Calculateur de bilan des charges d’une analyse d’eau
Vérifiez si les charges ioniques positives et négatives d’une analyse d’eau s’équilibrent. Dans une eau électriquement neutre, les charges totales des cations et des anions sont égales lorsqu’elles sont toutes deux exprimées en équivalents. Ce calculateur permet une vérification préliminaire du bilan des charges ; un résultat équilibré ne prouve pas à lui seul que chaque résultat analytique est correct ni que l’eau est adaptée à l’usage prévu.
Comment interpréter le résultat
L’erreur du bilan des charges, avec son signe, est égale à 100 × (C − A)/(C + A), où C et A sont les totaux des cations et des anions en meq/L. Un résultat positif signifie que la charge cationique saisie dépasse la charge anionique saisie ; un résultat négatif signifie l’inverse. Le signe aide à déterminer le sens du déséquilibre, mais ne permet pas d’identifier la mesure erronée.
| Total des anions A (meq/L) | Critère de contrôle préliminaire utilisé ici |
|---|---|
| 0 < A ≤ 3 | |C − A| ≤ 0,2 meq/L |
| 3 < A ≤ 10 | |Erreur du bilan des charges| ≤ 2 % |
| 10 < A ≤ 800 | |Erreur du bilan des charges| ≤ 5 % |
| A > 800 | Aucune conclusion automatique du contrôle préliminaire |
Il s’agit de critères de contrôle préliminaire, et non de limites d’acceptation universelles pour tous les types d’eau ou toutes les méthodes de laboratoire. La plage la plus basse utilise une différence absolue de charges de 0,2 meq/L, et non de 0,2 %. Ce calculateur rattache les valeurs limites exactes de 3 et 10 meq/L aux plages précédentes, comme indiqué. La conclusion repose sur les totaux non arrondis.
Conversions des concentrations
La masse équivalente est la masse molaire divisée par la valeur absolue de la charge ionique : M/|z|. Pour un résultat en mg/L, la concentration en charges en meq/L est égale à mg/L × |z|/M. Pour une concentration en mmol/L, elle est égale à mmol/L × |z| ; pour une concentration en mol/L, à mol/L × |z| × 1000. Une valeur en eq/L est multipliée par 1000, tandis qu’une valeur en meq/L est utilisée directement. Par exemple, 1 mmol/L de calcium apporte 2 meq/L.
L’unité g/m3 équivaut à mg/L. L’option ppm est considérée comme numériquement égale à mg/L, ce qui constitue une approximation pour les eaux diluées. Les résultats sont affichés sous forme de nombres décimaux ordinaires comportant jusqu’à six chiffres significatifs.
Vérifier la base d’expression des résultats
Ne saisissez pas la dureté totale ou l’alcalinité exprimées en CaCO3 directement dans un champ en mg/L destiné à un ion individuel. De même, les nitrates exprimés en azote doivent être convertis en nitrates avant d’utiliser le champ NO3. Lorsque les bicarbonates prédominent dans l’alcalinité, ils peuvent représenter la majeure partie de la charge associée à l’alcalinité ; les carbonates, les hydroxydes et d’autres contributeurs peuvent également être importants. N’ajoutez pas l’alcalinité totale dans le champ des anions supplémentaires si sa contribution en bicarbonates a déjà été saisie séparément.
Ce qu’un bilan des charges peut et ne peut pas montrer
Un déséquilibre peut indiquer un ion manquant, une erreur de transcription ou d’unité, une base d’expression incorrecte ou un problème analytique. Une erreur proche de zéro peut également survenir lorsque des erreurs se compensent. Le cas échéant, incluez dans les totaux supplémentaires les ions non répertoriés présents en quantités significatives, tels que l’ammonium, les fluorures, les carbonates ou les métaux sous forme ionique. Les eaux acides ou fortement alcalines peuvent nécessiter des calculs relatifs aux ions hydrogène, aux hydroxydes et à la spéciation, qui dépassent le cadre de ce simple contrôle. Les substances dissoutes neutres n’apportent aucune charge ionique ; ce test n’évalue donc ni l’ensemble des matières dissoutes, ni les micro-organismes, ni la sécurité sanitaire de l’eau.
Certains rapports définissent le déséquilibre en pourcentage en utilisant au dénominateur la moyenne de C et A plutôt que leur somme. Cela donne un pourcentage deux fois supérieur à celui affiché ici. Comparez les formules ainsi que les valeurs numériques lorsque vous examinez différents rapports.
Exemple de calcul
Le bouton d’exemple saisit 22,99 mg/L de sodium et 35,45 mg/L de chlorures, les autres valeurs étant fixées à zéro. Chacun apporte 1 meq/L, donc C = A = 1 meq/L et l’erreur du bilan des charges est de 0 %. Il s’agit d’un exemple de calcul, et non d’une analyse d’eau complète et représentative.
Références : Guide du NDEP sur le bilan cations-anions; Présentation de l’USGS sur les contrôles qualité du bilan des charges.
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