Rekentool voor de ladingsbalans van een wateranalyse

Controleer of de positieve en negatieve ionische ladingen in een wateranalyse in balans zijn. In elektrisch neutraal water zijn de totale kation- en anionlading gelijk wanneer beide in equivalenten worden uitgedrukt. Deze rekentool dient als voorlopige controle van de ladingsbalans; een resultaat dat in balans is, bewijst op zichzelf niet dat elk analyseresultaat correct is of dat het water geschikt is voor gebruik.

Voer de opgeloste ionen in

Selecteer de eenheid voor elke concentratie. Voer de resultaten in, uitgedrukt als het aangegeven ion, bijvoorbeeld nitraat als NO3 en sulfaat als SO4. Lege velden worden in deze berekening als nul geteld; ze bevestigen niet dat een ion afwezig is. Gebruik een punt als decimaalteken.

IonConcentratieEenheidMolaire massa (g/mol)Ladingsgrootte |z|Equivalentgewicht (mg/meq)Ladingsconcentratie (meq/L)
40.08220.0400
24.31212.1550
22.99122.9900
39.10139.1000
61.02161.0200
96.06248.0300
35.45135.4500
62.00162.0000

Met de optionele aanvullende totalen kunt u ionen meenemen die hierboven niet zijn vermeld. Reken deze eerst om naar meq/L. Tel dezelfde ionenbijdrage niet tweemaal mee.

Resultaten

Het resultaat interpreteren

De ladingsbalansfout met teken is 100 × (C − A)/(C + A), waarbij C en A respectievelijk het kationen- en anionentotaal in meq/L zijn. Een positief resultaat betekent dat de ingevoerde kationenlading groter is dan de ingevoerde anionenlading; een negatief resultaat betekent het omgekeerde. Het teken helpt de richting van de onbalans te bepalen, maar geeft niet aan welke meting onjuist is.

Anionentotaal A (meq/L)Hier gebruikt screeningscriterium
0 < A ≤ 3|C − A| ≤ 0,2 meq/L
3 < A ≤ 10|Ladingsbalansfout| ≤ 2%
10 < A ≤ 800|Ladingsbalansfout| ≤ 5%
A > 800Geen automatisch screeningoordeel

Dit zijn screeningscriteria, geen universele acceptatiegrenzen voor elk watertype of elke laboratoriummethode. Voor het laagste bereik wordt een absoluut ladingsverschil van 0,2 meq/L gebruikt, niet 0,2%. Deze calculator rekent de exacte grenswaarden van 3 en 10 meq/L tot de voorgaande bereiken, zoals weergegeven. Het oordeel is gebaseerd op niet-afgeronde totalen.

Concentraties omrekenen

Het equivalentgewicht is de molaire massa gedeeld door de absolute waarde van de ionlading: M/|z|. Voor een resultaat in mg/L is de ladingsconcentratie in meq/L gelijk aan mg/L × |z|/M. Voor mmol/L is dit mmol/L × |z|; voor mol/L is dit mol/L × |z| × 1000. Een waarde in eq/L wordt vermenigvuldigd met 1000, terwijl een waarde in meq/L rechtstreeks wordt gebruikt. Zo levert 1 mmol/L calcium een bijdrage van 2 meq/L.

De eenheid g/m3 is gelijk aan mg/L. De optie ppm wordt numeriek gelijkgesteld aan mg/L, een benadering voor water met een laag gehalte aan opgeloste stoffen. Resultaten worden weergegeven als gewone decimale getallen met maximaal zes significante cijfers.

Controleer de rapportagebasis

Voer de totale hardheid of alkaliniteit, uitgedrukt als CaCO3, niet rechtstreeks in een mg/L-veld voor een afzonderlijk ion in. Ook moet nitraat dat als stikstof is gerapporteerd, worden omgerekend naar nitraat voordat u het NO3-veld gebruikt. Wanneer bicarbonaat de alkaliniteit domineert, kan bicarbonaat het grootste deel van de bijbehorende lading vertegenwoordigen; carbonaat, hydroxide en andere bijdragen kunnen ook van belang zijn. Voeg de totale alkaliniteit niet toe in het veld voor extra anionen als de bicarbonaatbijdrage daarvan al afzonderlijk is ingevoerd.

Wat een ladingsbalans wel en niet kan aantonen

Een onbalans kan wijzen op een ontbrekend ion, een overschrijffout of een fout in de eenheid, een onjuiste rapportagebasis of een analytisch probleem. Een fout dicht bij nul kan ook optreden wanneer fouten elkaar opheffen. Neem waar van toepassing relevante, niet-vermelde ionen, zoals ammonium, fluoride, carbonaat of metaalionen, op in de aanvullende totalen. Bij zuur of sterk alkalisch water kunnen berekeningen van waterstofionen, hydroxide en speciatie nodig zijn die verder gaan dan deze eenvoudige controle. Neutrale opgeloste stoffen dragen niet bij aan de ionlading; deze toets beoordeelt dus niet alle opgeloste stoffen, micro-organismen of de veiligheid van het water.

Sommige rapporten definiëren de procentuele onbalans met het gemiddelde van C en A in de noemer in plaats van hun som. Dat levert tweemaal het hier weergegeven percentage op. Vergelijk bij het beoordelen van verschillende rapporten zowel de formules als de getallen.

Uitgewerkt voorbeeld

De voorbeeldknop vult 22,99 mg/L natrium en 35,45 mg/L chloride in en stelt de overige invoerwaarden in op nul. Beide leveren elk een bijdrage van 1 meq/L, zodat C = A = 1 meq/L en de ladingsbalansfout 0% is. Dit is een rekenvoorbeeld, geen representatieve volledige wateranalyse.

Bronnen: NDEP-richtlijnen voor de kationen-anionenbalans; USGS-bespreking van kwaliteitscontroles op basis van de ladingsbalans.

Andere calculators · Contact met Lenntech

Waarschuwing: Lenntech BV kan niet verantwoordelijk worden gehouden voor fouten in de berekening, het programma zelf of de toelichting. Voor vragen of opmerkingen kunt u contact met ons opnemen.