calcolo quantità sali da aggiungere a soluzione acquosa
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Buongiorno a tutti,


vengo al dunque.






Abbiamo una soluzione d'acqua: esempio 20 litri

Conosciamo lesostanze discioltedella soluzione d'acqua di partenza








Abbiamo a disposizione questisaliper correggere la soluzione d'acqua









Vogliamoavvicinarci il più possibilea queste concentrazioni









Vogliamo inoltre mantenere il pH della soluzione in questo range 5.4 - 5.6



















































L'obiettivo è quello dicalcolare i gramminecessari di sali da aggiungere alla soluzione acquosa al fine di avvicinarci il più possibile alle concentrazioni volute e al pH desiderato (5.4 - 5.6).



Come posso risolvere il problema?



Ringraziandovi della cortese attenzione porgo cordiali saluti.



Marcombar
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Non riesco a visualizzare le immagini





saluti

mario

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[-] I seguenti utenti ringraziano Mario per questo post:
Utente di Answers
Scusate non avevo caricato correttamente le immagini....
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Con i sali dell'elenco temo sia impossibile raggiungere il pH desiderato. Infatti tutti i sali a disposizione (tranne uno che è insolubile) quando vengono sciolti in acqua danno un pH neutro o leggermente basico.

Non tenendo conto di questa problematica, le quantità di sali si calcolano così:

per il magnesio abbiamo a disposizione un solo sale, quindi sapendo che ne occorrono 14 mg per litro, dovremo aggiungerne 100 mg per litro.

per il calcio disponiamo di soli due sali (il CaCO3 è insolubile e di fatto inutilizzabile). tenuto conto che di cloruri ne abbiamo veramente pochi escluderei a priori l'impiego del CaCl2*2H2O.
Quindi useremo 1,083 g di CaSO4*2H2O.

per i solfati, ne dobbiamo mettere ancora 720 - 55 (provenienti dal solfato di magnesio) - 606,5 = 58,5 mg per litro. La quantità mancante è circa l'8%. Ci dovremo accontentare.

per il cloruro possiamo solo attingere dal cloruro di sodio visto che di calcio ne abbiamo già la quantità richiesta. Ne servono solo 22,5 mg per litro, perciò aggiungiamo 37 mg di NaCl.

per il sodio ne servono ancora 47,3 - 14,4 = circa 33 mg
Questa quantità la preleviamo da 122 mg di bicarbonato di sodio.

infine, per l'anione bicarbonato, la dose richiesta è di soli 4 mg ma noi ne abbiamo già aggiunto un piccolo eccesso pari a circa 83 mg, ovvero +27%.

saluti
Mario

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Ciao Mario,
innanzitutto ti ringrazio per avermi risposto e mi scuso per il ritardo con il quale rispondo.

Ricapitolando abbiamo i seguenti ppm da aggiungere per arrivare alle concentrazioni desiderate:
14 ppm da aggiungere di Mg++
249 ppm da aggiungere di Ca++
720,4 ppm da aggiungere di SO4++
47,4 ppm da aggiungere di Na++
22,2 ppm da aggiungere di Cl-
4 ppm da aggiungere di HCO3


Per il magnesio abbiamo a disposizione un solo sale (MgSO4.7H20), quindi sapendo che ne occorrono 14 mg per litro, dovremo aggiungerne 100 mg per litro.
100 mg * 20 litri = 2000 / 1000 = 2 gr di MgSO4.7H20
(differenza tra ppm aggiunto e ppm da aggiungere di Mg++ = 0)
Automaticamente aggiungiamo anche 1,1 gr di SO4++
(differenza tra ppm aggiunto e ppm da aggiungere di SO4++ = -665,4 ppm)


Per il calcio disponiamo di soli due sali (il CaCO3 è insolubile e di fatto inutilizzabile). tenuto conto che di cloruri ne abbiamo veramente pochi escluderei a priori l'impiego del CaCl2*2H2O.
Quindi useremo 1,083 g di CaSO4*2H2O.
1,083 * 20 = 21,66 grammi
(differenza tra ppm aggiunto e ppm da aggiungere di Ca++ = 0 ppm)
Automaticamente aggiungiamo 12,1 grammi di SO4++
(differenza tra ppm aggiunto e ppm da aggiungere di SO4++ = -58,92 ppm)


Per i solfati, ne dobbiamo mettere ancora 720 - 55 (provenienti dal solfato di magnesio) - 606,5 = 58,9 mg per litro. La quantità mancante è circa l'8%. Ci dovremo accontentare.


Per il cloruro possiamo solo attingere dal cloruro di sodio visto che di calcio ne abbiamo già la quantità richiesta. Ne servono solo 22,5 mg per litro, perciò aggiungiamo 37 mg di NaCl.
(37 * 20) / 1000 = 0,74 grammi di NaCl
(differenza tra ppm aggiunto e ppm da aggiungere di Cl- = 0 ppm)
Automaticamente aggiungiamo 0,3 grammi Na++.
(differenza tra ppm aggiunto e ppm da aggiungere di Na++ = -32,87 ppm)


Per il sodio ne servono ancora 47,3 - 14,4 = circa 33 mg
Questa quantità la preleviamo da 122 mg di bicarbonato di sodio.
(122 * 20) / 1000 = 2,44 grammi di NaHCO3

DOMANDA:
Mario, se aggiungiamo questa quantità i calcoli seguenti sono corretti?

(differenza tra ppm aggiunto e ppm da aggiungere di Na++ = 0 ppm) – > ok (abbiamo aggiunto 0,7 grammi di Na++)
Aggiungendo 2,44 grammi di NaHCO3, introduciamo 1,7 grammi di CO3
Il calcolo dei ppm aggiunti di HCO3 è il seguente:

HCO3 (ppm) = 1,7 grammi di CO3 * 1000 * 1,22 = 106 ppm aggiunti di CO3 (???)
Volevamo aggiungere solo 4 ppm di HCO3, ne abbiamo messi 106, in totale siamo sopra di 101,68 ppm.



Infine, per l'anione bicarbonato, la dose richiesta è di soli 4 mg ma noi ne abbiamo già aggiunto un piccolo eccesso pari a circa 83 mg, ovvero +27%.



DOMANDA:
La mia applicazione richiede di dover calcolare le quantità di sali da aggiungere ad una soluzione acquosa di partenza SEMPRE DIVERSA (con valori che possono cambiare), per raggiungere una soluzione “di arrivo” anch'essa SEMPRE DIVERSA (con valori che possono cambiare).

Esiste un algoritmo che faccia questi calcoli in maniera automatica?
A livello matematico come potrei affrontare il problema?

Perdonami se mi sono dilungato molto.
Ti ringrazio nuovamente.
Marcombar
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Le dosi di sale che le ho indicato sono per 1 litro. Ovviamente per avere le quantità per 20 litri occorre moltiplicare per 20.
Con i sali a disposizione non credo si possa fare di meglio.
Non so se il suo è un problema reale o meno, certo che se avesse altri sali a disposizione i calcoli verrebbero semplificati e sopratutto si otterrebbero le concentrazioni volute.
I calcoli in automatico si possono fare con un foglio Excel, non so se lei abbia dimestichezza con questo software.

saluti
Mario

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Buonasera Mario,
la soluzione che lei mi ha indicato va bene. (i calcoli sono perfetti)
("Con i sali a disposizione non credo si possa fare di meglio.")

Avrei solo la necessità di trovare un modo per poter calcolare
in modo automatico (algoritmo - foglio di calcolo) la quantità di sali da aggiungere al fine di avvicinarmi il più possibile alla soluzione voluta (di arrivo).
Il mio è un problema reale.
La situazione in cui la soluzione di partenza sarà spesso diversa e quella voluta (di arrivo) idem, si presenterà spesso.

In merito all'utilizzo dei sali per correggere la soluzione, vi fossero sali facilmente reperibili e di facile utilizzo (non sono pratico di chimica), si potrebbero utilizzare. (quali potrebbero essere?)

Ho considerato solo quei sali perché mi sono stati consigliati SOLO QUELLI.

Quindi:

se ci sono sali facilmente reperibili ed utilizzabili (sono una scarpa in chimica e non ho un laboratorio), indispensabili ad avvicinarci alla soluzione voluta, quali sono?

quale algoritmo è in grado di restituirci la quantità di sali da aggiungere in modo automatico (considerando anche i sali della domanda precedente), INDIPENDENTEMENTE dalla soluzione di partenza e di arrivo, al fine di ottenere la soluzione più possibile vicina a quella voluta, se non la stessa?

Ringraziando della cortese attenzione ti saluto

Marcombar
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Ho preparato l'algoritmo per il calcolo.
Se mi fa avere la sua email glielo spedisco assieme alle istruzioni.

saluti
Mario

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Buonasera Mario,
mi scuso per il ritardo.
La mia mail è: marcombar@gmail.com

Ringraziando della cortese attenzione
porgo cordiali saluti.

Marcombar
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Buongiorno Mario,
ho controllato la mail ma non ho ricevuto nulla.
Le chiedo gentilmente se può mandarmi l'algoritmo.

Ringraziandola porgo cordiali saluti

Marcombar
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