Alkalita vody je jeho odolnost vůči změně pH v důsledku přidání kyselých látek nebo kapalin. Tato vlastnost je často zaměňována se zásaditostí. Například přidání CO 2 může způsobit pokles pH (zásaditost), aniž by se změnila alkalita.
Ve sladké vodě je zásaditost způsobena hlavně přispěním sloučenin, jako je uhličitan (CO 3 2-), hydrogenuhličitan (HCO 3 -) a hydroxyl (OH -). V mořské vodě, podíl hydroxidu boru (BOH 4), křemičitany (SiO 4 2-) a fosfáty (PO 4 3- a HPO 4 2-, musí být přidán).
Podzemní voda, příklad vysoce alkalické vody. Zdroj: Max Pixel.
Alkalita vody je obvykle vyjádřena v mEq / L, což odpovídá množství kyseliny použité při její titraci: chlorovodíková nebo sírová. Obvykle se vyjadřuje také v mg CaCO 3 / l nebo část na milion (ppm), i když jsou přítomny i jiné soli.
Tato vlastnost vody je obvykle spojena s její tvrdostí, protože uhličitany vápníku a hořčíku přispívají k zásaditosti. Zatímco vápník a hořčík, tj. Jejich kovové kationty Ca 2+ a Mg 2+, jsou prvky zodpovědné za tvrdost vody.
Jaká je zásaditost vody?
Je to schopnost vody neutralizovat kyselé látky, které mohou být do ní zabudovány, čímž se zabrání snížení jejího pH. Tento pufrovací účinek je způsoben přítomností slabých kyselin a jejich konjugovaných bází.
Báze mohou reagovat s kyselinami a stát se elektricky neutrálními, tj. Nenabíjenými druhy.
HCO 3 - + H + <=> CO 2 + H 2 O
Bikarbonát (výše uvedená chemická rovnice) reaguje s vodíkovým iontem na oxid uhličitý, nenabitou sloučeninu. Jeden mol HCO 3 - představuje molární ekvivalent. Mezitím, karbonát (CO 3 2) představuje dva molární ekvivalenty.
Podzemní voda
Podzemní voda nese sloučeniny z kyselých dešťů, včetně kyseliny sírové. Přítomnost oxidu uhličitého z atmosféry, která se rozpouští ve vodě, může také tvořit kyselinu uhličitou.
Kyseliny působí na vápencové horniny bohaté na uhličitany vápníku a hořčíku, což způsobuje jejich rozpuštění. To způsobuje hromadění uhličitanu a hydrogenuhličitanu ve vodě, které jsou hlavně zodpovědné za jeho alkalitu.
2 CaCO 3 + H 2 SO 4 → 2 Ca 2+ + 2HCO 3 - + SO 4 2-
Přidání kyseliny (výše) způsobí zvýšení alkality, pokud je produkováno více hydrogenuhličitanu než vodík zbývající z předchozí reakce.
Když alkalická podzemní voda přijde do kontaktu s atmosférou, ztrácí oxid uhličitý a uhličitan se vysráží, což snižuje alkalitu. Mezi atmosférou, vodou a uhlíkatými minerály se pak vytvoří dynamická rovnováha.
Za podmínek, které existují v povrchových vodách, se příspěvek uhličitanu k alkalitě snižuje a hydrogenuhličitan se stává jeho největším přispěvatelem.
Mořská voda
Kromě uhličitanových, hydrogenuhličitanových a hydroxylových a vodíkových iontů přispívají další sloučeniny k alkalitě vody. Patří mezi ně boráty, fosfáty, křemičitany, konjugované báze organických kyselin a sírany.
Anaerobní procesy, jako je dinitrifikace a redukce síranů, se vyskytují v oceánu a moři, které mají 60% podíl na alkalitě vody. Tyto procesy spotřebovávat vodík, což způsobuje zvýšení pH, kromě pocházející N 2 a H 2 S.
Anaerobní procesy obecně způsobují zvýšení alkality. Naopak, aerobní procesy v ní způsobují pokles. V povrchových vodách je v přítomnosti kyslíku proces degradace organické hmoty přenášené vodou.
Jak se rozkládá, produkuje se H +, která se přenáší do vody, čímž se snižuje alkalita.
Znečištění životního prostředí způsobuje, mimo jiné důsledky, tání polární čepičky, což má za následek zvýšení objemu mořské vody. To způsobuje ředění sloučenin zodpovědných za alkalitu mořské vody, a proto její pokles.
Jednotky
Alkalita vody je obvykle uváděna jako mg CaCO 3 / L, ačkoli uhličitan vápenatý není jedinou přítomnou sloučeninou, ani není jediným přispěvatelem k alkalitě vody. Mg / l uhličitanu může být převedena na mekv / l vydělením 50 (přibližná ekvivalentní hmotnost CaCO 3).
odhodlání
Stanoví se titrací bází přítomných ve vodě silnou kyselinou. Nejčastěji používanými kyselinami jsou 0,1 N kyselina chlorovodíková a 0,02 N kyselina sírová.
50 ml vody, která má být titrována, se měří v odměrné baňce a tento objem se umístí do 250 ml Erlenmeyerovy baňky. Často se používá směs indikátorů, obvykle fenolftaleinu a methyl oranžové. Kyselina se umístí do byrety a po kapkách se nalije do vody, která se titruje.
Pokud je alkalita vody větší než 9,6 na začátku titrace kyselinou, nebude pozorována změna zbarvení způsobená fenolftaleinem. Poté, když pH klesne mezi 9,6 a 8,0, bude pozorován vzhled rybízové barvy, která zmizí, když pH během titrace poklesne z 8,0.
Fáze stupně
Během první fáze se uhličitan titruje, reakce je uvedena v následující rovnici:
CO 3 2- + H 3 O + <=> HCO 3 - + H 2 O
Protože se kyselina přidává během titrace, barva titrovaného roztoku se změní na oranžovou kvůli změně, kterou methylová oranžová podstoupí, což naznačuje, že uhličitanové formy a ostatní báze byly úplně spotřebovány.
V konečné fázi zůstává pouze kyselina uhličitá:
HCO 3 - + H 3 O + <=> H 2 CO 3 + H 2 O
K tomu dochází při pH 4,3 - 4,5, nazývá CO 2 Bod ekvivalence. Jedná se o existující sloučeninu a zásaditost vody se stává „nulou“. Pokud se zahřívá voda, bude probubláváním CO 2 z rozkladu H 2 CO 3.
Objem kyseliny, potřebné k dosažení bodu ekvivalence pro CO 2 je mírou celkové alkality vody.
Důležitost
Existence zásaditosti vody je mechanismem ochrany životního prostředí, který omezuje škody způsobené vodní flóře a fauně přílivem odpadních vod nebo kyselých dešťů schopných změnit pH v místě jejich bydliště.
Korálové útesy jsou vážně poškozeny zvýšením kyselosti mořské vody. Alkalita vody omezuje rozsah tohoto škodlivého působení, neutralizuje přebytečnou kyselost a umožňuje udržovat pH kompatibilní se životem.
Odhaduje se, že zásaditost vody musí mít minimální hodnotu 20 mg jako CaCO 3 / L, což je limit pro zajištění zachování vodního života.
Znalost hodnoty alkality vody může poskytnout vodítko pro množství uhličitanu sodného nebo draselného a vápna potřebného pro vysrážení vápníku jako uhličitanu, když je snížena tvrdost vody.
Reference
- Day, RA a Underwood, AL (1989). Kvantitativní analytická chemie. 5 ta vydání. Editorial Prentice-Hall Hispanoamericana, SA
- Wikipedia. (2019). Zásaditost vody. Obnoveno z: es.wikipedia.org
- Pan Brian Oram. (2014). Úloha sledování občanů s alkalitou. Obnoveno z: water-research.net
- Národní supervize hygienických služeb. (sf). analýza vody: zásaditost.. Obnoveno z: bvsper.paho.org
- Bonilla Alvaro. (2017). Alkalita vody a její vliv na substráty. Obnoveno z: intagri.com
- Goyenola Guillermo. (2007). Stanovení celkové alkality.. Obnoveno z: imasd.fcien.edu.uy