Ionenbilanz und Ladungsausgleich
1. Ionenbilanz (Standardberechnung)
Die Ionenbilanz ist überhaupt die erste Größe, die in aqion berechnet und angezeigt wird — siehe Bild rechts für das Beispielwasser ib.sol.
Neben der Anzeige des Fehlers ΔIB wird hier auch die Summe der Kationen und Anionen ausgegeben.
Zum Ladungsausgleich kann man aus dem nebenstehenden Listenfeld einen von mehreren Parametern auswählen:1
| • pH-Wert | (default) |
| • Ca | |
| • Mg | |
| • Na | |
| • K | |
| • Fe | |
| • SO4 | [S(6)] |
| • DIC | [C(4)] |
| • Cl | |
| • NO3 | [N(5)] |
| • NH4 | [N(-3)] |
| • … etc. |
Im Listenfeld stehen der pH und die wichtigsten Ionen/Elemente (Voreinstellung: pH-Wert).
Mit der Taste Details öffnet sich eine Entscheidungshilfe zur Auswahl des Ladungsausgleichsparameters (bei fehlerhaften Wasseranalysen).
2. Ionenbilanzabweichung nach DIN 38402-62
Zusätzlich kann man auch die Ionenbilanzabweichung nach DIN 38402-62:2013-10 anzeigen lassen. Diese basiert
- auf einer anderen Normierung (Faktor 2)
- auf Näherungen (keine Speziierung und Komplexbildung)
Die Ionenbilanzabweichung nach DIN ist in etwa doppelt so groß wie der oben in der zweiten Zeile angezeigte ΔIB-Wert. Je mehr Ionen im Spiel sind, desto größer kann diese Diskrepanz werden. Für stark saure/alkalische Wässer versagt die DIN-Berechnung völlig; man sollte sie für Extremwässer daher nicht verwenden.
Die DIN-Vorschrift bietet einen Algorithmus für einfache Plausibilitätsprüfungen (Taschenrechner, Excel) — nicht mehr und nicht weniger. Im Zweifelsfall sollte man daher immer auf die “korrekte” Berechnung mit einem Hydrochemie-Programm zurückgreifen.
Eine Beispielrechnung zum Ionenbilanzfehler ist hier gegeben.
3. Ladungsausgleich
Das Beispielwasser ib besitzt einen Ionenbilanzfehler ΔIB von -1.89. Wählt man zum Ladungsausgleich den Parameter DIC und klickt auf weiter, dann erscheint das rechte Bild.
Der DIC-Wert wird dabei gesenkt:2
5.894 mM ⇒ 5.455 mM
Die Zeile darunter gibt die Stoffmenge in mmol/L an, die vom Analysewert abgezogen wurde (Differenz der oberen Werte):
ΔDIC = -0.439 mM
Wenn der Δ-Wert positiv (negativ) ist, wird die Stoffmenge der Lösung zugeführt (entzogen). In jedem Fall ist die entstandene Gleichgewichtslösung ladungsneutral.
Die Übersicht zeigt zudem, dass das Wasser mit den Mineralphasen Calcit und Siderit übersättigt ist und beide Minerale ausfallen. Dabei sinkt der pH-Wert von 7.00 auf 6.95.
Anmerkungen
-
In den eckigen Klammern stehen bei den redox-sensitiven Elementen die zugehörigen Valenzzustände. ↩
-
Im Listenfeld neben dem ΔIB-Wert lässt sich die Maßeinheit von mM auf mg/L umstellen. ↩