Równowaga węglanowo wapniowa wody - czyli kiedy woda jest agresywna, a kiedy mogą się z niej wytrąca

Najprostszym sposobem wyznaczania równowagi węglanowo - wapniowej w wodzie surowej, czy poddawanej uzdatnianiu jest wykres równowagi węglanowo - wapniowej przedstawiony poniżej.

Na osi X zamieszczono twardość węglanową - czyli po prostu zasadowość wody. Z reguły jednak wskaźnik ten podawany jest w mval/L lub mmol/L. W tym przypadku jest to mgCaCO3/L. By z mval/L przejść na mgCaCO3/L należy zasadowość podaną w mval/L pomnożyć przez 50, natomiast by przejść z mmol/L na mgCaCO3/L, mnożymy zasadowość w mmol/L przez 100.

Poprzeczne linie oznaczają pH wody, natomiast na osi Y zamieszczono zawartość dwutlenku węgla wolnego (ogólnego). Grubą, linią zaznaczono stan równowagi wody - tzn. taką konfigurację zasadowości, odczynu i dwutlenku węgla, przy której woda ani nie wykazuje cech agresywnych, ani też nie jest przesycona węglanami (nie ma tendencji do wytrącania węglanu wapnia).

Jak korzystać z wykresu?

Przykładowo jakość wody surowej, ze studni głębinowej cechują następujące wartości wskaźników:

• zasadowość wody: 3,0 mval/L,
• odczyn 6,8

1. Przeliczamy zasadowość z mval/L na mgCaCO3/L: tj. 3,0 * 50,0 = 15,0 mgCaCO3/L

2. Zaznaczamy pionową linię na wykresie po zasadowości 150,0 mgCaCO3/L

3. Zaznaczamy skośną linię odpowiadającą odczynowi 6,8

4. Szukamy punktu przecięcia i odnosimy na oś Y

5. Odczytujemy na osi Y zawartość dwutlenku węgla wolnego

6. Szukamy punktu przecięcia linii zasadowości (150,0 mgCaCO3/L) z linią równowagi

7. Odnosimy ten punkt na oś Y

8. Odczytujemy zawartość dwutlenku węgla przynależnego

Odczytano w ten sposób następujące parametry:

1. Zawartość dwutlenku węgla wolnego: 45,0 mgCO2/L (45,0 g/m3),

2. Zawartość dwutlenku węgla odpowiadająca równowadze wody: 7,5 mgCO2/L

3. Różnica pomiędzy tymi dwoma wartościami - stanowiąca nadmiar dwutlenku węgla - dwutlenek węgla agresywny, nadający taki właśnie charakter wodzie: 45,0 - 7,5 mgCO2/L

Co więcej na podstawie wykresu można odczytać, że dla podanych wartości poszczególnych wskaźników w wodzie, będzie ona w równowadze, jeśłi jej pH wzrośnie do ok 7,6.

Odwrotna sytuacja - dla nastęujących parametrów jakości wody surowej:

• zasadowość wody: 6,0 mval/L - 300,0 mgCaCO3/L,
• odczyn wody: 7,5

Z wykresu można odczytać, że:

1. Zawartość wolnego dwutlenku węgla w wodzie wynosi 18,0 mgCO2/L,

2. Woda jest przesycona węglanami i ma tendencję do ich wytrącania, ponieważ linia równowagi przecina się z linią zasadowości na wysokości odpowiadającej zawartości dwutlenku węgla wolnego równej 60,0 mgCO2/L.

3. Żeby woda była stabilna jej pH musiałoby wynosić ok 7,0.

Oczywiście tendencja do wytrącania węglanów to jedna rzecz, a faktyczne ich wytrącanie to inna sprawa, która zostanie omówiona w kolejnym artykule z cyklu.

Zadaj pytanie, skomentuj artykuł, przedstaw swoje doświadczenia.

Autor: Łukasz Weber