alcalinitatea apei Rezistența aceleiași se opune unei modificări a pH-ului datorită adăugării de substanțe acide sau lichide. Această caracteristică este adesea confundată cu basicitatea. Adăugarea de CODouă, de exemplu, poate provoca o scădere a pH-ului (basicitate) fără a modifica alcalinitatea.
În apa dulce, alcalinitatea se datorează în principal contribuției compușilor precum carbonatul (CO3Două-), bicarbonat (HCO3-) și hidroxil (OH-). În apa de mare, contribuția hidroxidului de bor (BOH4-), silicați (SiO4Două-) și fosfați (PO43- și HPO4Două-).
Alcalinitatea apei este de obicei exprimată în mEq / L, corespunzător cantității de acid utilizate în titrarea sa: clorhidric sau sulfuric. De asemenea, este de obicei exprimat ca mg de CaCO3 / L, sau o parte pe milion (ppm), chiar dacă sunt prezente alte săruri.
Această caracteristică a apei este de obicei asociată cu duritatea sa, deoarece carbonații de calciu și magneziu contribuie la alcalinitate. În timp ce calciu și magneziu, adică cationii lor metalici CaDouă+ și MgDouă+ respectiv, sunt elementele responsabile de duritatea apei.
Indice articol
Este capacitatea apei de a neutraliza substanțele acide care pot fi încorporate în ea, evitând astfel o scădere a pH-ului acesteia. Această acțiune tampon se datorează prezenței acizilor slabi și a bazelor lor conjugate..
Bazele pot reacționa cu acizii pentru a deveni neutri din punct de vedere electric, adică a speciilor neîncărcate.
HCO3- + H+ <=> CODouă + HDouăSAU
Bicarbonatul (ecuația chimică de mai sus) reacționează cu ionul hidrogen pentru a deveni dioxid de carbon, un compus neîncărcat. Un alunit de HCO3- reprezintă un echivalent molar. Între timp, carbonatul (CO3Două-) reprezintă doi echivalenți molari.
Apele subterane transportă compuși din ploile acide, inclusiv acidul sulfuric. Prezența dioxidului de carbon din atmosferă care se dizolvă în apă poate forma și acid carbonic..
Acizii acționează asupra rocilor de calcar, bogate în carbonați de calciu și magneziu, provocând dizolvarea acestora. Acest lucru provoacă acumularea de carbonat și bicarbonat în apă, responsabilă în principal de alcalinitatea acestuia..
2 CaCO3 + HDouăSW4 → 2 CaDouă+ + 2HCO3- + SW4Două-
Adăugarea unui acid (de mai sus) determină o creștere a alcalinității atâta timp cât se produce mai mult bicarbonat decât hidrogenul rămas din reacția anterioară.
Când apa subterană alcalină intră în contact cu atmosfera, pierde dioxid de carbon și precipită carbonat, ceea ce scade alcalinitatea. Se stabilește apoi un echilibru dinamic între atmosferă, apă și mineralele carbonice..
În condițiile care există în apele de suprafață, contribuția carbonatului la alcalinitate scade, iar bicarbonatul devine contribuția maximă la acesta..
Pe lângă carbonat, bicarbonat și ioni hidroxil și hidrogen, alți compuși contribuie la alcalinitatea apei. Acestea includ borați, fosfați, silicați, baze conjugate de acid organic și sulfați..
Procesele anaerobe, cum ar fi dinitrificarea și reducerea sulfatului, apar în ocean și în mare, care au o contribuție de 60% din alcalinitatea apei. Aceste procese consumă hidrogen, deci produc o creștere a pH-ului, în plus față de originea NDouă si HDouăS.
În general, procesele anaerobe determină o creștere a alcalinității. Dimpotrivă, procesele aerobe produc o scădere a acestuia. În apele de suprafață, în prezența oxigenului, are loc un proces de degradare a materiei organice transportate de apă.
Pe măsură ce se degradează, H+ care este transportat în apă producând o scădere a alcalinității.
Poluarea mediului provoacă, printre alte consecințe, topirea capacului polar, ceea ce duce la creșterea volumului apei de mare. Acest lucru determină o diluare a compușilor responsabili de alcalinitatea apei de mare și, prin urmare, scăderea acesteia.
Alcalinitatea apei este raportată de obicei ca mg de CaCO3/ L, deși carbonatul de calciu nu este singurul compus prezent și nici singurul factor care contribuie la alcalinitatea apei. Mg / L de carbonat poate fi convertit în mEq / L împărțind la 50 (greutate echivalentă aproximativă a CaCO3).
Se determină prin titrarea bazelor prezente în apă cu un acid puternic. Acizii cei mai des folosiți sunt 0,1 N clorhidric și 0,02 N sulfuric..
50 mL de apă de titrat se măsoară într-un balon volumetric, plasând volumul respectiv de apă într-un balon Erlenmeyer de 250 mL. De obicei se folosește un amestec de indicatori, de obicei fenolftaleină și metil portocaliu. Acidul este plasat într-o buretă și este turnat picătură cu picătură în apa care este titrată..
Dacă alcalinitatea apei este mai mare de 9,6 la începerea titrării cu acidul, nu se va observa o variație a culorii atribuită fenolftaleinei. Apoi, când pH-ul scade între 9,6 și 8,0, se va observa apariția unei culori de coacăze, care dispare când pH-ul scade de la 8,0 în timpul titrării..
În prima etapă, carbonatul este titrat, o reacție conturată în următoarea ecuație:
CO3Două- + H3SAU+ <=> HCO3- + HDouăSAU
Deoarece acidul continuă să fie adăugat în timpul titrării, culoarea soluției titrate devine portocalie datorită schimbării suferite de metil portocaliu, indicând că formele de carbonat și celelalte baze au fost complet consumate..
În etapa finală, rămâne doar acidul carbonic:
HCO3- + H3SAU+ <=> HDouăCO3 + HDouăSAU
Acest lucru are loc la pH 4,3 - 4,5, numit punctul de echivalență a CO.Două. Acesta este compusul existent și alcalinitatea apei devine „zero”. În cazul în care apa este încălzită, va exista o clocotire a CODouă prin descompunerea lui HDouăCO3.
Volumul de acid necesar pentru a atinge punctul de echivalență al CODouă este o măsură a alcalinității totale a apei.
Existența alcalinității apei este un mecanism de protecție a mediului înconjurător pentru a limita daunele care pot fi cauzate florei și faunei acvatice, prin afluxul de ape uzate sau ploile acide capabile să modifice pH-ul în care trăiesc..
Recifele de corali sunt grav deteriorate de o creștere a acidității apei de mare. Alcalinitatea apei limitează amploarea acestei acțiuni nocive, neutralizând excesul de aciditate și permițând menținerea unui pH compatibil cu viața..
S-a estimat că alcalinitatea apei trebuie să aibă o valoare minimă de 20 mg ca CaCO3/ L, limită pentru a asigura menținerea vieții acvatice.
Cunoașterea valorii alcalinității apei poate ghida cantitatea de carbonat de sodiu sau potasiu și var necesară pentru precipitarea calciului ca carbonat atunci când duritatea apei este redusă..
Nimeni nu a comentat acest articol încă.