Calculadora del balance de cargas de un análisis de agua
Compruebe si las cargas iónicas positivas y negativas de un análisis de agua están equilibradas. En el agua eléctricamente neutra, la carga total de los cationes es igual a la de los aniones cuando ambas se expresan en equivalentes. Esta calculadora permite realizar una comprobación preliminar del balance de cargas; un resultado equilibrado, por sí solo, no demuestra que todos los resultados analíticos sean correctos ni que el agua sea apta para su uso.
Cómo interpretar el resultado
El error del balance de cargas con signo es 100 × (C − A)/(C + A), donde C y A son los totales de cationes y aniones en meq/L. Un resultado positivo significa que la carga catiónica introducida supera la carga aniónica introducida; un resultado negativo significa lo contrario. El signo ayuda a identificar el sentido del desequilibrio, pero no identifica qué medición es incorrecta.
| Total de aniones A (meq/L) | Criterio de evaluación preliminar utilizado aquí |
|---|---|
| 0 < A ≤ 3 | |C − A| ≤ 0,2 meq/L |
| 3 < A ≤ 10 | |Error del balance de cargas| ≤ 2 % |
| 10 < A ≤ 800 | |Error del balance de cargas| ≤ 5 % |
| A > 800 | Sin dictamen automático de evaluación preliminar |
Estos son criterios de evaluación preliminar, no límites de aceptación universales para todos los tipos de agua o métodos de laboratorio. En el intervalo más bajo se utiliza una diferencia absoluta de cargas de 0,2 meq/L, no del 0,2 %. Esta calculadora asigna los valores límite exactos de 3 y 10 meq/L a los intervalos anteriores, tal como se muestra. El dictamen utiliza los totales sin redondear.
Conversiones de concentración
El peso equivalente es la masa molar dividida por la magnitud de la carga iónica: M/|z|. Para un resultado en mg/L, la concentración de carga en meq/L es mg/L × |z|/M. Para mmol/L es mmol/L × |z|; para mol/L es mol/L × |z| × 1000. Un valor en eq/L se multiplica por 1000, mientras que un valor en meq/L se utiliza directamente. Por ejemplo, 1 mmol/L de calcio aporta 2 meq/L.
La unidad g/m3 equivale a mg/L. La opción ppm se considera numéricamente igual a mg/L, una aproximación para aguas diluidas. Los resultados se muestran como números decimales ordinarios con hasta seis cifras significativas.
Compruebe la base en la que se expresan los resultados
No introduzca la dureza total ni la alcalinidad expresadas como CaCO3 directamente en un campo de mg/L de un ion individual. Del mismo modo, el nitrato expresado como nitrógeno debe convertirse a nitrato antes de utilizar el campo de NO3. Cuando el bicarbonato predomina en la alcalinidad, puede representar la mayor parte de la carga asociada a ella; el carbonato, el hidróxido y otros componentes también pueden ser relevantes. No añada la alcalinidad total en el campo de aniones adicionales si su contribución de bicarbonato ya se ha introducido por separado.
Qué puede y qué no puede mostrar un balance de cargas
Un desequilibrio puede indicar la omisión de un ion, un error de transcripción o de unidades, una base incorrecta de expresión de los resultados o un problema analítico. También puede obtenerse un error cercano a cero cuando los errores se compensan entre sí. Incluya en los totales adicionales, cuando corresponda, los iones no enumerados cuya contribución sea significativa, como amonio, fluoruro, carbonato o metales con carga eléctrica. Las aguas ácidas o fuertemente alcalinas pueden requerir cálculos de iones hidrógeno, hidróxido y especiación que van más allá de esta sencilla comprobación. Las sustancias disueltas neutras no aportan carga iónica, por lo que esta prueba no evalúa toda la materia disuelta, los microorganismos ni la seguridad del agua.
Algunos informes definen el desequilibrio porcentual utilizando en el denominador el promedio de C y A en lugar de su suma. Esto da el doble del porcentaje mostrado aquí. Compare tanto las fórmulas como los valores numéricos al revisar distintos informes.
Ejemplo resuelto
El botón del ejemplo introduce 22,99 mg/L de sodio y 35,45 mg/L de cloruro, y establece las demás entradas en cero. Cada uno aporta 1 meq/L, por lo que C = A = 1 meq/L y el error del balance de cargas es del 0 %. Este es un ejemplo de cálculo, no un análisis completo y representativo del agua.
Referencias: Guía del NDEP sobre el balance de cationes y aniones; Análisis del USGS sobre los controles de calidad mediante el balance de cargas.
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