Chemisches Rechnen: pH

Hallo Experten,

irgendwie ist es mir zwar peinlich (ich habe 1984 das Examen zum CTA in Fachrechnen mit einem Einser abgeschlossen) solche Fragen zu stellen, aber die Alternative wäre wahrscheinlich, daß ich mich einen Tag hinsetze und erstmal wieder in die Materie einarbeite.
Kaum hat man 25 Jahre nix mehr damit zu tun, schon hat man es vergessen…

Wir hatten in unserem Klärwerk am Wochenende einen Störfall, bei dem uns eine „größere“ Menge Säure eingeleitet wurde. Zu dem Zeitpunkt hatten wir einen Zulauf von rund 70 Litern pro Sekunde. Normalerweise hat unser Zulauf einen pH-Wert von rund 8, unser Trinkwasser hat 19,3°dH. Am Samstag ging der pH-Wert im Zulauf bis auf ph 3,3 runter. Der pH-Wert ging ungefähr um 9 Uhr nach unten und hatte 2 Stunden später wieder 8 erreicht. Welche Mengen Säure (z.B. Salzsäure) wurden da eingeleitet?

Der Rechenweg interessiert mich natürlich auch (gerne auch per Mail).

Vielen Dank
Martin

Hallo Martin,

einen Zulauf von rund 70 Litern pro
Sekunde.

Am Samstag ging der pH-Wert
im Zulauf bis auf ph 3,3 runter.

und hatte 2 Stunden später wieder 8 erreicht.
Welche Mengen Säure (z.B. Salzsäure) wurden da eingeleitet?

Also:
zwei Stunden sind 7200 Sekunden und somit sind 504 Kubikmeter (oder 504.000 Liter) Wasser durchgerauscht.

pH 3,3 bedeutet, das die Konzentration der Säure (so sie einwertig ist) etwa 0,0005 mol/l betrug.

Multiplikation beider Werte ergibt, daß 252 mol Säure durchgerauscht sind.
Bei Salzsäure wären das rund 9,2 kg HCl oder umgerechnet auf eine 30 %ige Säure gute 30 kg Säure gewesen.
Soweit klar?

Gandalf

Ergänzung:
Hallo Martin,

Bei Salzsäure wären das rund 9,2 kg HCl oder umgerechnet auf
eine 30 %ige Säure gute 30 kg Säure gewesen.

diese Betrachtung ist nach nochmaligem Durchdenken nicht richtig.

Es wären 30 kg gewesen, wenn die ganze Zeit pH 3,3 geherrscht hätten. Da der pH-Wert aber fiehl und wieder stieg, dürfte der Wert (deutlich) niedriger liegen.

Gandalf

Hallo Gandalf,

danke für die Lösung.

Aber wieviel der Säure wird denn durch das Carbonat abgepuffert? Deshalb habe ich ja die Härte mit angegeben.

Martin

Hallo Martin,

Aber wieviel der Säure wird denn durch das Carbonat
abgepuffert? Deshalb habe ich ja die Härte mit angegeben.

die hab ich erst mal unberücksichtigt gelassen, weil Härte nicht automatisch Carbonat bedeuten muss.

Also 19,3 ° dH bedeutet, 19,3 * 0,36 mval = 6,94 mval pro Liter = 0,00694 val /l

Auf unsere 504.000 Liter umgerechnet sind das rund 3500 val oder moläquivalente Salzsäure.
Das wären wiederum rund 128 kg HCl oder 426 kg 30 %iger Säure.

Dieses Ergebis muß aber wieder überprüft werden, ob wirklich alle Härte auf Carbonathärte zurückzuführen ist, ob das Carbonat ideal puffert bzw. ideal mit der HCl reagiert und natürlich stellt es wieder eine Obergrenze dar, weil ja nicht alles Wasser einen pH-Wert von 3,3 hatte sondern nur ein (kleiner?) Bruchteil.

Gandalf