Eine unvollständige Wasseranalyse

Gegeben sei eine unvollständige Wasseranalyse (Leitungswasser), von der nur folgende Parameter bekannt sind:

pH 7.5
T 5 °C
DIC 2.6 mM

Gesucht wird die (ungefähre) Gleichgewichtszusammensetzung und Alkalinität dieses Wassers.1

Vorgehensweise

Trotz der unvollständigen Angaben ist eine hydrochemische Interpretation des Wassers in mancher Hinsicht durchaus schon möglich und nützlich. Als erstes stellt man fest, dass keine Kationen vorgegeben sind. So nehmen wir als Startwert z.B. 2 mM Ca an2 (den exakten Ca-Wert lassen wir vom Programm berechnen).

Also: Man beginnt mit reinem Wasser (Taste New) und stellt die Maßeinheit auf mmol/L (obere Checkbox Mol anklicken). Wir tragen ein:

pH 7.5
T 5 °C
DIC 2.6 mmol/L
Ca 2 mmol/L

Mit Start beginnt die Rechnung. Das Wasser ist erwartungsgemäß nicht ladungsbilanziert. Zum Ladungsausgleich wählen wir den Parameter Ca, was zur folgenden Anpassung führt:

Ca  =  2.0   →   1.188 mM

Der Ca-Wert wurde demnach um 0.812 mM gesenkt. Die neue Lösung ist nun ladungsausgeglichen und wir gelangen mit der Taste weiter zu den Ergebnistabellen. Die Taste Ionen in der oberen Menüleiste öffnet die Ionen-Tabelle, die folgende Carbonat-Speziierung zeigt:

CO2 = 0.229 mM
HCO3- = 2.349 mM
CO3-2 = 0.002 mM

Diese Information wird nochmals im letzten Ergebnisfenster, zusammen mit den Pufferkapazitäten und der Alkalinität, angezeigt:

KS43 = 2.41 mM  
KB43 < 0  
KB82 = 0.20 mM  
Alkalinität = 2.38 meq/L (m-Wert)

Wie man leicht erkennt, entspricht der Wert von HCO3- in etwa der Alkalinität und dem KS43-Wert. Das ist so korrekt.

Anmerkungen

  1. entspricht der Übungsaufgabe 3.1 aus Sigg/Stumm: Aquatische Chemie

  2. Zum gleichen Ergebnis gelangt man unabhängig davon, welcher Ca-Startwert gewählt wird: 0.001 oder 1000 mmol/L oder ein anderer Wert. (Man muss lediglich eine Zahl ≥ 0.001 mM vorgeben, damit Ca in der Liste der Ladungsausgleichsparameter erscheint.)

[last modified: 2014-11-18]