التحليل الكيميائي للماء

الماء
الماء هو مادة كيميائية شفافة لا طعم لها ولا رائحة ولا لون أيضًَا، تغطّي 71% من سطح الأرض، وهي مكوّن رئيس لأجسام معظم الكائنات الحيّة، وعند القيام بالتحليلات الكيميائية للماء يتضح أن الصيغة الكيميائية للماء تتكون من ذرة أكسجين واحدة وذرتين من الهيدروجين متصلة بروابط تساهميّة، ويتواجد الماء في 3 حالاتٍ مختلفةٍ هي: الحالة السائلة كما في البحار والمحيطات والأمطار والحالة الصلبة كالجليد والثلج والحالة الغازية للمياه ممثلة ببخارالماء الذي ينتج من خلال عمليّة التبخّر والنتح والتكثيف، وسيتحدث هذا المقال عن التحليل الكيميائي للماء.[١]
التحليل الكيميائي للماء
إنّ التحليل الكيميائي للماء يمكن أن يعطي معلوماتٍ كاملةٍ فيما يتعلق بصلاحيّة المياه السطحية كالبحيرات والأنهار والمحيطات إضافةً للمياه الجوفية، فقد ساعدت كيمياء المياه العلماء على تحديد التيّارات المختلفة وتحسين فهمهم لتفاعلات المياه مع المواد الجيولوجية للأرض، كما ساهمت في فهم تأثير الأنشطة البشريّة اليوميّة على المسطّحات المائيّة المختلفة، وزيادة القدرة على استيعاب الحدِ الأدنى من التلوّث اللازم دون إحداث أية أضرارٍ بالنظام المائيِ والذي قد يؤثّر على مستخدمي المصادر المائيّة كالنباتات والحيوانات والبشر.[٢] ,يتطلّب التحليل الكيميائي للماء تخطيطًا دقيقًا من أجل تحقيق النتائج الصحيحة؛ وذلك من خلال وضع برنامج مراقبةٍ لضمان الجودة، فيمكن استخدام البيانات والمعلومات الناتجة لأغراضٍ متنوعةٍ مثل متطلبات الدورات التعليمية أو المساهمة في وضع قاعدة بياناتٍ علميّةٍ يتم الاستفادة منها مستقبلًا، حيث تتركّز مهمّة مدير المشروع بوضع معايير محددةٍ للقياس وتحديد مستوى ضمان الجودة اللازم لدعم استخدام البيانات وتحديد الخطوات التفصيلية لبرنامج الرصد.[٢]
طرق الاختبار الأولية للتحليل الكيميائي للماء
إنّ القيام بالتحليل الكيميائي للماء يتم من خلال العديد من الطرق سواءً كانت هذه القياسات مختبريّة أو حتى من خلال الأجهزة في الموقع المطلوب كما أن بعض القياسات الفيزيائية التي لا تتطلب أيّ أدواتٍ فتعد قياسات الكثافة والوزن النوعي واللزوجة ودرجة الحموضة من بين القياسات الأكثر فائدةً وفيما يأتي شرح بسيط لهذه العمليات:
قياسات الكثافة
يتم تعريف هذه الخاصيّة على أنها نسبة الكتلة إلى الحجم وتُقاس الكتلة بالجرام والحجم بالملليتر أو السنتيمتر المكعب، تساعد في تحديد المواد النّقيّة أو المخاليط التي تحتوي على مكونين أو ثلاثة؛ كما يمكن استخدام الكثافة كوسيلةٍ مساعدةٍ في التحليل الكمّي لمحاليل السّكر المائيّة وعادةً ما يتم قياس الكثافة السائلة باستخدام أدواتٍ إلكترونيةٍ تسمى عدّادات الكثافة.[٣]
قياسات الوزن النوعي
هو كميّة مرتبطة يتم تعريفها على أنها نسبة كثافة المحلول إلى كثافة الماء عند درجة حرارةٍ محددةٍ، تسمى الأداة المستخدمة لقياس الوزن النوعي مقياس السوائل وهو عبارة عن أنبوب زجاجي مغلق الطرفين يمكن أن يطفو عند وضعه في سائل كما يمكن أيضًا استخدام عدّادات الكثافة الإلكترونية لقياس الوزن النوعي.[٣]
قياسات اللزوجة
اللّزوجة هي مقدار مقاومة مادةٍ ما لتغيير الشّكل أو مقاومة تدفّق السّائل، فبالنسبة للسّوائل يتم قياس اللّزوجة بأداة تسمى مقياس اللّزوجة وهي شائعةٌ في صناعات الزيوت أو السّوائل التي تتدفّق ببطءٍ نسبيًا وغالبًا ما يتم استخدامها في مصافي تكرير النفط لتحديد لزوجة الزيوت.[٣]
الرقم الهيدروجيني
الرقم الهيدروجيني للمحلول هو اللوغاريتم السّلبي للقاعدة رقم 10 لتركيز أيونات الهيدروجين في المحلول، ففي محاليل القوّة الأيونية المنخفضة، يمكن تعريف الأس الهيدروجيني باعتباره اللوغاريتم السلبي للتركيز المولي لأيونات الهيدروجين، تتمثّل إحدى طرق تحديد الرقم الهيدروجيني في استخدام مؤشر قاعدة الحمض الكيميائي، فيتم استخدام الأصباغ لتحديد درجة الحموضة في المحلول، أمّا الطرق الأكثر دقةٍ فهي من خلال التحليل الكهربائي وقياس الجهد.[٣]