Laboratorium 2

z przedmiotu Chemia Środowiska

Temat: Określanie równowagi węglanowo – wapniowej w roztworze wodnym z wyjaśnieniem procesów zachodzących w układzie wodnym.

Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia było określenie równowagi węglanowo-wapniowej w roztworze wodnym z wyjaśnieniem procesów zachodzących w układzie wodnym.

Zakres opracowania

Ćwiczenie obejmowało badania zjawisk zachodzących w środowisku wodnym, gdy:

1. w układzie wodnym zachodziła hydroliza kwaśna

2. w układzie wodnym zachodziła hydroliza zasadowa

3. w układzie wodnym zachodził kontakt wody z powietrzem

4. w układzie wodnym zachodził kontakt wody z węglanem wapnia

Wykonano następujące badania:

1. Woda 0

Woda do badań – 0,5 dm³.

Oznaczenia:

• Odczyn pH

• Zasadowość ogólna

• Kwasowość ogólna

• Zawartość jonów Ca²⁺

• Twardość ogólna

1. Woda I (symulacja hydrolizy kwaśnej)

Do 0,5 dm³ wody 0 dodano dawkę 1,0 mmol/dm³ kwasu solnego (0,5 cm³ 1M HCl).

Po wymieszaniu roztworu należało wyznaczyć:

• Odczyn pH

• Zasadowość ogólna

• Kwasowość ogólna

• Zawartość jonów Ca²⁺

• Twardość ogólna

1. Woda II (kontakt z węglanem wapnia)

Do 0,5 dm³ wody 0 dodano 2 g CaCO₃. Następnie zawartość zlewki mieszano przez 1 godzinę, po tym czasie pozostawiono do 15 minutowej sedymentacji. Klarowną wodę przesączono przez sączek o średniej gęstości.

Należało oznaczyć:

• Odczyn pH

• Zasadowość ogólna

• Zawartość jonów Ca²⁺

• Twardość ogólna

1. Woda III (a, b) – 1 dm³ wody 0

Wodę 0 napowietrzano przez okres 0,5 h. Próbę po zakończonym napowietrzaniu mieszano przez okres 15 minut, a następnie odstawiono do 10 minutowej sedymentacji. Klarowną ciecz przesączono przez średni sączek.

W przesączu należało oznaczyć:

• Odczyn pH

• Zasadowość ogólna

• Kwasowość ogólna

• Zawartość jonów Ca²⁺

• Twardość ogólna

1. Woda IV (a,b)

Do 2 zlewek rozlano po 0,5 dm³ wody 0.

Do jednej próby dodano dawkę NaOH w ilości „z/2” mmol/dm³ (z-zasadowość wody).

Do drugiej próby dodano dawkę NaOH w ilości „z” mmol/dm³.

Roztwór NaOH 1 M NaOH (1 cm³ – 1 mmol).

Zawartość zlewek mieszano przez 0,5 h, a następnie pozostawiono do 15 minutowej sedymentacji.

Klarowną wodę przesączono przez sączek o średniej gęstości.

W przesączu należało oznaczyć:

• Odczyn pH

• Zasadowość ogólna

• Zawartość jonów Ca²⁺

• Twardość ogólna

Obliczenia

	pH
Woda „0”	6,75
Woda „I”	6,52
Woda „II”	7,30
Woda „III a”	8,07
Woda „III b”	7,98
Woda „IV a”	8,21
Woda „IV b”	8,01

1. Odczyn pH

2. Zasadowość

Do kolby stożkowej odmierzono 50 cm³ badanej cieczy. Dodano 3-4 kropli fenoloftaleiny i zamieszano:

-Gdy roztwór zabarwił się na różowo, miareczkowano próbę 0,1n HCl do zaniku zabarwienia i oczytano zmiareczkowaną wartość. Następnie dodano 4 krople oranżu metylowego i miareczkowano do uzyskania barwy pomarańczowo-różowej

-Gdy roztwór nie zabarwił się na różowo po wkropleniu fenoloftaleiny, dodano 4 krople oranżu metylowego i miareczkowano do uzyskania barwy pomarańczowo-różowej

Obliczenia:

$$X_{m} = \frac{v_{f} \times n \times 1000}{V}\ \left\lbrack \frac{\text{mval}}{\text{dm}^{3}} \right\rbrack$$

Gdzie:

v_f– ilość cm³ roztworu HCl zużytego od początku miareczkowania próbki do zmiany zabarwienia próbki wobec oranżu metylowego

n – normalność użytego roztworu HCl, czyli 0,1

V – objętość badanej próbki, użytej do oznaczenia, cm³

	v1[cm^3]	v2[cm^3]	vsr[cm^3]	Zasadowość
Woda „0”	4,9	4,3	4,6	$$X = \frac{4,6 \times 0,1 \times 1000}{50} = 9,2\ \left\lbrack \frac{\text{mval}}{\text{dm}^{3}} \right\rbrack$$
Woda „I”	5,9	5,7	5,8	$$X = \frac{5,8 \times 0,1 \times 1000}{50} = 11,6\left\lbrack \frac{\text{mval}}{\text{dm}^{3}} \right\rbrack$$
Woda „II”	4,0	4,2	4,1	$$X = \frac{4,1 \times 0,1 \times 1000}{50} = 8,2\left\lbrack \frac{\text{mval}}{\text{dm}^{3}} \right\rbrack$$
Woda „III a”	4,1	3,9	4,0	$X = \frac{4,0 \times 0,1 \times 1000}{50} = \ 8,0\left\lbrack \frac{\text{mval}}{\text{dm}^{3}} \right\rbrack$-
Woda „III b”	3,0	2,9	2,95	$X = \frac{2,95 \times 0,1 \times 1000}{50} = \ 5,9\left\lbrack \frac{\text{mval}}{\text{dm}^{3}} \right\rbrack$-
Woda „IV a”	4,0	3,8	3,9	$X = \frac{3,9 \times 0,1 \times 1000}{50} = \ 7,8\left\lbrack \frac{\text{mval}}{\text{dm}^{3}} \right\rbrack$-
Woda „IV b”	3,3	3,4	3,35	$X = \frac{3,35 \times 0,1 \times 1000}{50} = \ 6,7\left\lbrack \frac{\text{mval}}{\text{dm}^{3}} \right\rbrack$-

(po dodaniu fenoloftaleiny nie zabarwiły się próbki IIIa, IIIb, IVa i IVb, dodano odpowiednio HCl 0,35; 0,3; 0,4; 0,15 ml aż zabarwienie zanikło)

1. Kwasowość

Do kolby stożkowej odmierzono 50 cm3 badanych cieczy. Oznaczenie wykonywano dwa razy. Następnie dodano 3 krople roztworu fenoloftaleiny i zamieszano. Dodano 3 krople Soli Seignetta i zaczęto miareczkować 0,05n roztworem wodorotlenku sodu (NaOH) do zmiany zabarwienia na lekko różową.

Obliczenia:

$$X = \frac{a \times n \times 1000}{V}\ \left\lbrack \frac{\text{mval}}{\text{dm}^{3}} \right\rbrack$$

Gdzie:

a – ilość cm³ roztworu NaOH zużyta do zmiareczkowania próbki

n – normalność użytego roztworu NaOH, czyli 0,05

V – objętość badanej próbki, użytej do oznaczenia, (50cm³)

	a1[cm^3]	a2[cm^3]	asr[cm^3]	Kwasowość
Woda „0”	0,2	0,2	0,2	$$X = \frac{0,2 \times 0,05 \times 1000}{50} = 0,2\ \left\lbrack \frac{\text{mval}}{\text{dm}^{3}} \right\rbrack$$
Woda „I”	0,4	0,3	0,35	$$X = \frac{0,35 \times 0,05 \times 1000}{50} = 0,35\left\lbrack \frac{\text{mval}}{\text{dm}^{3}} \right\rbrack$$
Woda „II”	0,05	0,05	0,05	$$X = \frac{0,05 \times 0,05 \times 1000}{50} = \ 0,05\left\lbrack \frac{\text{mval}}{\text{dm}^{3}} \right\rbrack$$
Woda „III a”	-	-	-	-
Woda „III b”	-	-	-	-
Woda „IV a”	-	-	-	-
Woda „IV b”	-	-	-	-

Twardość ogólna

W celu oznaczenia twardości ogólnej do próbki dodano połowę objętości HCl użytej do oznaczenia zasadowości a następnie, po dodaniu buforu amonowego i czerni eriochromowej, miareczkowano roztwór przy pomocy wersenianu sodu do momentu zabarwienia roztworu z barwy fioletowej na niebieską. Oznaczenie wykonano po dwa razy dla każdego rodzaju wody.

Wyniki miareczkowania zostały podstawione do wzoru:

$$X = \frac{a \bullet 0,1 \bullet 1000}{V}\ \lbrack tw\rbrack$$

gdzie:

a – ilość wersenianu sodu zużytego do miareczkowania

V – objętość badanej próbki (20 cm³)

Wyniki zostały przedstawione w Tab. 1.

Tab. 1 Wyniki pomiarów i obliczeń dla badania twardości ogólnej

	a1[cm^3]	a2[cm^3]	asr[cm^3]	Twardość ogólna
Woda „0”	6,10	6,00	6,05	$$X = \frac{6,05 \bullet 0,1 \bullet 1000}{20} = 30,25\ \left\lbrack tw \right\rbrack$$
Woda „I”	5,90	5,70	5,80	$$X = \frac{5,80 \bullet 0,1 \bullet 1000}{20} = 29,00\ \left\lbrack tw \right\rbrack$$
Woda „II”	5,70	5,90	5,80	$$X = \frac{6,05 \bullet 0,1 \bullet 1000}{20} = 29,00\ \left\lbrack tw \right\rbrack$$
Woda „III a”	5,50	5,40	5,45	$$X = \frac{5,45 \bullet 0,1 \bullet 1000}{20} = 27,25\ \left\lbrack tw \right\rbrack$$
Woda „III b”	5,10	4,60	4,85	$$X = \frac{4,85 \bullet 0,1 \bullet 1000}{20} = 24,25\ \left\lbrack tw \right\rbrack$$
Woda „IV a”	2,00	2,00	2,00	$$X = \frac{2,00 \bullet 0,1 \bullet 1000}{20} = 10,00\ \left\lbrack tw \right\rbrack$$
Woda „IV b”	2,80	2,90	2,85	$$X = \frac{2,85 \bullet 0,1 \bullet 1000}{20} = 14,25\ \left\lbrack tw \right\rbrack$$

1. Twardość wapniowa

W celu oznaczenia twardości wapniowej do kolby stożkowej odmierzono 25 ml badanej klarownej cieczy i uzupełniono 75ml wody destylowanej. Dodano połowę objętości 0,1n KWASU SOLNEGO (HCl), jaką użyto do oznaczenia zasadowości. Następnie dodano 2 cm3 2n WODOROTLENKU POTASU (KOH), oraz szczyptę MUREKSYDU. Po rozpuszczeniu wskaźnika (mureksydu), miareczkowano WERSENIANEM SODU do chwili zmiany zabarwienia roztworu z różowej na fioletową.

Odczytano objętość WERSENIANU zużytego do zmiareczkowania próbki.

Obliczenia:

$$X = \frac{a \times 0,1 \times 1000}{V}\ \left\lbrack tw \right\rbrack$$

Gdzie:

a – ilość cm³ wersenianu sodu zużyta do zmiareczkowania próbki

V – objętość badanej próbki, użytej do oznaczenia, cm³

	a1[cm^3]	a2[cm^3]	asr[cm^3]	Twardość wapniowa
Woda „0”	5,5	5,7	5,6	$$X = \frac{5,6 \bullet 0,1 \bullet 1000}{25 2,8} 20 = 160\ \left\lbrack mgCa/\text{dm}^{3} \right\rbrack$$
Woda „I”	5,3	5,4	5,35	$$X = \frac{5,35 \bullet 0,1 \bullet 1000}{25 2,8} 20 = 152,86\ \left\lbrack mgCa/\text{dm}^{3} \right\rbrack$$
Woda „II”	6,0	6,4	6,2	$$X = \frac{6,2 \bullet 0,1 \bullet 1000}{25 2,8} 20 = 177,14\ \left\lbrack mgCa/\text{dm}^{3} \right\rbrack$$
Woda „III a”	5,0	5,2	5,1	$$X = \frac{5,1 \bullet 0,1 \bullet 1000}{25 2,8} 20 = 145,71\ \left\lbrack mgCa/\text{dm}^{3} \right\rbrack$$
Woda „III b”	4,0	4,2	4,1	$$X = \frac{4,1 \bullet 0,1 \bullet 1000}{25 2,8} 20 = 117,14\ \left\lbrack mgCa/\text{dm}^{3} \right\rbrack$$
Woda „IV a”	2,0	2,0	2,0	$$X = \frac{2,0 \bullet 0,1 \bullet 1000}{25 2,8} 20 = 57,14\ \left\lbrack mgCa/\text{dm}^{3} \right\rbrack$$
Woda „IV b”	2,4	2,5	2,35	$$X = \frac{2,35 \bullet 0,1 \bullet 1000}{25 2,8} 20 = 67,14\ \left\lbrack mgCa/\text{dm}^{3} \right\rbrack$$

1. Zestawienie obliczeń:

Przelicznik jednostek:

1. Twardość wapniowa 1 mgCa/dm³ – $\frac{1}{40} 10^{- 3}$ mol/dm³

2. Twardość ogólna 1tw – $\frac{1}{5,6} 10^{- 3}$ molMe²⁺/dm³

Tab.1. Końcowe zestawienie wszystkich wyników obliczeń dla poszczególnych oznaczeń

	Odczyn pH	Zasadowość mol/dm^3	Kwasowość mol/dm^3	Zawartość Ca^2mol/dm^3	Twardość ogólna mol Me^2+/dm^3
		F	M
Woda 0	6,75	0	0,0092	0,0002	0,004
Woda I	6,52	0	0,00116	0,00035	0,003822
Woda II	7,30	0	0,0082	0,00005	0,004429
Woda III	A	8,07	0,0014	0,008	0,003643
	B	7,98	0,0012	0,0059	0,002929
Woda IV	A	8,21	0,0016	0,0078	0,001429
	B	8,01	0,0006	0,0067	0,001679

Opracowanie wyników badań

Przykładowe obliczenia przeprowadzono dla wody „0”. Wyniki obliczeń dla

pozostałych wód przedstawiono w tabeli zbiorczej (tabela 6). Na podstawie obliczeń

związanych z oznaczeniami wszystkich próbek dokonano następujące obliczenia:

1. określenie stężenia [H+] i [OH-]

Na podstawie oznaczenia odczynu pH określono stężenia [H+] i [OH-]. Ponieważ w reakcjach

biorą udział jony wodorowe to w układzie musi być zachowana równowaga wynikająca z iloczynu jonowego wody. Określenia stężeń [H+] i [OH-] dokonano na podstawie równania określającego

właśnie ten iloczyn:

K_w = [H⁺][OH^-]= 10 ^-14

pH = - log [H⁺] [H⁺] = 10 ^–pH

dla wody „0”:

pH = 6,75 [H⁺] = 10 ^–6,75 = 1,778 * 10 ^-7 [mol/dm³]

[OH^-]= 10 ^-14 / [H⁺] = 10 ^-14 / 1,778 * 10 ^-7 =5,62 * 10 ^-8 [mol/dm³]

1. określenie udziałów α₀,α₁,α₂

Udziały „α” określono na podstawie następujących równań:

$$\alpha_{0} = \left( 1 + \frac{K_{1}}{\left\lbrack H^{+} \right\rbrack} + \frac{K_{1}*K_{2}}{\left\lbrack H^{+} \right\rbrack^{2}} \right)^{- 1}$$

$$\alpha_{1} = \left( 1 + \frac{\left\lbrack H^{+} \right\rbrack}{K_{1}} + \frac{K_{2}}{\left\lbrack H^{+} \right\rbrack} \right)^{- 1}$$

$$\alpha_{2} = \left( 1 + \frac{\left\lbrack H^{+} \right\rbrack}{K_{2}} + \frac{\left\lbrack H^{+} \right\rbrack^{2}}{K_{1}*K_{2}} \right)^{- 1}$$

Oznaczając kwasowość wody określa się stężenie [H₂CO₃]^-. Kwas węglowy jest słabym kwasem, ulegającym dwustopniowej dysocjacji:

H₂CO₃ → H⁺ + HCO₃^- równowagę reakcji opisuje równanie $K_{1} = \frac{\left\lbrack H^{+} \right\rbrack\left\lbrack {\text{HC}O_{3}}^{-} \right\rbrack}{\left\lbrack H_{2}CO_{3} \right\rbrack}$

HCO₃ ^- → H⁺ + CO₃^{2 -} równowagę reakcji opisuje równanie $K_{2} = \frac{\left\lbrack H^{+} \right\rbrack\left\lbrack {CO_{3}}^{2 -} \right\rbrack}{\left\lbrack {\text{HC}O_{3}}^{-} \right\rbrack}$

Wartości stałych równowagi reakcji chemicznych K1 oraz K2 odczytano z tablic ze „Szkolnego poradnik chemicznego” (Z. Dobkowska, K. M. Pazdro):

• K₁ = 4,5·10^-7

• K₂ = 4,7·10^-11

dla wody „0”:

$$\alpha_{0} = \left( 1 + \frac{4,5 10^{- 7}}{1,778\ *\ 10^{- 7}} + \frac{4,5 10^{- 7}*4,7 10^{- 11}\ }{\left\lbrack 1,778\ *\ 10^{- 7} \right\rbrack^{2}} \right)^{- 1} = 0,283$$

$$\alpha_{1} = \left( 1 + \frac{1,778*\ 10^{- 7}}{4,5 10^{- 7}} + \frac{4,7 10^{- 11}\ }{1,778*\ 10^{- 7}} \right)^{- 1} = 0,283$$

$$\alpha_{2} = \left( 1 + \frac{1,778\ *\ 10^{- 7}}{4,7 10^{- 11}} + \frac{\left\lbrack 1,778\ *\ 10^{- 7} \right\rbrack^{2}\ }{4,5 10^{- 7}*4,7 10^{- 11}} \right)^{- 1} = 0,000189$$

1. obliczenie ogólnego stężenia form węglanowych C_T

Ogólne stężenie form węglanowych obliczono przekształcając wzór na określenie zasadowości ogólnej:

Z = C_T(α₁+α₂) + [OH⁻] − [H⁺] $C_{T} = \frac{Z - \left\lbrack OH^{-} \right\rbrack - \left\lbrack H^{+} \right\rbrack}{\left( \alpha_{1} + 2\alpha_{2} \right)}$

gdzie:

Z – zasadowość wody [mol/dm3]

dla wody „0”:

$C_{T} = \frac{0,008 - 8,318\ *\ 10^{- 8} - 1,202\ *\ 10^{- 7}}{\left( 0,789 + 2*0,000308 \right)} = 0,0101$ [mol/dm³]

Tab. 2. Zestawienie wyników obliczeń udziałów „α” oraz CT dla każdego z rodzajów wód

	pH	H^+	OH^-	α0	α1	α2	CT
Woda "0"	6,75	1,778*10-7	5,623*10-8	0,283189	0,283222	0,000189	0,032439149
Woda "I"	6,52	3,020*10-7	3,311*10-8	0,401555	0,401567	9,31E-05	0,028872624
Woda "II"	7,3	5,011*10-8	1,995*10-7	0,100129	0,100204	0,000843	0,08047618
Woda "IIIa"	8,07	8,511*10-9	1,175*10-6	0,018463	0,018561	0,00539	0,272608515
Woda "IIIb"	7,98	1,047*10-8	9,550*10-7	0,022641	0,022738	0,004367	0,18743443
Woda "IVa"	8,21	6,166*10-9	1,622*10-6	0,013416	0,013516	0,007463	0,274182987
Woda "IVb"	8,01	9,772*10-8	1,023*10-6	0,021155	0,021253	0,004685	0,218755857

1. obliczenie stężenia poszczególnych form węglanowych

Znając wartości udziałów „α” oraz „C_T” stężenia poszczególnych form węglanowych określono z poniższych zależności:

[H₂CO₃] = α₀ * C_T

[HCO₃⁻] = α₁ * C_T

[CO₃²⁻] = α₂ * C_T

dla wody „0”:

[H₂CO₃] = α₀ * C_T = 0, 283189 * 0, 0324 = 0, 009186  [mol/dm³]

[HCO₃⁻] = α₁ * C_T = 0, 283222 * 0, 0324 = 0, 009187 [mol/dm³]

[CO₃²⁻] = α₂ * C_T =  0, 000189  * 0, 0324 = 6, 144*10 ^-6 [mol/dm³]

1. obliczenie iloczynu rozpuszczalności węglanu wapnia „J”

W wodach naturalnych występują jony wapnia, które z jonami węglanowymi tworzą trudno rozpuszczalny osad węglanu wapnia. Wydzielanie osadu następuje przy przekroczeniu iloczynu rozpuszczalności węglanu wapnia. Jego wartość określono na podstawie poniższego równania:

J = [Ca²⁺][CO₃²⁻]

dla wody „0”:

J = [Ca²⁺][CO₃²⁻] = 0, 0056 * 6, 144 * 10^-6 = 3,44*10^-9 [-]

1. określenie równowagi węglanowo-wapniowej Ks

W układzie roztworu wodnego powinna być zachowana równowaga węglanowo – wapniowa, której wartość obliczono na podstawie równania:

$$K_{s} = \frac{\left\lbrack \text{Ca}^{2 +} \right\rbrack\left\lbrack {\text{HC}O_{3}}^{-} \right\rbrack}{\left\lbrack H^{+} \right\rbrack}$$

dla wody „0”:

$$K_{s} = \frac{0,004*0,009186}{1,78*10^{- 7}} = 206,66\lbrack - \rbrack$$

Tab.3. Wyniki obliczeń stężeń molowych

	[H+]	[OH-]	[CO2]	[HCO3]	[CO32-]	[Ca2+]	J	KS
	mol/dm^3	mol/dm^3	mol/dm^3	mol/dm^3	mol/dm^3	mol/dm^3	-	-
Woda "0"	0,000000178	0,0000000562	0,0021356	0,009186	0,00000614	0,004	0,000000024576	206,66
Woda "I"	0,000000302	0,0000000331	0,004253	0,011594	0,00000269	0,003822	0,000000010275	146,72
Woda "II"	0,000000050	0,0000001995	0,0014104	0,008058	0,00006785	0,004429	0,000000300466	712,54
Woda "IIIa"	0,000000009	0,0000011749	0,0001518	0,005033	0,00146944	0,003643	0,000005352809	2165,58
Woda "IIIb"	0,000000010	0,0000009550	0,00008824	0,004244	0,00081857	0,002929	0,000002397185	1191,92
Woda "IVa"	0,000000006	0,0000016218	0,0001133	0,003678	0,00204632	0,001429	0,000002923175	858,53
Woda "IVb"	0,000000010	0,0000010233	0,0002319	0,004628	0,00102491	0,001679	0,000001720319	798,53

Wnioski

W poszczególnych roztworach dokonano określenia równowagi węglanowo wapniowej.

Początkowo przeprowadzono pomiary na wodzie 0. Uzyskano następujące wyniki:

• pH – 6,75

• Zasadowość - 0,0092 [mol/ dm³]

• Kwasowość - 0,0002 [mol/ dm³]

• Zawartość Ca2+ - 0,004 [mol/ dm³]

• Twardość ogólna - 0,00540 [mol Me2+/dm³]

Następnie do wody 0 dodano 1 mmol/dm3 HCL dzięki czemu otrzymano wodę 1. W wodzie tej uzyskane wyniki prezentowały się następująco:

• pH – 6,52

• Zasadowość - 0,0116 [mol/ dm³]

• Kwasowość - 0,00035 [mol/ dm³]

• Zawartość Ca²⁺ - 0,003822 [mol/ dm³]

• Twardość ogólna - 0,00518 [mol Me2+/dm³]

Woda poddana symulacji hydrolizy kwaśnej (tj. woda do której dodano kwasu solnego), charakteryzuje się obniżeniem aktywności jonów hydroniowych w stosunku do wody surowej o wartość  0,31. Kwasowość ogólna analizowanej wody, tj. jej zdolność do zobojętniania silnych zasad po dodaniu kwasu solnego znacznie wzrosła, prawie o połowę wartości w porównaniu do stanu wody surowej, oraz zawartość jonów Ca+ lekko wzrosła, natomiast twardość ogólna oraz zasadowość  zmalały.  Obniżenie tych wartości jest spowodowane obniżeniem odczynu wody. 

W kolejnym kroku dodano do wody 0 2g CaCO₃ i w ten sposób utworzono wodę II. Wodę tą

poddano procesowi mieszania a następnie sedymentacji oraz sączenia.

Otrzymano następujące wyniki:

• pH – 7,3

• Zasadowość - 0,0082 [mol/ dm³]

• Kwasowość - 0,00005 [mol/ dm³]

• Zawartość Ca²⁺ - 0,004429 [mol/ dm³]

• Twardość ogólna - 0,00518 [mol Me2+/dm³]

Wartości pH, kwasowości oraz zawartości Ca²⁺ wzrosły w porównaniu do wody 0, a zasadowość i twardość ogólna zmalała. Woda, którą poddano kontaktowi z  węglanem wapnia, posiada pH zbliżone do pH wody surowej, jednak jest minimalnie wyższe. Odnotowano jednak wzrost zasadowości i zawartość Ca²⁺, oraz obniżenie wartości twardości ogólnej. Otrzymane wyniki związane są z wartością pH zmierzoną pH-metrem. Wody o pH powyżej 4,6 mają zdolność zobojętniania kwasów mineralnych w ustalonych warunkach, co powoduje wzrost zasadowości. Wprowadzenie jonów CO₃^2- powoduje hydrolizę słabych kwasów, a w efekcie do powstania jonów wodorotlenowych OH-, co powoduje podwyższenie zasadowości ogólnej analizowanej wody. 

Napowietrzając wodę 0 przez 30 minut uzyskano wodę III a i przez 60 minut uzyskując w ten

sposób wode III b. Obie wody przed przeprowadzeniem doświadczeń poddano procesowi mieszania oraz sedymentacji.

W wodzie napowietrzanej 30 minut (III a) wyniki wynosiły:

• pH – 8,07

• Zasadowość M - 0,008 [mol/ dm³]

• Zasadowość F - 0,0014 [mol/ dm³]

• Zawartość Ca²⁺ - 0,003643 [mol/ dm³]

• Twardość ogólna - 0,00487[mol Me2+/dm³]

W wodzie napowietrzanej 60 minut (III b) wyniki wynosiły:

• pH – 7,98

• Zasadowość M - 0,0059 [mol/ dm³]

• Zasadowość F - 0,0012 [mol/ dm³]

• Zawartość Ca²⁺ - 0,002929 [mol/ dm³]

• Twardość ogólna - 0,00433 [mol Me2+/dm³]

Woda poddana napowietrzaniu wykazuje znaczne podwyższenie aktywności jonów hydroniowych, odpowiedzialnych za wartość pH, oraz obniżenie kwasowości do 0. W, wyniku napowietrzenia usuwamy z wody dwutlenek węgla, dzięki czemu podwyższa się odczyn pH tej wody. Natomiast spadek kwasowości ma związek z podwyższeniem się pH wody, spowodowanym, jak zostało odnotowane powyżej, usuwaniem podczas napowietrzania dwutlenku węgla. 

Zmieszanie wody 0 z NaOH w ilości ½ zasadowości wody pozwoliło uzyskać wodę IV a, natomiast dodanie NaOH w ilości 1/3 zasadowości wody 0 pozwoliło na uzyskanie wody IV b. Obie wody poddano procesowi mieszania przez okres 30 minut, a następnie próbki do badań sedymentowano i przesączono.

W wodzie IV a wyniki wynosiły:

• pH – 8,21

• Zasadowość M - 0,0078 [mol/ dm³]

• Zasadowość F - 0,0016 [mol/ dm³]

• Zawartość Ca²⁺ - 0,001429 [mol/ dm³]

• Twardość ogólna - 0,00254 [mol Me2+/dm³]

W wodzie IV b wyniki wynosiły:

• pH – 8,01

• Zasadowość M - 0,0067 [mol/ dm³]

• Zasadowość F - 0,0006 [mol/ dm³]

• Zawartość Ca²⁺ - 0,001679 [mol/ dm³]

• Twardość ogólna - 0,00254 [mol Me2+/dm³]

Woda poddana symulacji hydrolizy zasadowej ( woda, do której dodano wodorotlenek NaOH) wykazuje znaczne podwyższenie pH, oraz obniżenie pozostałych oznaczeń charakterystycznych, tzn: kwasowości, twardości ogólnej, zasadowości oraz zawartości Ca2⁺.