⚗️ Alkalita vody (kyselinová neutralizační kapacita)
Ve zkratce
Titrační stanovení celkové alkality a alkality na fenolftalein v přírodních a upravených vodách a v odpadních vodách roztokem kyseliny chlorovodíkové, s bodem ekvivalence určeným pH-metrem nebo indikátory. Zkouška se provádí podle normy PN-EN ISO 9963-1:2001; Rozsah: do 20 mmol/l bez ředění; doporučená dolní mez 0,4 mmol/l. Postup zahrnuje 5 kroků; oblasti použití: Přírodní a upravené vody a odpadní vody (kap. 1), Monitoring povrchových a podzemních vod — celková alkalita (Dz.U. 2021 pol. 1576), Rozlišení celkové alkality (pH 4,5) a alkality na fenolftalein (pH 8,3) (kap. 3).
Na první pohled
- Norma: PN-EN ISO 9963-1:2001
- Kategorie: Fyzikální chemie
- Kroky postupu: 5
- Rozsah: do 20 mmol/l bez ředění; doporučená dolní mez 0,4 mmol/l
- Body ekvivalence: pH 8,3 (alkalita na fenolftalein) a pH 4,5 (celková alkalita)
- Odměrný roztok: HCl 0,1 mol/l pro 4–20 mmol/l; HCl 0,02 mol/l pro 0,4–4 mmol/l
Přehled
STAV (k 29.10.2026). PN-EN ISO 9963-1:2001 — polská verze, vydaná 23.04.2001, zavádí EN ISO 9963-1:1995 a ISO 9963-1:1994 [IDT]; nahradila PN-C-04540-02:1990 a PN-C-04540-03:1990. Norma je platná — bez poznámky o zrušení; má národní opravu PN-EN ISO 9963-1:2001/Ap1:2004. ISO 9963-1:1994 a EN ISO 9963-1:1995 jsou v katalozích ISO a CEN platné, bez novějšího vydání.
NÁRODNÍ OPRAVA Ap1:2004 (schválena 8.06.2004). Mění vzorec pro koncentraci kyseliny chlorovodíkové v bodě 5.3.4 na c(HCl) = m · V₁ / [53,00 · (V₂ − V₃)] — v této podobě jej uvádíme níže (je v souladu s textem ISO).
ROZSAH (kap. 1). Titrační stanovení alkality přírodních a upravených vod a odpadních vod; přímo do 20 mmol/l, při vyšších koncentracích — menší podíl; doporučená dolní mez 0,4 mmol/l. Nerozpuštěné látky ve formě uhličitanů mohou rušit — jejich vliv snižuje filtrace před titrací. Určení bodu ekvivalence pH-metrem je méně náchylné k rušivým vlivům než indikátorem; silně zbarvené nebo kalné vzorky se analyzují potenciometrickou metodou (kap. 8).
DEFINICE (kap. 3). Alkalita — schopnost vodného prostředí reagovat s vodíkovými ionty. Celková alkalita (AT) — konvenční míra získaná titrací do bodu ekvivalence methylčerveně (methyloranže), pH 4,5; alkalita na fenolftalein (AP) — titrace do pH 8,3, konvenčně všechny hydroxidové ionty a polovina uhličitanů. Alkalita závisí hlavně na hydrogenuhličitanech, uhličitanech a hydroxidech, stanovení však zahrnuje i jiné pufrující látky, např. amoniak, boritany, fosforečnany, křemičitany a organické anionty. Z definice je alkalita na fenolftalein u vod s pH 8,3 nebo nižším nulová.
ALKALITA VE VODĚ. Přirozená alkalita chrání vodní organismy před náhlým okyselením a podílí se na neutralizaci odpadních vod, zejména kyselých, vypouštěných do vod; je také technologickým parametrem některých procesů úpravy vody, např. koagulace.
PŘEDPISY. Při monitoringu povrchových a podzemních vod je PN-EN ISO 9963-1 titrační metodikou celkové alkality a s opravou Ap1:2004 — metodikou potenciometrické titrace (Dz.U. 2021 pol. 1576, příl. č. 8, ukazatel 3.4.2). Nařízení o vodě k lidské spotřebě (Dz.U. 2026 pol. 748) parametr alkality nemá.
Princip metody
Vzorek se titruje odměrným roztokem kyseliny chlorovodíkové do stanovených bodů ekvivalence pH 8,3 a 4,5, určovaných vizuálně nebo potenciometricky. Jsou to konvenční body ekvivalence pro tři hlavní složky — hydrogenuhličitany, uhličitany a hydroxidy: pH 8,3 odpovídá přibližně ekvivalentním koncentracím uhličitanů a oxidu uhličitého (ztitrování téměř všech hydroxidů a poloviny uhličitanů) a pH 4,5 — bodu ekvivalence vodíkových a hydrogenuhličitanových iontů, což umožňuje stanovit celkovou alkalitu. Skutečné body ekvivalence závisejí na iontové síle a koncentraci anorganického uhlíku. Různé indikátorové systémy dávají mírně odlišné výsledky — podle normy se používá směsný indikátor bromkresolové zeleně s methylčervení, nikoli dříve používaná methyloranž nebo methylčerveň (kap. 4, poznámka 2).
Použití
- Přírodní a upravené vody a odpadní vody (kap. 1)
- Monitoring povrchových a podzemních vod — celková alkalita (Dz.U. 2021 pol. 1576)
- Rozlišení celkové alkality (pH 4,5) a alkality na fenolftalein (pH 8,3) (kap. 3)
- Silně zbarvené a kalné vzorky — potenciometrická varianta (kap. 8)
Klíčové parametry
| Parametr | Hodnota |
|---|---|
| Rozsah | do 20 mmol/l bez ředění; doporučená dolní mez 0,4 mmol/l |
| Body ekvivalence | pH 8,3 (alkalita na fenolftalein) a pH 4,5 (celková alkalita) |
| Odměrný roztok | HCl 0,1 mol/l pro 4–20 mmol/l; HCl 0,02 mol/l pro 0,4–4 mmol/l |
| Podíl | 100 ml |
| pH-metr | přesnost ± 0,05 pH v rozsahu 4–10; kalibrace nejlépe pufry pH 4, 7 a 9 |
| Výsledek | v mmol/l (schopnost reakce s vodíkovými ionty) |
Norma
- Označení normy
- PN-EN ISO 9963-1:2001
- Název (PL)
- Jakość wody — Oznaczanie zasadowości — Część 1: Oznaczanie zasadowości ogólnej i zasadowości wobec fenoloftaleiny
- Název (EN)
- Water quality — Determination of alkalinity — Part 1: Determination of total and composite alkalinity
Postup krok za krokem
-
Odběr vzorku
Do čistých polyethylenových lahví nebo lahví z borosilikátového skla, nejméně 100 ml, zcela naplněných a uzavřených tak, aby nezůstal vzduch. Nejlépe analyzovat hned po odběru; není-li to možné — uchovávat na chladném místě, aby se zabránilo nitrifikaci a vysrážení usazenin. Vliv uchovávání se ověřuje pro druh zkoušených vzorků (kap. 7).
-
Potenciometricky — do pH 8,3
Kalibrovat pH-metr. 100 ml vzorku do nádoby, míchat rychlostí, při níž ještě není vidět vír, a změřit pH: činí-li 8,3 nebo méně, je alkalita na fenolftalein nulová. Kyselina 0,1 mol/l při alkalitě 4–20 mmol/l, 0,02 mol/l při 0,4–4 mmol/l; titrovat do pH 8,3 (objem V₅). Pohlcování CO₂ ze vzduchu může tento výsledek snížit (bod 8.1.1, poznámka 4).
-
Potenciometricky — do pH 4,5
Tentýž roztok titrovat dále do pH 4,5 ± 0,05; v blízkosti pH 4,5 přidávat titrant po kapkách a čekat nejméně 30 s na ustálení rovnováhy elektrod; celkový objem kyseliny — V₆. Organické látky, mýdla a oleje mohou pokrývat skleněnou elektrodu a zpomalovat její odezvu — pak se prodlouží intervaly mezi dávkami titrantu a elektrody se často čistí (bod 8.1.2, poznámka 3).
-
Vizuální varianta
Volný chlor se odstraní 0,1 ml roztoku thiosíranu na 200 ml vzorku (do 1,8 mg/l chloru). 100 ml vzorku do baňky 250 ml, 0,1 ml fenolftaleinu: bez růžového zbarvení — alkalita na fenolftalein nulová; růžový vzorek titrovat kyselinou do odbarvení (V₅). Poté přidat 0,1 ml směsného indikátoru a titrovat dále do změny barvy ze zelenomodré na šedou (celkový objem V₆) (bod 8.2).
-
Výpočet
AP = c(HCl) · V₅ · 1000 / V₄ a AT = c(HCl) · V₆ · 1000 / V₄ [mmol/l], kde V₄ — objem podílu (obvykle 100 ml). Výsledek se uvádí v milimolech (H⁺) na litr; přepočet na mg/l CaCO₃ — násobitel 50, na mg/l HCO₃⁻ — násobitel 61 (kap. 9–10, příl. A).
Potřebné vybavení a přístroje
| Vybavení | Příklad | Orientační cena |
|---|---|---|
| Magnetické míchadlo | s plastem potaženým míchadélkem; rychlost, při níž ještě není vidět vír (bod 6.1, 8.1.1) | — |
| pH-metr s elektrodami | měření s přesností ± 0,05 pH v rozsahu 4–10, kalibrace nejlépe pufry pH 4, 7 a 9 (IEC 746-2); titrační nádoba omezující styk se vzduchem (bod 6.2) | — |
| Přesná byreta 10 ml | s dělením po 0,02 ml, podle ISO 385-1 (bod 6.3) | — |
| Kuželové baňky 250 ml | pro vizuální variantu (bod 8.2) | — |
| Vzorkovnice | čisté, polyethylenové nebo z borosilikátového skla, o objemu nejméně 100 ml (kap. 7) | — |
Činidla, živné půdy a spotřební materiál
| Činidlo | CAS | Podrobnosti |
|---|---|---|
| Voda | — | stupně 2 podle ISO 3696, bez rušivých množství kyselin a zásad, s konduktivitou pod 0,1 mS/m (bod 5.1) |
| Uhličitan sodný, standardní roztok cca 0,025 mol/l | 497-19-8 | 3–5 g Na₂CO₃ sušit 4 h při (250 ± 10) °C, ochladit v exsikátoru; (2,65 ± 0,20) g, zvážených s přesností na 0,001 g, rozpustit ve vodě a doplnit na 1000 ml; stálý nejméně měsíc v lednici při 4–8 °C (bod 5.2) |
| Kyselina chlorovodíková, c(HCl) = 0,10 mol/l | 7647-01-0 | (8,6 ± 0,1) ml kyseliny chlorovodíkové (1,16 g/ml) zředit na 1000 ml; standardizovat na 25,0 ml roztoku uhličitanu sodného se 75 ml vody — potenciometricky do pH 4,5 ± 0,05 nebo vizuálně s 0,1 ml směsného indikátoru do vymizení zelenomodrého zbarvení, s odečtením slepého pokusu se 100 ml vody: c = m · V₁ / [53,00 · (V₂ − V₃)]; standardizovat nejméně jednou týdně (bod 5.3) |
| Kyselina chlorovodíková, c(HCl) = 0,02 mol/l | — | 100 ml kyseliny 0,10 mol/l zředit na 500 ml; připravovat bezprostředně před použitím; c₂ = 0,2 · c₁ (bod 5.4) |
| Fenolftalein — roztok indikátoru | 77-09-8 | (1,0 ± 0,1) g rozpustit ve 100 ml ethanolu (přes 90 % obj.) a zředit vodou na 200 ml (bod 5.5) |
| Bromkresolová zeleň s methylčervení — směsný indikátor | — | (0,200 ± 0,005) g bromkresolové zeleně a (0,015 ± 0,002) g methylčerveně rozpustit ve 100 ml ethanolu (přes 90 % obj.); uchovávat v lahvi z hnědého skla (bod 5.6) |
| Thiosíran sodný, 0,1 mol/l | — | (2,5 ± 0,2) g pentahydrátu thiosíranu sodného ve 100 ml vody; lahev z hnědého skla, lednice, nejvýše 6 měsíců; k odstranění volného chloru (bod 5.7) |
Bezpečnost a ochrana zdraví při práci (BOZP)
- Norma neuvádí bezpečnostní upozornění — s kyselinou chlorovodíkovou, ethanolovými roztoky indikátorů a thiosíranem sodným se zachází podle bezpečnostních listů
Časté dotazy
Která norma tuto zkoušku popisuje?
Zkouška se provádí podle normy PN-EN ISO 9963-1:2001 — „Water quality — Determination of alkalinity — Part 1: Determination of total and composite alkalinity“.
Jak tato metoda funguje?
Vzorek se titruje odměrným roztokem kyseliny chlorovodíkové do stanovených bodů ekvivalence pH 8,3 a 4,5, určovaných vizuálně nebo potenciometricky. Jsou to konvenční body ekvivalence pro tři hlavní složky — hydrogenuhličitany, uhličitany a hydroxidy: pH 8,3 odpovídá přibližně ekvivalentním koncentracím uhličitanů a oxidu uhličitého (ztitrování téměř všech hydroxidů a poloviny uhličitanů) a pH 4,5 — bodu ekvivalence vodíkových a hydrogenuhličitanových iontů, což umožňuje stanovit celkovou alkalitu.
Jaký je rozsah měření a přesnost?
Rozsah: do 20 mmol/l bez ředění; doporučená dolní mez 0,4 mmol/l; Body ekvivalence: pH 8,3 (alkalita na fenolftalein) a pH 4,5 (celková alkalita); Odměrný roztok: HCl 0,1 mol/l pro 4–20 mmol/l; HCl 0,02 mol/l pro 0,4–4 mmol/l; Podíl: 100 ml.
Jak dlouho zkouška trvá?
Postup zahrnuje 5 kroků. Norma neuvádí dobu trvání u každé etapy — rozhoduje vlastní postup laboratoře.
Jaké vybavení je potřeba?
Magnetické míchadlo, pH-metr s elektrodami, Přesná byreta 10 ml, Kuželové baňky 250 ml, Vzorkovnice.
Kde se tato zkouška používá?
Přírodní a upravené vody a odpadní vody (kap. 1); Monitoring povrchových a podzemních vod — celková alkalita (Dz.U. 2021 pol. 1576); Rozlišení celkové alkality (pH 4,5) a alkality na fenolftalein (pH 8,3) (kap. 3); Silně zbarvené a kalné vzorky — potenciometrická varianta (kap. 8).
Jaká bezpečnostní opatření platí?
Norma neuvádí bezpečnostní upozornění — s kyselinou chlorovodíkovou, ethanolovými roztoky indikátorů a thiosíranem sodným se zachází podle bezpečnostních listů.
Která laboratoř může tuto zkoušku provést?
Zkoušku provádějí laboratoře akreditované podle ISO/IEC 17025. Na LabCoda je najdete podle označení normy PN-EN ISO 9963-1.