Alkalita vody je jeho odolnosť voči zmene pH v dôsledku pridania kyslých látok alebo kvapalín. Táto vlastnosť je často zamieňaná so zásadnosťou. Prídavok CO 2 , napríklad, môže spôsobiť zníženie pH (zásaditosti) bez zmeny alkality.
V sladkej vode, zásaditosť je predovšetkým vďaka príspevku zlúčenín, ako je uhličitan (CO 3 2 ), hydrogénuhličitan (HCO 3 - ) a hydroxylu (OH - ). V morskej vode, podiel hydroxidu bóru (BOH 4 ), kremičitany (SiO 4 2- ) a fosfáty (PO 4 3- a HPO 4 2- , musí byť pridaný).
Podzemná voda, príklad vysoko zásaditej vody. Zdroj: Max Pixel.
Alkalita vody sa obvykle vyjadruje v mekv / l, čo zodpovedá množstvu kyseliny použitej pri jej titrácii: chlorovodíková alebo sírová. To je tiež zvyčajne vyjadruje v mg CaCO 3 / L, alebo jej časti na milión (ppm), aj keď sú prítomné aj iné soli.
Táto vlastnosť vody je zvyčajne spojená s jej tvrdosťou, pretože uhličitany vápnika a horčíka prispievajú k zásaditosti. Kým vápnik a horčík, to znamená ich kovové katióny Ca 2+ a Mg 2+ , sú prvkami zodpovednými za tvrdosť vody.
Aká je zásaditosť vody?
Je to schopnosť vody neutralizovať kyslé látky, ktoré sa do nej môžu začleniť, čím sa zabráni zníženiu jej pH. Tento tlmivý účinok je spôsobený prítomnosťou slabých kyselín a ich konjugovaných báz.
Bázy môžu reagovať s kyselinami, aby sa stali elektricky neutrálnymi, tj. Nenabitými druhmi.
HCO 3 - + H + <=> CO 2 + H 2 O
Hydrogenuhličitan (vyššie uvedená chemická rovnica) reaguje s iónom vodíka na oxid uhličitý, nenabitú zlúčeninu. Jeden mol HCO 3 - predstavuje molárna ekvivalent. Medzitým, karbonát (CO 3 2 ) predstavuje dva molárna ekvivalenty.
podzemná voda
Podzemné vody obsahujú zlúčeniny z kyslých dažďov vrátane kyseliny sírovej. Prítomnosť oxidu uhličitého z atmosféry, ktorá sa rozpúšťa vo vode, môže tiež tvoriť kyselinu uhličitú.
Kyseliny pôsobia na vápencové horniny bohaté na uhličitany vápnika a horčíka, čo spôsobuje ich rozpúšťanie. To spôsobuje hromadenie uhličitanu a hydrogenuhličitanu vo vode, ktoré sú zodpovedné hlavne za jeho zásaditosť.
2 CaCO 3 + H 2 SO 4 → 2 Ca 2+ + 2HCO 3 - + SO 4 2-
Pridanie kyseliny (vyššie) spôsobí zvýšenie alkality, pokiaľ sa vyrobí viac hydrogenuhličitanu ako vodík, ktorý zostal z predchádzajúcej reakcie.
Keď alkalická podzemná voda príde do kontaktu s atmosférou, stráca oxid uhličitý a uhličitan sa zráža, čo znižuje alkalitu. Medzi atmosférou, vodou a uhlíkatými minerálmi sa potom vytvorí dynamická rovnováha.
Za podmienok, ktoré existujú v povrchových vodách, sa podiel uhličitanu na zásaditosti znižuje a hydrogenuhličitan sa stáva jeho najväčším prispievateľom.
Morská voda
Okrem uhličitanov, hydrogenuhličitanov a hydroxylových a vodíkových iónov prispievajú k alkalite vody ďalšie zlúčeniny. Patria sem boritany, fosforečnany, kremičitany, konjugované bázy organických kyselín a sírany.
Anaeróbne procesy, ako je dinitrifikácia a redukcia síranov, sa vyskytujú v oceáne a mori, ktoré majú 60% podiel na alkalite vody. Tieto procesy spotrebovávať vodík, čo spôsobuje zvýšenie pH, okrem pochádzajúce N 2 a H 2 S.
Anaeróbne procesy vo všeobecnosti spôsobujú zvýšenie alkality. Naopak, aeróbne procesy v ňom spôsobujú pokles. V povrchových vodách je v prítomnosti kyslíka proces degradácie organických látok prenášaných vodou.
Ako sa degraduje, vytvára sa H +, ktorá sa prenáša do vody, čo vedie k zníženiu alkality.
Znečistenie životného prostredia spôsobuje okrem iných dôsledkov topenie polárnej čiapky, čo vedie k zvýšeniu objemu morskej vody. To spôsobuje riedenie zlúčenín zodpovedných za zásaditosť morskej vody, a teda jej zníženie.
Jednotky
Voda alkalita je zvyčajne označená ako mg CaCO 3 / l, aj keď uhličitan vápenatý nie je jediným zlúčenina prítomná, ani nie je jediným prispievateľom k vode alkality. Mg / l uhličitanu môže byť prevedená na mekv / l vydelením 50 (približná ekvivalentná hmotnosť CaCO 3 ).
Rozhodnosť
Stanovuje sa titráciou báz prítomných vo vode silnou kyselinou. Najčastejšie používanými kyselinami sú 0,1 N kyselina chlorovodíková a 0,02 N kyselina sírová.
50 ml vody, ktorá sa má titrovať, sa odmeria vo volumetrickej banke a tento objem sa umiestni do 250 ml Erlenmeyerovej banky. Často sa používa zmes ukazovateľov, obyčajne fenolftaleín a metyl oranžová. Kyselina sa vloží do byrety a po kvapkách sa naleje do vody, ktorá sa titruje.
Ak je alkalita vody vyššia ako 9,6 na začiatku titrácie kyselinou, nebude pozorovaná zmena zafarbenia spôsobená fenolftaleínom. Potom, keď sa pH zníži medzi 9,6 a 8,0, bude pozorovaný vzhľad farby ríbezle, ktorá zmizne, keď pH počas titrácie poklesne z 8,0.
Etapy stupňa
Počas prvého stupňa sa uhličitan titruje, pričom reakcia je uvedená v nasledujúcej rovnici:
CO 3 2 + H 3 O + <=> HCO 3 - + H 2 O
Pretože sa kyselina ďalej pridáva počas titrácie, farba titrovaného roztoku zmení farbu na oranžovú v dôsledku zmeny, ktorú prechádza metyl oranžová, čo naznačuje, že uhličitanové formy a ďalšie bázy boli úplne spotrebované.
V konečnej fáze zostáva iba kyselina uhličitá:
HCO 3 - + H 3 O + <=> H 2 CO 3 + H 2 O
K tomu dochádza pri pH 4,3 - 4,5, nazýva CO 2 Bod ekvivalencie . Toto je existujúca zlúčenina a zásaditosť vody sa stáva „nulou“. Ak sa zahrieva voda, bude prebublávaním CO 2 z rozkladu H 2 CO 3 .
Objem kyseliny, potrebné na dosiahnutie bodu ekvivalencie pre CO 2 je mierou celkovej alkality vody.
dôležitosť
Existencia alkality vody je mechanizmom ochrany životného prostredia, ktorý obmedzuje škody, ktoré môžu byť spôsobené vodnej flóre a faune, prítokom odpadových vôd alebo kyslých dažďov schopných modifikovať pH v mieste ich bydliska.
Koralové útesy sú vážne poškodené zvýšením kyslosti morskej vody. Zásaditosť vody obmedzuje rozsah tohto škodlivého pôsobenia, neutralizuje nadmernú kyslosť a umožňuje udržiavať pH kompatibilné so životom.
Odhaduje sa, že zásaditosť vody musí mať minimálnu hodnotu 20 mg ako CaCO 3 / L, čo je limit na zaručenie zachovania vodného života.
Znalosť hodnoty alkality vody môže viesť o množstve uhličitanu sodného alebo draselného a vápna, ktoré sú potrebné na zrážanie vápnika ako uhličitanu, keď sa zníži tvrdosť vody.
Referencie
- Day, RA a Underwood, AL (1989). Kvantitatívna analytická chémia. Vydanie 5 ta . Editorial Prentice-Hall Hispanoamericana, SA
- Wikipedia. (2019). Zásaditosť vody. Obnovené z: es.wikipedia.org
- Pán Brian Oram. (2014). Úloha monitorovania občanov s alkalitou. Získané z: water-research.net
- Národná dozorná služba v oblasti hygieny. (SF). analýza vody: zásaditosť. , Obnovené z: bvsper.paho.org
- Bonilla Alvaro. (2017). Alkalita vody a jej účinok na substráty. Obnovené z: intagri.com
- Goyenola Guillermo. (2007). Stanovenie celkovej alkality. , Získané z: imasd.fcien.edu.uy