را به آهستگی تمام انجام داد.
محلولهاي مورد نیاز :

  • هیدرو کلریدریک اسید 2مولار
  • باریم کلرید %3وزنی حجمی
  • نیتریک اسید 2مولار، نیترات نقره جهت تست کلر

وزن سنجی یا گراویمتری سولفات

 

شرح آزمایش وزن سنجی یا گراویمتری سولفات :

  • مجهول داده شده اگر به صورت جامد می باشد توسط قیف بـه بـالن ژوژه منتقـل و پـس از حـل کردن با آب مقطر به حجم برسانید و اگر محلول می باشد مسـتقیما توسـط آب مقطـر بـه حجـم  برسانید.
  • یک بشر برداشته و 25میلی لیتر از محلول سولفات داده شده را در بشر بریزید. بشر ۲۵
  • 3تا 5میلی لیتر  HCl دو مولار به محلول افزوده سپس آنرا حرارت دهید (تا نزدیک جوش)
  • توسط پیپت مدرج و یا بورت قطره قطره محلول کلرید باریم %3به محلول اضافه کرده و دائما بـا  همزن شیشه اي آنرا به هم بزنید (توجه داشته باشید که همزن به جدار و ته بشر سـائیده نشـود)  افزایش باریم کلرید را ادامه دهید تا رسوب سولفات باریم کامل شود. سپس درب ظرف را با کاغـذ بسته و صبر کنید تا عمل رسوب گیري کامل شود.
  • یک کروزه تمیز را به مدت یک ربع ساعت در حرارت 700-800درجه سانتیگراد در کوره قـرار  داده و سپس در دسیکاتور قرار دهید تا خنک شود. وزن دقیق آنرا تعیین کنید.
  • بعد از آنکه رسوب ها ته نشین شد به کمک کاغذ صافی باند آبی آنرا صاف کنید. ابتدا بدون هم زدن محلول روئی بشر را از کاغذ صافی عبور دهید. آنقدر این عمل را تکرار کنید تا محلول زیـر صافی شفاف باشد.
  • به کمک شستشو با آب مقطر گرم که آن را داخل بشر ریخته و هم زده اید یونهاي کلر موجود در  رسوب را از آن خارج کرده و در ضمن رسوب ها را روي کاغذ صافی انتقال دهید.
  • راي اطمینان از نبودن کلر تست نیترات نقره را انجام دهید. براي این کار حدود یک میلی لیتر  از آخرین محلول زیر صافی را وارد لوله آزمایش کرده و یک قطره نیتریـک اسـید 1مـولار و  چند قطره نقره نیترات %1به آن اضافه کنید. در صورتی که کدر شد دلیل بـر وجـود کلـر در  محلول زیر صافی است.
  • پس از خاتمه صاف کردن کاغذ صافی، محتوي رسوب را جمع کرده در کـروزه کـه وزن آنـرا بـه  دست آورده اید قرار دهید به کمک چراغ گاز با شعله کم آنرا حرارت داده تا ابتدا خشک و سپس  با زیاد کردن شعله بسوزد و خاکستر شود. کروزه محتـوي رسـوب را در کـوره 700-800درجـه  سانتی گراد به مدت 20دقیقه قرار داده پس از خاتمه زمان لازم آنرا در دسیکاتور گذاشته تـا  پس از سرد شدن وزن کنید و غلظت سولفات را بدست آورید.

    وزن سنجی یا گراویمتری

 

 

 

خطرات گاز هیدروژن سولفوره

خطرات گاز هیدروژن سولفوره

خطرات گاز هیدروژن سولفوره بسیار متنوع و گسترده می باشد. گاز هیدروژن سولفوره از مسموم كننده ترين گازهايي است كه صنعت با آن روبرو است و از اين رو لازم است كليه كسانى كه ممكن است به نحوى در معرض آن قرار گيرند با خطرات آن آشنا شوند. البتــه نبايد خاصيت انفجارپذيــرى آن در اثر اختلاط با هوا را نيز ناديده گرفت.
آلودگى هوا به گاز هيدروژن ســولفيد معمولاً جنبة محلى دارد و از آن جمله مى توان از مناطقى كه در مجاورت محل انتشــار گاز قرار دارن دنامبرد ازقبيل كارخانه هاى كك سازى،كارخانه هاى كاغذسازى،پالایشگاه نفت و  گاز 
استخرهاى تبخير پسابها ،تصفیه خانه های فاضلاب ها و يا محلهايي كه نشت طبيعى گاز از زمين وجود دارد.

خطرات گاز هیدروژن سولفوره برای انسان

اگرچه بوى نامطبوع اين گاز براى اغلب مردم ناراحت كننده است، ولى مشكل اساسى،اثر جبران ناپذير آن برجان افراد خصوصاً در محيط كار اســت. بوى نامطبوع گاز هيدروژن سولفيد شاخصترين علامت وجود آن در محيط اســت ولى در غلظتهاى بالا متأسفانه بلافاصله حس بويائى را از كارمياندازد و ممكن است به مرگ بيانجامد. آستانه احساس بو نيز به طور قابل ملاحظهاى در افراد متغير است و بستگى به عوامل مختلف از جمله سن، جنسيت و سيگارى بودن فرد دارد. تنفس گاز هيدروژن سولفيد با ايجاد اسپاسم و تورم حنجره و ريه ها ممكن است به مرگ بينجامد.

هيدروژن ســولفيد از طريق ريه ها وارد خون مي شــود و خصوصاً در غلظتهاى بالا انتقال اكســيژن توســط خون را متوقف مى كند. به طور كلى هيدروژن سولفيد با آنزيمهاى خون وارد واكنش مي شود، تنفس ســلولها را متوقف مي كند و در نتيجه ريه فلج مي شــود و مرگ ناگهانى رخ مى دهد. در اين موارد مىتوان اثر هيدروژن سولفيد را همانند اثر ســيانيدها دانســت با اين تفاوت كه از راه پوست جذب نمىشود.

در غلظتهاى كمتر باعث عوارضى همچون اشــك ريزى، سوزش دستگاه تنفسى، آســيب به عضلات قلب، تغييرات روانى، اختلال در تعادل، فلج شــدن اعصاب، تشنج و بيهوشى است. خستگى، اسهال، تار شدن بينايي، درد شــديد چشم، بيخوابى، سرگيجه و استفراغ از جمله اثرات معمولى هيدروژن سولفيد بر انسان است. نتايج برخى از تحقيقات حاكى از آن است كه كربن منواكسيد و بخارات نفتا اثرات هيدروژن سولفيد را تشديد مى كند.

خطرات گاز هیدروژن سولفوره

خطرات گاز هیدروژن سولفوره برای حیوان

بررســى هاى انجام شده حاكى از آن است كه اثر گاز هيدروژن سولفيد بــر حيوانات بــا اثر آن بر انســان در غلظتهاى مشــابه تقريباً يكســان است. غلظتى از هيدروژن ســولفيد كه تنفــس آن باعث مــرگ 50درصد حيوانــات تحــت آزمايش مىشــود
(
LC50) براى موش صحرائى 444 بخش در ميليون گزارش شده است.

خطرات گاز هیدروژن سولفوره برای گیاهان

در مورد اثر گاز هيدروژن سولفيد در غلظت هــاى موجــود در هــوا بر گياهان مزرعهاى، شواهد چندانى در دست نيست. بررســىهاى انجام شده حاكى از آن اســت كه در غلظتهاى كمتر از 40بخــش در ميليون بــر 29گونه گياه مورد آزمايش، پس از گذشت 5ساعت اثر قابل توجهى مشاهده نشده است. در غلظتهاى بين 40و 400بخش در ميليون، ميزان اثر پس از 5ساعت بر گياهانى نظير گل رز، تنباكو، خيار و گوجه فرنگى متوسط گزارش شده ولى بر درختان سيب، گيلاس و هلو اثر چندانى نداشــته است. در اين بررســىها فقط برگهاى جوان گياهها آسيب ديده است.

اثرات گاز هیدروژن سولفوره برای رنگ ها

هيدروژن ســولفيد موجود در هوا بــا رنگهاى حاوى املاح فلزات سنگين تركيب شده باعث تيره شدن و تغيير رنگ آنها میشود. املاح ســرب، جيوه، كبالت، آهن و قلع، خاكسترى يا سياه رنگ ميشود و رنگ املاح كادميم به نارنجى متمايل به زرد تغيير مى يابد. بيشترين تغيير رنگ معمولاً مربوط به كربنات سرب است كه به توليد سولفيد ســياه رنگ سرب مى انجامد، از اين رو برخى از صنايع رنگسازى از دى اكسيد تيتانيوم بجاى كربنات سرب استفاده مى كنند ولى به علت دوام بيشتر هنوز استفاده از سرب در توليد رنگ ادامه دارد. تحقيقــات به عمل آمده حاكى از آن اســت كه تغيير رنگ ســرب در غلظت هاى كم هيدروژن ســولفيد حتــى در غلظت 0.05 بخش در ميليون، ممكن اســت پس از دو ســاعت رخ دهد. البته مسلماً ميزان تغيير رنگ به غلظت سرب در رنگ ، درجه حــرارت و رطوبــت هوا، عمر رنــگ و وجــود ســاير آلاينده ها در هوا نيز بســتگى دارد. از طرف ديگر اغلب، ســولفيد سرب ايجاد شده در اثر اكسايش، به سولفات سرب سفيد رنــگ تبديل مي شــود و در نتيجه مجدداًرنگ به سفيدى مىگرايد.

در ســال 1961تغييــر رنــگ در منــازل در ايالــت فلوريــدا به علــت هيدروژن ســولفيد منتشــر شده از واحــد هوادهى آب شــهر، در ســال 1963در شــهر نيويــورك به علــت متصاعد شــدن هيدروژن ســولفيد از كانــال آب نمك آلوده شــهر و در
شهر لويزتون ايالت آيداهو و كلارك استون ايالت واشنگتن آمريكا به علت انتشار ات هيدروژن سولفيد در كارخانه كاغذسازى مشهود بوده است.

 

هیدروژن سولفید در نفت خام

هیدروژن سولفید در نفت خام

اوليــن نقطه اى كه با هیدروژن سولفید در نفت خام و گاز مواجه مى شــويم، گازهاي حاوى هيدروژن ســولفيد در ميادين نفت و گاز اســت كه به آنها گاز ترش گفته مىشــود. البته در برخــى از ميادين، گاز بدون هیدروژن سولفید در نفت خام  هيدروژن سولفيد نيز وجود دارد كه گاز شيرين ناميده مىشود. در ايــران غلظت گاز هيدروژن ســولفيد در گازهاى ترش متفاوت اســت؛ به عنوان مثال در گاز مســجد ســليمان حداكثــر 25درصد هيدروژن ســولفيد و در گاز خانگيران حدود 3.6درصد گزارش شده
است.

در برخى از ميادين، گازهاى ترش ممكن اســت به طور طبيعى از لايه هاى زمين نشــت كند و باعث آلودگى هواى منطقه شود. هنگام اســتخراج نفت از چاه، نفت به واحد بهره بردارى ارسال مي شود و در نتيجه كاهش فشــار، مقدارى گاز متصاعــد مىگردد كه در بعضي از مناطق، گازهاى خروجى واحد بهره بردارى در ســطح زمين سوزانده مي شود و هيدروژن سولفيد آن به دى اكسيد گوگرد تبديل مىگردد. در زمان حفارى و يا انتقال نفت خام و گاز نيز امكان نشت هيدروژن سولفيد در محيط وجود دارد. در نفت خام خوراك پالايشگاهها، گوگرد به صورت هيدروژن ســولفيد و خصوصــاً به صورت تركيبات گوگردى مــواد آلى هيدرو كربنى وجــود دارد. در مراحل مختلف فراورش نفت خام، تركيبات گوگردى معمولاً به هيدروژن سولفيد و مركپتانهاي سبك تبديل مى شود.

گازهاى خروجى از دســتگاه تقطير حاوى هيدروژن ســولفيد است. در اثر شكســت مولكولى از جمله در دســتگاه كاهش گرانروى و همچنين تهيه اسفالت، هيدروژن سولفيد توليد مى شود. نظــر به اينكه گوگــرد موجود در مواد نفتى مســموم كننده مواد كاتاليستى است، خوراك واحدهاى تبديل كاتاليستى نظير ايزوماكس بايد قبل از ورود به واحد، گوگردزدايى شود. عمل گوگردزدايي توسط هيدروژن انجام مي گيرد و در نتيجه مقادير زيادى هيدروژن سولفيد توليد مىشود.
درپالايشگاه ها همچنين در اثر عمليات پالايش، مقدارى از هیدروژن سولفید در نفت خام  به پســاب راه مي يـابـد (آب ترش) ايــن آب نيز بايد به برج عريان كننده تصفيه آب ترش ارسال وبا هيدروژن سولفيدزدايي شود.

هيدروژن ســولفيد توليدى پس از تفكيك بايد به دستگاه بازيافت گوگرد ارسال شود. در صورت وجود اشكال در اين سامانه، در مشعل ســوزانده و به صورت دى اكســيد گوگرد در هوا پخش مىشود. البته گازهايــي كه غلظت هيدروژن ســولفيد در آنها كم اســت معمولاً مستقيماً سوزانده مىشود. چه در پالايشــگاه هاى نفت و گاز و چــه در برخى از مجتمعهاى پتروشيمى و ساير صنايعى كه مولد گاز هيدروژن سولفيد مىباشند، ممكن است اين گاز در اثر نشت و يا تصفيه ناقص آب ترش، محيط صنعتى و يا مناطق اطراف آنرا آلوده ساخته باعث گازگرفتگى و حتى مرگ افراد شود.

 

 

 

تهیه محلول بافر

تهیه محلول بافر

به طور کلی برای تهیه محلول بافر ، ابتدا توصیحات مختصری در مورد محلول بافر ارائه میدهیم و سپس نحوه انتخاب و تهیه محلول بافر را شرح میدهیم. بافر محلولی است که در برابر افزایش اسید یا باز مقاومت نموده و مانع تغییرات شدید pH می­شود محلول تامپون است که شامل دو دسته کلی زیر می­شود.

  • تامپون اسید قوی یا باز قوی
  • تامپون ناشی از مخلوط اسید- باز ضعیف مزدوج

از مشخصه­ های مهم بافر، نیروی بافر یا نیروی تامپونی است.

تهیه محلول بافر

به عنوان نمونه منحنی تیتراسیون اسیدی­متری یک اسید ضعیف را در نظر داشته باشید. در x=0.5 یعنی هنگامی که غلظت گونه باز و اسید برابر است طبق رابطه هندرسون – هاسلباخ pH= pKa خواهد بود. در این نقطه شیب منحنی نزدیک صفر است و بنابراین مشاهده می­شود تغییرات pH نسبت به تغییرات غلظت باز بسیار کم است. همین موارد درباره یک باز ضعیف هم صادق است.

تهیه محلول بافر

همانطوریکه در منحنی دیده می­شود بیشترین نیروی تامپون در x= 0.5 حاصل می­شود. این بدین معنی است که هر چه غلظت گونه اسید و باز سازنده تامپون نزدیکتر باشد تامپون قوی­تر است.

انتخاب و تهیه محلول بافر

در نمودار زیر بر اساس (ASTM D 1126) سه منحنی تامپون دیده می­شود. همانطوریکه دیده می­شود هر سه تامپون  در x=0.5 نیروی تامپونی حداکثر دارند با این حال بهترین تامپون، تامپونی است که منحنی کوچکتری دارد. اصولاً در شیمی تجزیه سعی بر آن است که محلول­ها دارای حداقل غلظت باشند چراکه در اثر افزایش غلظت نیروهای یونی افزایش یافته و قوانین و تئوری­های شیمیایی و در نتیجه پیش­بینی وقایع و محاسبات دچار عدم صحت کافی خواهند شد. بنابراین معمولاً سعی بر این است که از تامپونی استفاده شود که دارای بیشترین مقاومت و حداقل غلظت باشد. البته موارد استثنایی هم وجود دارد مانند محلول تامپون برای آزمایش سختی است که غلظت آن بالاست.

انتخاب و تهیه محلول بافر

محاسبه قلیائیت

محاسبه قلیائیت

به طور کلی برای محاسبه قلیائیت می دانیم که اگر فرض كنيم pH نمونه آبی حدود 11 باشد با افزايش شناساگر فنل‎ فتالئين رنگ آن ارغواني خواهد شد. در تيتراسيون با اسيد، رنگ محيط در pH = 8 بي‌رنگ خواهد گرديد. اين مقدار اسيد مصرفي كه با P Phenolphthalein نشان داده مي‎شود در واقع مقدار اسيدي است كه جهت خنثي سازي قليائيت ناشي از هيدروكسيد و كربنات مصرف شده است. اگر به همين نمونه چند قطره شناساگر متيل اورانژ اضافه كنيم رنگ محيط نارنجي زرد خواهد شد كه با مصرف  M)  Methyl Orange) مقدار اسيد جهت خنثي سازي، رنگ آن به سرخ تبديل مي‎گردد، اين مقدار اسيد در واقع مقدار اسيدي است كه جهت خنثي سازي بي‌كربنات‎ها به‎كار رفته است. M، قليائيت كل یا Total Alkalinity‌  گفته می­شود.

قليائيت آب ممكن است بصورت پنج حالت زير باشد:

  1. قليائيت مربوط به هيدروكسيدها.
  2. قليائيت مربوط به هيدروكسيدها و كربنات‎ها.
  3. قليائيت مربوط به كربنات‎ها
  4. قليائيت مربوط به كربنات‎ها و بي‌كربنات‎ها.
  5. فليائيت مربوط به بي‌كربنات‎ها

با در نظر گرفتن اينكه M=Total Alkalinity است پنج حالت بالا برای محاسبه قلیائیت به ترتيب زير قابل محاسبه‌اند :

  1. اگر P=M شود بدين معني است كه در محيط كربنات و بي كربنات وجود ندارد و قليائيت آب منحصراً مربوط به هيدروكسيدهاست
  2. اگر 2P>M شود  قليائيت مربوط به هيدروكسيدها و كربنات‎ها مي‌شود. در اين حالت M نصف قليائيت مربوط به كربنات است. در اين صورت قليائيت كربنات برابر با 2(M-P) و قليائيت هيدروكسيد برابر است با2P-M.
  3. اگر P=0 شود قليائيت آب مربوط به بی­كربنات است. و pH آب در اين صورت از 8.3 كمتر مي‌شود. در اين حالت قليائيت بي‎كربناته برابر قليائيت كل خواهد بود.
  4. اگر2P<M  شود در اين حالت هم كربنات دو برابر تيتراسيون با فنل ­فتالئين يعني P و بي‌كربنات عبارتست از اختلاف قليائيت كل و قليائيت كربنات است. یعنی M-P
  5. اگر 2P=M باشد قليائيت آب فقط مربوط به ‎كربنات است  و مقدار آن برابر با 2P می­باشد.

مطالب ذکر شده برای محاسبه قلیائیت را مي‌توان به صورت جدولي بيان داشت كه در ادامه آمده است. قابل توجه و يادآوري است كه در محيط بازي كه يون‎هاي هيدروكسيد موجودند، بي‌كربنات‎ها وجود ندارند و عملاً به صورت كربنات هستند و از اين رو در صورت موجود بودن قليائيت هيدروكسيد، مقدار قليائيت بي­كربنات عملاً صفر خواهد بود و عكس اين نيز صادق است.

Bicarbonate Alkalinity as CaCO3

 

Carbonate Alkalinity as CaCO3

Hydroxide Alkalinity as CaCO3

Result of Titration

M

0

0

P=0

M-P

P

0

2P<M

0

2P

0

2P=M

0

2(M-P)

2P-M

2P>M

0

0

M

M=P