KH DIY測量法

[jeremie]

原文連結: https://www.reefedition.com/a-diy-alkalinity-test-by-randy-holmes-farley/

之前小益大也有分享過該篇的做法(https://www.ph84.idv.tw/forum/threads/293489/)，︀這邊我稍微再將一些細節補充一下並附上我自己的測試結果。

KH，︀也就是鹼度的定義是指溶液緩衝酸的能力，︀因此若溶液的鹼度越高就會需要越多的酸來降低其pH，︀這個方法的原理便是直接往海水裡加酸將pH降到定值後用加入的酸量來計算KH。

因為就是直接利用最原始的定義來測量，︀所以只要添加的量和pH的測量手段沒問題的話基本上是很可靠的，︀許多正規實驗室也都是使用這個方式來量測鹼度(水族ICP廠商數據內的KH基本上也都是用這方法測的)。雖然用於平時測量的話並沒有特別方便，︀但若對現有的測量手段有疑慮這會是個不錯的確認方法，︀且唯一的耗材鹽酸也非常便宜。


材料:

1. 兩點校正過的pH meter (一般水族用規格即可)

2. 0.1N鹽酸

3. 帶刻度針筒 (我是使用salifert的5mL和1mL針筒)

4. 量測海水水樣體積的量杯

5. 磁石攪拌機 (沒有的話亦可直接手動搖晃)


步驟:

1. 盛裝定量的海水水樣，水樣體積越大測量的精度會越好且容錯率也會越高

這裡我取了300mL的海水來測量

2. 將pH meter電極放入水樣中準備開始添加鹽酸

我使用的是化工行的0.1N鹽酸，一罐500mL一百多塊就買得到了

pH meter我是用實驗室既有的，不過一般水族用的只要有好好校正基本上也很夠用了，因為這個測量方法並不需要很精確的數值

3. 慢慢加入鹽酸並搖晃或使用磁石攪拌機混勻，直到pH降到4.5便停止並記錄加了多少mL的鹽酸 (實際操作可能不見得那麼精準，最後一滴讓其低於4.5就行了)

4. 利用以下公式計算KH

鹼度(dKH)= [(加入了幾mL鹽酸)/(海水水樣體積)] x 280

這次測量我總共加了9.85mL的鹽酸，因此測量結果為:
(9.85/300) x 280= 9.19 (dKH)

以下則為我取了兩缸水樣分別用此方法以及salifert測量之結果比對:

	pH meter 法 (dKH)	Salifert (dKH)
Tank 1	9.19	9.3
Tank 2	5.98	6.1

 

[Ygihs]

KHG就是用這個方法做出來的,我在GitHub有看過KHG的程式,但現好像找不到了,就是用這個公式去計算

其他有國外大神用這方法DIY成果

我也準備所有的器材想自己弄一套,但沒時間弄
但我也在找KHA的方式,目前尚未找出來,比較想用KHA方式來做

 

[jeremie]

KHG就是用這個方法做出來的,我在GitHub有看過KHG的程式,但現好像找不到了,就是用這個公式去計算

其他有國外大神用這方法DIY成果

我也準備所有的器材想自己弄一套,但沒時間弄
但我也在找KHA的方式,目前尚未找出來,比較想用KHA方式來做

市面上的確很多的自動檢測設備都是用這個方法來測的，不過我記得KHG比較特別的是它是靠光學偵測來算滴了多少而非用蠕動泵的運轉時間來算(順便偵測滴定液內的染劑避免你用一般的鹽酸……)。

KHA的原理是用海水與大氣CO2平衡後的pH來回推其KH，關係式如下：
Carbonate alkalinity = (K1 K PCO2 / [H+]) + 2(K1 K2 K PCO2 / [H+]^2)

式子中的K1和K2代表碳酸的第一和第二解離常數，K代表CO2的亨利定律常數(類似於溶解度)，PCO2代表大氣中的CO2濃度，而[H+]則是氫離子濃度。
不過實際計算上其實還挺麻煩的，因為K1、K2、和K全都會被溫度和鹽度影響。
我自己也有嘗試過直接計算的方式，但我猜是大概是CO2濃度這項變因實在太難準確測量了，所以結果並不是很理想，這應該也是為何KHA會選擇直接用標準液來校對。

如果真的要自己DIY KHA的方法的話，也許可以先以滴定法配出已知KH的海水作為標準液，然後與水樣在同一環境測量後將式子中的CO2濃度(K*PCO2)接作為常數換算出來(解離常數基本上會是溫度和鹽度的函數，所以應該是能算出個數值)。
接著就可以直接用該常數來計算水樣的KH了(假設鹽度沒有差太多的話)。