Calcolatore del bilancio di carica dell’analisi dell’acqua
Verifica se le cariche ioniche positive e negative di un’analisi dell’acqua sono bilanciate. Nell’acqua elettricamente neutra, la carica totale dei cationi e quella degli anioni sono uguali quando entrambe sono espresse in equivalenti. Questo calcolatore è uno strumento di verifica preliminare del bilancio di carica; un risultato bilanciato, da solo, non dimostra che tutti i risultati analitici siano corretti o che l’acqua sia idonea all’uso.
Come interpretare il risultato
L'errore del bilancio di carica con segno è 100 × (C − A)/(C + A), dove C e A sono rispettivamente i totali dei cationi e degli anioni in meq/L. Un risultato positivo indica che la carica cationica inserita supera la carica anionica inserita; un risultato negativo indica il contrario. Il segno aiuta a identificare la direzione dello squilibrio, ma non indica quale misurazione sia errata.
| Totale degli anioni A (meq/L) | Criterio di verifica preliminare utilizzato qui |
|---|---|
| 0 < A ≤ 3 | |C − A| ≤ 0,2 meq/L |
| 3 < A ≤ 10 | |Errore del bilancio di carica| ≤ 2% |
| 10 < A ≤ 800 | |Errore del bilancio di carica| ≤ 5% |
| A > 800 | Nessun esito automatico della verifica preliminare |
Questi sono criteri di verifica preliminare, non limiti di accettazione universali per ogni tipo di acqua o metodo di laboratorio. L'intervallo più basso utilizza una differenza assoluta di carica di 0,2 meq/L, non dello 0,2%. Questo calcolatore assegna i valori limite esatti di 3 e 10 meq/L agli intervalli precedenti, come indicato. L'esito si basa sui totali non arrotondati.
Conversioni delle concentrazioni
Il peso equivalente è la massa molare divisa per il valore assoluto della carica ionica: M/|z|. Per un risultato in mg/L, la concentrazione di carica in meq/L è mg/L × |z|/M. Per mmol/L è mmol/L × |z|; per mol/L è mol/L × |z| × 1000. Un valore in eq/L viene moltiplicato per 1000, mentre un valore in meq/L viene utilizzato direttamente. Ad esempio, 1 mmol/L di calcio contribuisce con 2 meq/L.
L'unità g/m3 equivale a mg/L. L'opzione ppm è trattata come numericamente equivalente a mg/L, un'approssimazione valida per acque diluite. I risultati sono visualizzati come numeri decimali ordinari con un massimo di sei cifre significative.
Verificare la base di espressione dei risultati
Non inserite la durezza totale o l'alcalinità espresse come CaCO3 direttamente in un campo in mg/L relativo a un singolo ione. Analogamente, il nitrato espresso come azoto deve essere convertito in nitrato prima di utilizzare il campo NO3. Quando il bicarbonato è il contributore predominante all'alcalinità, può rappresentare la maggior parte della carica associata all'alcalinità; anche carbonato, idrossido e altri contributori possono essere rilevanti. Non aggiungete l'alcalinità totale nel campo degli anioni aggiuntivi se il suo contributo di bicarbonato è già stato inserito separatamente.
Cosa può e cosa non può mostrare un bilancio di carica
Uno squilibrio può indicare uno ione mancante, un errore di trascrizione o di unità, una base di espressione dei risultati errata oppure un problema analitico. Un errore prossimo allo zero può verificarsi anche quando gli errori si compensano a vicenda. Includete nei totali aggiuntivi, ove opportuno, gli ioni non elencati presenti in quantità significative, come ammonio, fluoruro, carbonato o metalli in forma ionica. Le acque acide o fortemente alcaline possono richiedere calcoli relativi agli ioni idrogeno, agli idrossidi e alla speciazione che vanno oltre questa semplice verifica. Le sostanze disciolte neutre non contribuiscono alla carica ionica, quindi questa verifica non valuta la totalità delle sostanze disciolte, i microrganismi o la sicurezza dell'acqua.
Alcuni rapporti definiscono lo squilibrio percentuale utilizzando al denominatore la media di C e A anziché la loro somma. Ciò produce una percentuale doppia rispetto a quella mostrata qui. Quando esaminate rapporti diversi, confrontate le formule oltre ai valori numerici.
Esempio svolto
Il pulsante dell'esempio inserisce 22,99 mg/L di sodio e 35,45 mg/L di cloruro, impostando le altre voci a zero. Ciascuno contribuisce con 1 meq/L, quindi C = A = 1 meq/L e l'errore del bilancio di carica è 0%. Si tratta di un esempio di calcolo, non di un'analisi completa e rappresentativa dell'acqua.
Riferimenti: Linee guida NDEP sul bilancio cationi-anioni; Approfondimento USGS sui controlli di qualità mediante il bilancio di carica.
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