Säurekapazität und Basekapazität
Pufferkapazitäten sind wertvolle Parameter, die die pH-Stabilität eines Wassers bei Säure- oder Basen-Zugabe charakterisieren. Als sogenannte konservative Parameter sind sie unabhängig von Ionenstärke, Druck und Temperatur. Zudem lassen sich Pufferkapazitäten relativ einfach durch Titration bestimmen.
aqion berechnet folgende vier Pufferkapazitäten:
| Pufferkapazität | Titration mit | Näherung | grobe Näherung | |||
| für | für | |||||
| Säurekapazität | KS43 | HCl bis pH 4.3 | m-Wert | ≈ HCO3- | ||
| Säurekapazität | KS82 | HCl bis pH 8.2 | p-Wert | ≈ CO3-2 | ||
| Basekapazität | KB43 | NaOH bis pH 4.3 | neg. m-Wert | |||
| Basekapazität | KB82 | NaOH bis pH 8.2 | neg. p-Wert | ≈ CO2 |
Die Bezeichnung m-Wert bzw. m-Alkalinität leitet sich vom Indikator Methylorange ab; die für p-Wert bzw. p-Alkalinität von Phenolphtalein.
Der Wert der Pufferkapazität hängt davon ab, ob bei der Titration Festphasen (insbesondere Hydroxide) ausfallen oder nicht. Deshalb berechnet aqion für jede Pufferkapazität zwei Werte: einen ohne und einen mit Berücksichtigung der Mineralfällung. Ist die Hydroxidfällung thermodynamisch nicht möglich (fällt also keine Mineralphase aus), dann sind beide Werte identisch.
Das rechte Bild zeigt ein Beispiel für das Grundwasser gw.sol. Man beachte, dass die Werte von KS43, KS82, KB82 nur Näherungswerte für die Carbonatspezies HCO3-, CO3-2 und CO2 sind. Die exakte Carbonat-Speziierung ist in der unteren Bildhälfte angegeben.
Zusätzlich zu den Pufferkapazitäten berechnet aqion auch die Alkalinität (genauer: totale Alkalinität bzw. Gesamtalkalinität) und gibt diese als m-Wert aus. Hinter dem Begriff der Alkalinität steht eine ganze Reihe von Wasserparametern:
| (1) | Alkalinität = m-Wert ≈ KS43 ≈ Karbonathärte (KH) |
Anmerkung: Die Berechnung von KS43 und m-Wert (Alkalinität) basiert auf unterschiedlichen Berechnungsalgorithmen (mehr dazu siehe hier).