De norm is van toepassing op alle soorten water met een ionensterkte kleiner dan 20 mmol/l.

Transcriptie

1 UDC 628.1:543.3 Water Bepaling van de agressiviteit ten opzichte van calciumcarbonaat en berekening van de verzadigingsindex Water - Determination of the aggressivity to calcium carbonate and the calculation of the saturation index NEDERLANDSE NORM NEN e druk, mei Onderwerp Vervangt NEN 1056 VI.3 Deze norm beschrijft een experimentele methode voor de bepaling van de agressiviteit ten opzichte van calciumcarbonaat en een wijze voor de berekening van de verzadigingsindex. Voor een toelichting op deze norm, zie NPR Toepassingsgebied De norm is van toepassing op alle soorten water met een ionensterkte kleiner dan 20 mmol/l. Dit document mag slechts op een stand-alone PC worden geinstalleerd. Gebruik op een netwerk is alleen. toestaan als een aanvullende licentieovereenkomst voor netwerkgebruik met NEN is afgesloten. This document may only be used on a stand-alone PC. Use in a network is only permitted when a supplementary license agreement for us in a network with NEN has been concluded. 3 Termen en definities agressiviteit: De hoeveelheid calciumcarbonaat per volume, die bij evenwichtsinstelling wordt opgelost (positief teken) of neergeslagen (negatief teken) wanneer een watersoort in contact wordt gebracht met fijnverdeeld calciumcarbonaat. en 1. Water is agressief ten opzichte van calciumcarbonaat indien calciumcarbonaat erin kan oplossen. De agressiviteit is het gevolg van de aanwezigheid van zuren. In de meeste gevallen is koolstofdioxide het enige aanwezige zuur. Het water kan ook verzadigd of oververzadigd zijn ten opzichte van calciumcarbonaat. In het laatste geval scheidt zich op den duur calciumcarbonaat af. Dit wordt bevorderd door de aanwezigheid van vast calciumcarbonaat. 2. In deze norm wordt verondersteld dat vast calciumcarbonaat altijd calciet is. verzadigingsindex: Het verschil tussen de gemeten ph en de ph s. De ph s is de ph die behoort bij een fictief water dat in evenwicht is met vast calciumcarbonaat en dezelfde calcium- en waterstofcarbonaatconcentratie bevat als het onderzochte water. 4 Beginsel Bij de experimentele methode wordt het water in contact gebracht met fijn verdeeld calciumcarbonaat. In het water stelt zich het volgende evenwicht in CaC0 3 (s) + C0 2 + H 2 0 ±5 Ca HCCV Rechtstreekse meting van vermindering of vermeerdering van het vaste calciumcarbonaat is omslachtig en onnauwkeurig. Daarom wordt de verandering van de calcium- of de waterstofcarbonaatconcentratie gemeten en hieruit kan de hoeveelheid opgelost of neergeslagen calciumcarbonaat worden berekend. Ook kan uit de ph-verandering worden afgeleid of het water calciumcarbonaat kan oplossen of afzetten. De ph in de evenwichtstoestand is een andere dan de ph s die wordt berekend. De ph s wordt berekend met behulp van een formule (zie 7) waarin de calcium- en waterstofcarbonaatconcentratie voorkomen samen met een constante die afhankelijk is van temperatuur en ionensterkte (p/c v - waarde volgens tabel 1). 5 Toestellen en reagentia bij de experimentele methode 5.1 Stopfles met vlakke bodem, inhoud 0,5 I, bij voorkeur met schuin afgeslepen stop. 5.2 Magneetroerder met omhuld ferromagnetisch roerstaafje. 5.3 Thermostaat voorzien van koelspiraal. 5.4 Glazen vat, verbonden met de thermostaat waarin de fles tot de hals kan worden ondergedompeld. 5.5 Vloeistofpomp. 5.6 Thermometer. NEN 6533

2 NEN Biz Gebruikelijke laboratoriumbenodigdheden. 5.8 Calciumcarbonaat, geprecipiteerd in de vorm van calciet en met een specifieke oppervlakte van 1 m 2 /g. 5.9 Filtreerpapier De "Urtitersubstanz" van Merck is onder andere geschikt hiervoor. 6 Bepaling van de agressiviteit 6.1 Werkwijze Bepaal in een gedeelte van het onbehandelde water één of meer van de volgende grootheden: - het zuurverbruik tot ph 4,20 volgens NEN 6497; - de concentratie van totaal koolstofdioxide volgens NPR 6522; - de concentratie van calcium volgens NEN 6441 of NEN 6446; - de som van de concentraties van calcium en magnesium volgens NEN Breng het te onderzoeken monster in de stopfles (5.1) met behulp van een slang die tot de bodem reikt. Laat ten minste drie maal het volume van de stopfles doorstromen alvorens de stopfles geheel te vullen. Breng na het verwijderen van de slang het roerstaafje (5.2) en 3 tot 4 g calciumcarbonaat (5.8) in de fles. Zet de stop op de fles en zorg dat geen luchtbel achterblijft. Plaats de fles in het glazen vat (5.4) en leid water van de thermostaat, die op de gewenste temperatuur is gebracht, door het vat. Roer gedurende 2 h. Filtreer de oplossing. Werp de eerste 100 ml weg. Bepaal in het daarna opgevangen filtraat de grootheid of grootheden die zijn uitgekozen voor de bepaling van het onbehandelde water. Op soortgelijke wijze kan de ph vóór en na de proef worden bepaald. Dit geeft echter slechts een schatting van de grootte van de agressiviteit. 6.2 Berekening Bereken de volgens de experimentele methode bepaalde hoeveelheid opgeloste (positief teken) of neergeslagen (negatief teken) calciumcarbonaat per volume uit één of meer van de de volgende vergelijkingen D = i [{Л(рН = 4,20)} n - {A(pH = 4,20)} v ] D = c(zc0 2 ) n - c(2c0 2 )v 0={c(Ca 2+ )} n -{c(ca 2+ )} v D = {c(ca 2+ + Mg 2+ )} n - {c(ca 2+ + Mg 2+ )} v waarin: D is de hoeveelheid calciumcarbonaat die oplost of neerslaat, in mmol/l; Л(рН = 4,20) is het zuurverbruik tot ph = 4,20, in mmol/l; c(2c0 2 ) is de concentratie van totaal koolstofdioxide (c(2c0 2 ) = c(c0 2 ) + c(hc0-3 ) + c(c0 2 -)), in mmol/l; c(ca 2+ ) is de concentratie van calciumionen, in mmol/l; c(ca 2+ + Mg 2+ ) is de som van de concentraties van calcium- en magnesiumionen, in mmol/l; index v is voor de reactie; index n is na de reactie. Een daling van de ph bij de bepaling wijst op een calciumcarbonaatafzettend water en een stijging van de ph wijst op een calciumcarbonaatoplossend water. 7 Berekening van de verzadigingsindex 7.1 Bepaal in het watermonster: - de calciumconcentratie c(ca 2+ ) volgens NEN 6441 of NEN 6446; - de waterstofcarbonaatconcentratie c(hc0 3 ") volgens NEN 6531 of NEN 6532 of berekend uit c(2c0 2 ) volgens NEN 6523 (c(2c0 2 ) kan worden bepaald volgens NPR 6522); - de ph volgens NEN 6411; - de temperatuur volgens NEN 6414; - de ionensterkte volgens NEN 6535.

3 NEN Biz Bereken de verzadigingsindex uit de volgende vergelijkingen: SI = ph - ph s. ph s = p/c v + p(ca 2+ ) + p(hc0 3 "). waarin: SI is de verzadigingsindex; ph is de gemeten ph; p/c v wordt gevonden uit de tabel; p(ca 2+ ) is de negatieve logaritme van de calciumconcentratie; p(hc0 3 ") is de negatieve logaritme van de waterstofcarbonaatconcentratie. Een negatieve waarde van de verzadigingsindex wijst op agressief water. Een positieve waarde wordt gevonden bij water dat oververzadigd is aan calciumcarbonaat. Tabel- Waarden van p/c v bij verschillende temperatuur (f) en ionensterkte (/) f pk v c 0 5 / in mmol/l ,284 2,204 2,126 2,051 1,978 1,906 1,834 2,440 2,362 2,285 2,211 2,139 2,068 1,998 2,497 2,418 2,342 2,268 2,197 2,127 2,058 2,537 2,459 2,383 2,309 2,238 2,168 2,098 2,570 2,491 2,416 2,342 2,271 2,202 2,142 en 1. Zie de bijlage voor de afleiding van de in de tabel gegeven pk v -waarden. 2. De afwijkingen tussen de experimenteel gevonden waarden en de waarden die men vindt door dubbele interpolatie uit de tabel bedragen ± 0,01 tot ± 0,02 pk v eenheden. 8 Storingen 8.1 Storingen bij de experimentele methode voor de bepaling van de agressiviteit ten opzichte van calciumcarbonaat Afzetting van ijzer(lll)hydroxide kan de reactie vertragen. Door een of meer malen calciumcarbonaat toe te voegen kan de storing worden opgeheven. Uzer(il)ionen storen de reactie als oxidatie optreedt. Polyfosfaten storen. Biologische processen die de agressiviteit kunnen wijzigen storen. Water waarin deze processen plaats vinden, moet bij voorkeur ter plaatse worden onderzocht. 8.2 Storingen bij de berekening van de verzadigingsindex Wanneer in het water bestanddelen voorkomen die met het calciumion complexen of ionparen vormen zoals fosfaat, humuszuren of sulfaat, of bestanddelen die de bepaling van waterstofcarbonaat storen, dan ontstaan bij de berekening van de verzadigingsindex onjuiste uitkomsten. 9 Verslag Vermeld in het verslag: a. de gegevens die noodzakelijk zijn voor het identificeren van het monster; b. de toegepaste methode: volgens NEN 6533; с de hoeveelheid calciumcarbonaat die oplost of neerslaat per volume water, in mmol/l; d. de verzadigingsindex SI; e. de eventuele bijzonderheden tijdens de bepaling waargenomen; f. alle niet in de norm voorgeschreven handelingen die het resultaat kunnen hebben beïnvloed.

4 NEN Biz Literatuur [1] Jacobson, R.L. en D. Langmuir, Dissociation constants of calcite and CaHC0 3 + from 0 to 50 C Geochim. et Cosmochim. Acta, 38 (1974), [2] Plummer, L.N. en E. Busenberg, The solubilities of calcite, aragonite and vaterite in C0 2 - H 2 0 solutions between 0 and 90 C, and an evaluation of the aqueous model for the system CaC0 3 -C0 2 - H 2 0 Geochim. et Cosmochim. Acta, 46 (1982), [3] Schock, M.R., Temperature and ionic strength corrections to the Langelier index J. Am. Water Works Ass., 76 (1984),

5 Bestelformulier Stuur naar: NEN Standards Products & Services t.a.v. afdeling Klantenservice Antwoordnummer WB Delft NEN Standards Products & Services Postbus GB Delft Vlinderweg AX Delft Ja, ik bestel ex. NEN 6533:1990 nl Water - Bepaling van de agressiviteit ten opzichte van calciumcarbonaat en berekening van de verzadigingsindex T (015) F (015) Wilt u deze norm in PDF-formaat? Deze bestelt u eenvoudig via Gratis nieuwsbrieven Wilt u op de hoogte blijven van de laatste ontwikkelingen op het gebied van normen, normalisatie en regelgeving? Neem dan een gratis abonnement op een van onze nieuwsbrieven. Gegevens Bedrijf / Instelling T.a.v. O M O V Klantnummer NEN Uw ordernummer BTW nummer Postbus / Adres Postcode Plaats Telefoon Fax Factuuradres (indien dit afwijkt van bovenstaand adres) Postbus / Adres Postcode Plaats Datum Handtekening Retourneren Fax: klantenservice@nen.nl Post: NEN Standards Products & Services, t.a.v. afdeling Klantenservice Antwoordnummer 10214, 2600 WB Delft (geen postzegel nodig). Voorwaarden De prijzen zijn geldig tot 31 december 2018, tenzij anders aangegeven. Alle prijzen zijn excl. btw, verzend- en handelingskosten en onder voorbehoud bij o.m. ISO- en IEC-normen. Bestelt u via de normshop een pdf, dan betaalt u geen handeling en verzendkosten. Meer informatie: telefoon , dagelijks van 8.30 tot uur. Wijzigingen en typefouten in teksten en prijsinformatie voorbehouden. U kunt onze algemene voorwaarden terugvinden op: LEREN, WERKEN EN GROEIEN MET NEN preview