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 möglich. 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 H2O) 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 von uns vorgegebene Ca-Wert wurde demnach um 0.812 mM gesenkt. Die neue Lösung ist nun ladungsausgeglichen. Mit der Taste weiter ≫ gelangt man zu den Ergebnistabellen; die Taste Ionen (in der oberen Menüleiste) öffnet die Ionen-Tabelle mit folgender 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: 0.01 oder 100 mM oder ein anderer Wert. 

[last modified: 2023-11-25]