Parameter des Carbonatsystems
Die wichtigsten Kenngrößen zum Carbonatsystem, Pufferkapazitäten, Alkalinität und Wasserhärte sind im rechten Screenshot1 zusammengefasst (hier für das Beispielwasser gw.sol).
Pufferkapazitäten
Im oberen Teil des Fensters werden vier Pufferkapazitäten (in meq/L) angezeigt:
| • Säurekapazität | KS43 |
| • Säurekapazität | KS82 |
| • Basekapazität | KB43 |
| • Basekapazität | KB82 |
Zu jeder Pufferkapazität gehören zwei Werte:
-
der erste Wert gilt, wenn keine Minerale (Hydroxide) ausfallen bzw. sich auflösen
-
der zweite, in Klammern stehende Wert gilt, wenn Minerale (Hydroxide) ausfallen bzw. sich auflösen.2
Alkalinität
Die Alkalinität (genauer: Gesamtalkalinität) entspricht dem m-Wert und wird zusammen mit dem p-Wert ausgeben (in meq/L):
| • m-Wert = Alkalinität |
| • p-Wert |
Beide Größen sind über den DIC miteinander verknüpft:
| (1) | DIC = m – p |
Zudem besteht eine näherungsweise Beziehung mit den Pufferkapazitäten:
| (2a) | KS43 ≈ m | KS82 ≈ p |
| (2b) | KB43 ≈ -m | KB82 ≈ -p |
Der KS43-Wert und die Alkalinität werden im Programm auf unterschiedliche Weise berechnet (mehr dazu hier). Bei “normalen” Wässern unterscheiden sich beide Werte jedoch kaum voneinander.
Wasserhärte
| • GH | Gesamthärte | |
| • KH | Carbonathärte | (temporäre oder vorübergehende Härte) |
| • NKH | Nichtcarbonathärte | (permanente Härte) |
Anhand der Gesamthärte GH werden die Wässer drei Härtebereichen zugeordnet:
| weich | GH < 3.0 meq/L |
| mittel | GH = 3.0 bis 5.0 meq/L |
| hart | GH > 5.0 meq/L |
Carbonat-Spezies
Der gelöste anorganische Kohlenstoff (DIC) setzt sich aus folgenden Anteilen zusammen:
| • CO2 = CO2(aq) + H2CO3 | zusammengesetzte Kohlensäure H2CO3* |
| • HCO3- | Hydrogencarbonat (Bicarbonat) |
| • CO3-2 | Carbonat |
| • Carbonat-Komplexe | CaCO3(aq) + CaHCO3+ + MgCO3(aq) + … |
Dabei gilt für die molaren Konzentrationen:3
| (3) | DIC = [CO2] + [HCO3-] + [CO3-2] + Carbonat-Komplexe |
CO2 Partialdruck
pCO2 ist ein Maß für das im Wasser gelöste CO2-Gas. Mehr Details dazu sind hier.
Anmerkungen
-
Dieser Screenshot ist der linke Teil eines größeren Anzeigefensters. ↩
-
Ist die Mineral-Fällung/Auflösung thermodynamisch nicht möglich, dann sind beide Werte gleich. In einem solchen Fall wird nur der erste Wert angezeigt. Hauptsächlich geht es hier um solche (amorphen) Festphasen wie Fe(OH)3 und Al(OH)3. ↩
-
Diese Beziehung gilt nur für die molaren Konzentrationen (also für mol/L oder mmol/L). ↩