Alkalinität als konservativer Parameter

aqion_carbonate_system

Man zeige, dass die Alkalinät eines Wassers bei CO2-Zufuhr unverändert bleibt, obwohl pH und DIC sich dabei ändern.

Schritt 1

Wir nehmen das Beispielwasser zum Grundwasser gw.sol (Taste Open im Eingabefenster) und bestimmen zunächst seine Alkalinität. Dazu Taste Start, und danach jeweils mit Taste weiter bis zum letzten Ergebnisfenster – siehe Bild rechts.

Die Alkalinität (Gesamtalkalinität) entspricht bekanntlich dem m-Wert. Im rechten Ergebnisfensters liest man folgende Werte ab:

Alkalinität (m-Wert) 5.84 meq/L
pH 6.91
DIC 7.61 mM

Mit der Taste Fertig kehrt man wieder zum Input- bzw. Hauptfenster zurück. Weiter geht es mit Schritt 2.

Schritt 2

Wir werden nacheinander folgende CO2-Mengen dem Grundwasser zugeben:

     
1 mmol/L CO2
10 mmol/L CO2
100 mmol/L CO2

Dazu öffnet man das Reaktionsmodul mit Taste Reac und wählt aus der Liste der Reaktanten “CO2”. Für jede CO2-Zugabe erfolgt dann eine Rechnung (wobei wir mit Taste Setup vorher noch Ladungsausgleich fordern). Man erhält folgende Ergebnisse:

  Zugabe Alkalinität [mM] pH-Wert DIC [mM]
  keine 5.84 6.91 7.61
  1 mM CO2 5.84 6.72 8.61
  10 mM CO2 5.84 6.09 17.6
  100 mM CO2 5.84 5.16 107.6

Die Ergebnisse zeigen, dass die Alkalität ein konservativer Parameter ist, der trotz Variation des DIC-Wertes immer konstant bleibt.

Man beachte: Die Berechnungen gelten für das “geschlossene System”, d.h. es erfolgt kein CO2-Gas-Austauch mit der Umgebung.

[last modified: 2014-12-21]