Αγωγιμόμετρο Λ΄=1/R Siemens

Αγωγιμόμετρο ειδική αγωγιμότητα Αγωγιμόμετρο ειδική αγωγιμότητα specific conductivity κ = 1/p S.cm-1

Αγωγιμότητα - Ειδική αγωγιμότητα κ = 1/p S.cm-1 κ = K.Λ΄ - Αγωγιμότητα Λ΄ = 1/R Siemens (S, mS, μS) - Ειδική αγωγιμότητα κ = 1/p S.cm-1 κ = K.Λ΄ K = ct of electrode cm-1 Specific conduct. (μS.cm-1 ) x 0.01  sum of cations meq/L

Limits of sp. conductivity in waters Water Sp. conductiv. min max (μS.cm-1) Metallic water 1000 2500 Source water 200 500 Soft water 84 125 Clear, rain water 22 50 Rain water with mud 500 Industrial waste water > 10000 EC (1998) has a parametric value of 2500 μS.cm-1 at 20 °C

πεχάμετρο

pH - δείκτες Χρωματικές αλλαγές 1-10 0,5-13

CO2 (g) + H2O (liq)  H2CO3 (aq) Η συγκέντρωση των ιόντων [H+] σε υδατικό περιβάλλον ελέγχεται από χημικές αντιδράσεις που παράγουν ή καταναλώνουν [H+]. Μια από τις πλέον ενδιαφέρουσες αντιδράσεις είναι όταν το CO2 διαλύεται στο νερό. CO2 (g) + H2O (liq)  H2CO3 (aq) H2CO3 (aq)  H+ + HCO3- HCO3-  H+ + CO32-

Total hardness= carbonate hard. + non carbonate hard. Υπάρχουν 3 διαφορετικοί τύποι σκληρότητας: a). Ολική σκληρότητα: Η σκληρότητα που οφείλεται στο σύνολο των ιόντων που καταβυθίζονται με σαπούνι. Στην πραγματικότητα οφείλεται στα ιόντα Ca & Mg. b). Ανθρακική σκληρότητα ή παροδική σκληρότητα  (temporary): Η σκληρότητα που φεύγει από το νερό μετά από βράσιμο. Οφείλεται στην παρουσία των διττανθρακικών αλάτων του ασβεστίου και του μαγνησίου, που με το βρασμό μετατρέπονται σε αδιάλυτα ανθρακικά άλατα: Ca(HCO3)2 + heat  CaCO3 + H2O + CO2  Mg(HCO3)2 + heat  MgCO3 + H2O + CO2   c). Μη ανθρακική σκληρότητα ή μόνιμη σκληρότητα: Η σκληρότητα που παραμένει μετά το βρασμό, δηλαδή δεν μπορεί να αφαιρεθεί από το νερό. Οφείλεται σε άλατα ασβεστίου και μαγνησίου με μορφές χλωριούχων, θειικών (εκτός ανθρακικών και διττανθρακικών).

Ολική Σκληρότητα as mg.L-1 CaCO3 Ca + Mg + other metals … Ca2+ (mg.L-1) x 2.497 + Mg2+ (mg.L-1) x 4.117

Total hardness measure 100 ml of water indicator pH = 10 Std solution 0,01 EDTA Results : 1ml EDTA 0,01M = 1 F = 10 mg.L-1 CaCO3 G = F x 0,56 Na-EDTA = Na2H2Y.2H2O = C10H14N2Na2O8. 2H2O M.Wt = 372,3 [ 3,723g EDTA IN 1L water], end point bleu pH=10 : 5ml solution [ 34g NH4Cl + 200g KNaC4H4O6 . 10H2O +285ml NH3 25% d=0,91g/ml at final V=1L ] M-indic + M + EDTA  M-EDTA + indicator Eriochrome black at ct pH=10 and temperature 45-50C Color 1 color 2 M-indic + M + EDTA  M-EDTA + indicator

Σχετική κλίμακα σκληρότητας   Fo 0-7 7-14 14-22 22-32 32-53 53+ Go 0-4 4-8 8-12 12-18 18-30 30+ Type very soft soft med. hard very hard World Health Organization Tot. hardness 500 mg/L

Σχέση σκληρότητας- αλκαλικότητας Hardness with respect to alkalinity: a) If the total hardness in the form of mg/L CaCO3 is greater than or equal to the total alkalinity (T) in the form of mg/L CaCO3 then the carbonate hardness is equal to the total alkalinity.   b) If the total hardness in the form of mg/L CaCO3 is less than the total alkalinity (T) in the form of mg/L CaCO3 then the carbonate hardness is equal to the total hardness. Example 1 for total alkalinity: A 100 mL water sample (with initial pH < 8.3 i.e. no P alkalinity) is titrated with 0.1 N HCl. 5 mL acid is consumed until pH = 4.4 is reached. Results: T alkalinity 5 x 50 = 250 mg/L as CaCO3 or 250 x 1.22 = 305 mg/L HCO3- or 5 x 61.02 = 305 mg/L HCO3- of course the CO32- = 0.0 Example 2 for P and T alkalinity : A 100 mL water sample is titrated with 0.1 N HCl. (with initial 8.3 < pH < 9.5 i.e. both alkalinities are present) 0.6 mL acid is consumed until pH = 8.3 is reached and more 2.4 mL until pH = 4.4 is reached. Results: P alkalinity (0.6 mL HCl is consumed until pH = 8.3 is reached). 0.6 x 50 = 30 mg/L as CaCO3 T alkalinity (2.4 mL more HCl is consumed until pH = 4.4) (2.4 + 0.6) x 50 = 150 mg/L as CaCO3 Since P alkalinity (30 mg/L) is less than half of the T alkalinity (150 mg/L) (see table above i.e. P < 0.5T) 1) There is no OH- in the form of CaCO3 . 2) CO32- in the form of CaCO3 = 2P = 2 x 30 = 60 mg/L as CaCO3 or 60 x 0.6 = 180 mg/L CO32- 3) HCO3- in the form of CaCO3 = T - 2P = 150 - 2 x 30 = 90 mg/L as CaCO3 or 90 x 1.22 = 110 mg/L HCO3-

TVLLIA

EQUIVALENT UNITS Cations mg/L mmol/L meq/L %meq/L mg/L as CaCO3 Li+ 1 0.1441 0.1441 34.4 7.211 K+ 1 0.0256 0.0256 6.1 1.28 Να+ 1 0.0435 0.0435 10.4 2.177 Cα++ 1 0.0250 0.0499 11.9 2.497 Mg++ 1 0.0411 0.0823 19.7 4.118 Fe++ 1 0.0179 0.0358 8.6 1.792 Bα++ 1 0.0073 0.0146 3.4 0.729 Sr++ 1 0.0114 0.0228 5.5 1.142 100 % Anions mg/L mmol/L meq/L %meq/L  mg/L as CaCO3 F- 1 0.0526 0.0526 29.2 2.635 Cl- 1 0.0282 0.0282 15.7 1.412 Br- 1 0.0125 0.0125 7.0 0.626 NO3- 1 0.0161 0.0161 9.0 0.807 HCO3- 1 0.0164 0.0164 9.1 0.82 CO3- - 1 0.0167 0.0333 18.4 1.668 SO4- - 1 0.0104 0.0208 11.6 1.042 100 % Molecules mg/L mmol/L meq/L %meq/L mg/L as CaCO3 SiO2 1 0.0166 0.0000 0.0 0.0 B 1 0.0925 0.0000 0.0 0.0 K: A.wt=39,098 : K=1mg/L = 1/A.wt=1/39,098 = 0,0256 mmol/L =0,0256 X 1 = 0,0256 meq/L K 1mg/L X 1.28 = 1.28 mg/L CaCO3 Ca A.wt=40,078 : Ca=1 mg/L = 1/40,078 = 0,0250 mmol/L = 0,0250 x 2 = 0,0499 meq/L Ca 1 mg/L X 2,497= 2,497 mg/L CaCO3 NO3 M.wt=62 : NO3 = 1 mg/L = 1/60= 0,0161 mmol/L = 0,0161 X 1= 0,0161 meq/L K CαCO3 Ca++ CαCO3 SO4-- CαCO3 39.098 100.086 40.078 100.086 96 100.086 1 2.560/2=1.28 1 2.497 1 1.042 B and SiO2 have Z=0

Water Analysis Reliability Check Total hardness in mg.L-1 CaCO3 = Ca2+ (mg.L-1) x 2.497 + Mg2+ (mg.L-1) x 4.117 If pH < 8.3 only H2CO3 is present CO32- (carbonate) is absent = 0,0 Anions cations balance= sum cations – sum anions x 100 <  5% in mg.L-1 CaCO3 or meq.L-1 sum cations + sum anions If anions cations balance  ± 0.5% then : Σ (Ca2+ + Mg2+ + Na+) ≃ Σ (CL-+ HCO3- + SO42-) in mg.L-1 CaCO3 or meq.L-1 This is the algorithm for a part of the program used for the software development. Several important checks were… (but also the program is referred to other checking as microbiological, - free chlorine, iron…and other ion measurements, also to statistical results for the year- max-min-average value and also conclusion for the water). 100.08/40.08=2.497 for Ca 100.08/24.31= for Mg Alkalinity 50.04/61.02=0.82 For HCO3 50,04/30=1.668 for CO3 Total alkalinity in mg.L-1 CaCO3 = HCO3- (mg.L-1) x 0.82 + CO32- (mg.L-1) x 1.67

Water the most essential substance for life pH, sp. cond. Ca2+ (mg.L-1) x 2.497 + Mg2+ (mg.L-1) x 4.117 only HCO3-

Water the most essential substance for life Σ (Ca2+ + Mg2+ + Na+) ≃ Σ (CL-+ HCO3- + SO42-)