Calculadora do balanço de cargas da análise da água
Verifique se as cargas iónicas positivas e negativas de uma análise da água estão equilibradas. Na água eletricamente neutra, a carga total dos catiões é igual à dos aniões quando ambas são expressas em equivalentes. Esta calculadora permite uma verificação preliminar do balanço de cargas; um resultado equilibrado, por si só, não prova que todos os resultados analíticos estejam corretos nem que a água seja adequada para utilização.
Como interpretar o resultado
O erro do balanço de cargas com sinal é 100 × (C − A)/(C + A), em que C e A são os totais de catiões e aniões em meq/L. Um resultado positivo significa que a carga catiónica introduzida excede a carga aniónica introduzida; um resultado negativo significa o contrário. O sinal ajuda a identificar o sentido do desequilíbrio, mas não identifica qual a medição incorreta.
| Total de aniões A (meq/L) | Critério de triagem utilizado aqui |
|---|---|
| 0 < A ≤ 3 | |C − A| ≤ 0,2 meq/L |
| 3 < A ≤ 10 | |Erro do balanço de cargas| ≤ 2% |
| 10 < A ≤ 800 | |Erro do balanço de cargas| ≤ 5% |
| A > 800 | Sem conclusão automática de triagem |
Estes são critérios de triagem, não limites de aceitação universais para todos os tipos de água ou métodos laboratoriais. O intervalo mais baixo utiliza uma diferença absoluta de cargas de 0,2 meq/L, não de 0,2%. Esta calculadora atribui os valores-limite exatos de 3 e 10 meq/L aos intervalos anteriores, conforme indicado. A conclusão utiliza totais não arredondados.
Conversões de concentração
O peso equivalente é a massa molar dividida pelo valor absoluto da carga iónica: M/|z|. Para um resultado em mg/L, a concentração de carga em meq/L é mg/L × |z|/M. Para mmol/L, é mmol/L × |z|; para mol/L, é mol/L × |z| × 1000. Um valor em eq/L é multiplicado por 1000, enquanto um valor em meq/L é utilizado diretamente. Por exemplo, 1 mmol/L de cálcio contribui com 2 meq/L.
A unidade g/m3 equivale a mg/L. A opção ppm é tratada como numericamente igual a mg/L, uma aproximação para água com baixas concentrações de solutos. Os resultados são apresentados como números decimais comuns, com até seis algarismos significativos.
Verifique a base de expressão dos resultados
Não introduza a dureza total ou a alcalinidade expressas em CaCO3 diretamente num campo de mg/L de um ião individual. Da mesma forma, o nitrato expresso em azoto deve ser convertido para nitrato antes de utilizar o campo NO3. Quando o bicarbonato predomina na alcalinidade, pode representar a maior parte da carga associada à alcalinidade; o carbonato, o hidróxido e outros constituintes também podem ser relevantes. Não adicione a alcalinidade total no campo de aniões adicionais se a sua contribuição de bicarbonato já tiver sido introduzida separadamente.
O que um balanço de cargas pode e não pode mostrar
Um desequilíbrio pode indicar um ião em falta, um erro de transcrição ou de unidade, uma base incorreta de expressão dos resultados ou um problema analítico. Um erro próximo de zero também pode ocorrer quando os erros se compensam entre si. Inclua nos totais adicionais, quando adequado, os iões relevantes não listados, como amónio, fluoreto, carbonato ou metais com carga elétrica. As águas ácidas ou fortemente alcalinas podem exigir cálculos relativos a iões de hidrogénio, hidróxido e especiação que vão além desta verificação simples. As substâncias dissolvidas neutras não contribuem para a carga iónica, pelo que este teste não avalia a totalidade da matéria dissolvida, os microrganismos ou a segurança da água.
Alguns relatórios definem o desequilíbrio percentual utilizando no denominador a média de C e A em vez da sua soma. Isso resulta no dobro da percentagem apresentada aqui. Compare as fórmulas, bem como os números, ao analisar diferentes relatórios.
Exemplo resolvido
O botão de exemplo introduz 22,99 mg/L de sódio e 35,45 mg/L de cloreto, ficando os restantes valores definidos como zero. Cada um contribui com 1 meq/L, pelo que C = A = 1 meq/L e o erro do balanço de cargas é 0%. Trata-se de um exemplo de cálculo, não de uma análise completa e representativa da água.
Referências: Orientações do NDEP sobre o balanço de catiões e aniões; Discussão do USGS sobre verificações de qualidade pelo balanço de cargas.
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