De vattenalkalinitet Det är motståndet hos detsamma som motsätter sig en förändring av pH på grund av tillsatsen av sura ämnen eller vätskor. Denna egenskap förväxlas ofta med basicitet. Tillägget av COtvå, till exempel kan det orsaka en sänkning av pH (basicitet) utan att ändra alkaliniteten.
I sötvatten beror alkaliniteten främst på bidraget från föreningar såsom karbonat (CO3två-bikarbonat (HCO3-och hydroxyl (OH-). I havsvatten, bidraget av borhydroxid (BOH4-), silikater (SiO4två-) och fosfater (PO43- och HPO4två-).
Alkaliniteten i vatten uttrycks vanligtvis i mEq / L, vilket motsvarar mängden syra som används vid dess titrering: saltsyra eller svavelsyra. Det uttrycks också vanligtvis som mg CaCO3 / L eller del per miljon (ppm), även om andra salter är närvarande.
Denna egenskap hos vatten är vanligtvis förknippad med dess hårdhet, eftersom kalcium och magnesiumkarbonater bidrar till alkalinitet. Medan kalcium och magnesium, det vill säga deras metallkatjoner Catvå+ och Mgtvå+ respektive element är ansvariga för vattnets hårdhet.
Artikelindex
Det är vattenets förmåga att neutralisera de sura substanserna som kan införlivas i det, vilket undviker en minskning av dess pH. Denna buffrande verkan beror på närvaron av svaga syror och deras konjugerade baser..
Baser kan reagera med syror för att bli elektriskt neutrala, det vill säga oladdade arter.
HCO3- + H+ <=> COtvå + HtvåELLER
Bikarbonatet (kemisk ekvation ovan) reagerar med vätejonen för att bli koldioxid, en oladdad förening. En mol HCO3- representerar en molär ekvivalent. Under tiden karbonat (CO3två-) representerar två molära ekvivalenter.
Grundvatten bär föreningar från sura regn, inklusive svavelsyra. Närvaron av koldioxid från atmosfären som löser sig i vatten kan också bilda kolsyra..
Syror verkar på kalkstenar, rika på kalcium och magnesiumkarbonater, vilket orsakar deras upplösning. Detta orsakar ansamling av karbonat och bikarbonat i vattnet, huvudsakligen ansvarig för dess alkalinitet..
2 CaCO3 + HtvåSW4 → 2 Catvå+ + 2HCO3- + SW4två-
Tillsatsen av en syra (ovan) orsakar en ökning av alkaliniteten så länge mer bikarbonat produceras än vätet som är kvar från föregående reaktion.
När alkaliskt grundvatten kommer i kontakt med atmosfären förlorar det koldioxid och fäller ut karbonat, vilket sänker alkaliniteten. En dynamisk jämvikt upprättas sedan mellan atmosfären, vattnet och de kolhaltiga mineralerna..
Under de förhållanden som finns i ytvatten minskar bidraget från karbonat till alkalinitet och bikarbonat blir den största bidragsgivaren till det..
Förutom karbonat-, bikarbonat- och hydroxyl- och vätejoner bidrar andra föreningar till vattenets alkalinitet. Dessa inkluderar borater, fosfater, silikater, organiska syrakonjugatbaser och sulfater..
Anaeroba processer såsom dinitrifikation och sulfatreduktion sker i havet och havet, vilket har ett bidrag på 60% av vattenets alkalinitet. Dessa processer förbrukar väte, så de producerar en ökning av pH, förutom ursprung Ntvå och HtvåS.
I allmänhet orsakar anaeroba processer en ökning av alkaliniteten. Tvärtom producerar aeroba processer en minskning av den. I ytvatten, i närvaro av syre, sker en nedbrytningsprocess av det organiska materialet som transporteras av vattnet.
När det försämras, H+ som transporteras in i vattnet vilket ger en minskning av alkaliniteten.
Miljöföroreningar orsakar bland annat konsekvenser smältningen av polarkåpan, vilket resulterar i en ökning av volymen havsvatten. Detta orsakar en utspädning av de föreningar som är ansvariga för havsvattnets alkalinitet och minskar därför.
Alkaliteten i vatten rapporteras vanligtvis som mg CaCO3/ L, även om kalciumkarbonat inte är den enda föreningen närvarande, inte heller den enda bidragsgivaren till alkaliniteten i vatten. Mg / L karbonat kan omvandlas till mEq / L genom att dividera med 50 (ungefärlig ekvivalent vikt CaCO3).
Det bestäms genom titrering av baserna i vattnet med en stark syra. De vanligaste syrorna är 0,1 N klorvätesyra och 0,02 N svavelsyra..
50 ml av vattnet som ska titreras mäts i en mätkolv och placerar den volymen vatten i en 250 ml Erlenmeyer-kolv. Vanligtvis används en blandning av indikatorer, vanligen fenolftalein och metylorange. Syran placeras i en burett och hälls droppe för droppe i vattnet som titreras..
Om alkaliniteten i vattnet är större än 9,6 när titreringen med syran påbörjas, kommer en variation i färgen tillskriven fenolftalein inte att observeras. Sedan, när pH sjunker mellan 9,6 och 8,0, kommer utseendet på en vinbärsfärg att observeras, vilket försvinner när pH sjunker från 8,0 under titreringen..
Under det första steget titreras karbonatet, en reaktion som beskrivs i följande ekvation:
CO3två- + H3ELLER+ <=> HCO3- + HtvåELLER
När syran fortsätter att tillsättas under titreringen blir färgen på den titrerade lösningen orange på grund av den förändring som metylorange genomgår, vilket indikerar att karbonatet bildas och de andra baserna har konsumerats helt..
I slutskedet återstår bara kolsyra:
HCO3- + H3ELLER+ <=> HtvåCO3 + HtvåELLER
Detta inträffar vid pH 4,3 - 4,5, kallat CO-ekvivalenspunkt.två. Detta är den befintliga föreningen och alkaliniteten i vattnet blir "noll". Om vattnet värms upp kommer CO att bubblatvå genom nedbrytning av HtvåCO3.
Volymen syra som krävs för att nå ekvivalenspunkten för COtvå är ett mått på den totala alkaliniteten i vattnet.
Förekomsten av vattenets alkalinitet är en mekanism för skydd av miljön för att begränsa skador som kan orsakas av vattenfloran och faunan, genom tillströmningen av avloppsvatten eller sura regn som kan ändra pH där de bor..
Korallreven skadas allvarligt av en ökning av surhetsgraden i havsvatten. Vattnets alkalinitet begränsar omfattningen av denna skadliga verkan, neutraliserar överskott av surhet och möjliggör upprätthållande av ett pH som är förenligt med livet..
Det har uppskattats att alkaliniteten i vattnet måste ha ett minimivärde på 20 mg som CaCO3/ L, gräns för att säkerställa upprätthållandet av vattenlevande liv.
Kunskapen om värdet av vattenets alkalinitet kan vägleda om mängden natrium eller kaliumkarbonat och kalk som är nödvändig för utfällning av kalcium som karbonat när vattnets hårdhet reduceras.
Ingen har kommenterat den här artikeln än.