De vannalkalinitet Det er motstanden til det samme som motarbeider en endring i pH på grunn av tilsetning av sure stoffer eller væsker. Denne egenskapen forveksles ofte med grunnleggende. Tilsetningen av COto, for eksempel kan det føre til en reduksjon i pH (basicitet) uten å endre alkaliniteten.
I ferskvann skyldes alkalinitet hovedsakelig bidraget fra forbindelser som karbonat (CO3to-), bikarbonat (HCO3-og hydroksyl (OH-). I sjøvann er bidraget fra borhydroksid (BOH4-), silikater (SiO4to-) og fosfater (PO43- og HPO4to-).
Vannets alkalinitet uttrykkes vanligvis i mEq / L, tilsvarende mengden syre som brukes i titrering: saltsyre eller svovelsyre. Det uttrykkes også vanligvis som mg CaCO3 / L, eller del per million (ppm), selv om andre salter er tilstede.
Denne egenskapen til vann er vanligvis forbundet med hardheten, fordi kalsium og magnesiumkarbonater bidrar til alkalinitet. Mens kalsium og magnesium, det vil si metallkationene Cato+ og Mgto+ er henholdsvis elementene som er ansvarlige for vannets hardhet.
Artikkelindeks
Det er vannets evne til å nøytralisere de sure stoffene som kan inkorporeres i det, og dermed unngå en reduksjon i pH. Denne buffringsvirkningen skyldes tilstedeværelsen av svake syrer og deres konjugerte baser..
Baser kan reagere med syrer for å bli elektrisk nøytrale, det vil si uladede arter.
HCO3- + H+ <=> COto + HtoELLER
Bikarbonatet (kjemisk ligning ovenfor) reagerer med hydrogenionet og blir karbondioksid, en uladet forbindelse. En mol HCO3- representerer en molar ekvivalent. I mellomtiden karbonat (CO3to-) representerer to molære ekvivalenter.
Grunnvann bærer forbindelser fra sure regner, inkludert svovelsyre. Tilstedeværelsen av karbondioksid fra atmosfæren som oppløses i vann kan også danne karbonsyre..
Syrer virker på kalkstein, rik på kalsium og magnesiumkarbonater, og forårsaker oppløsning. Dette forårsaker akkumulering av karbonat og bikarbonat i vannet, hovedsakelig ansvarlig for alkaliniteten..
2 CaCO3 + HtoSW4 → 2 Cato+ + 2HCO3- + SW4to-
Tilsetningen av en syre (over) forårsaker en økning i alkalinitet så lenge det produseres mer bikarbonat enn hydrogen igjen fra forrige reaksjon.
Når alkalisk grunnvann kommer i kontakt med atmosfæren, mister det karbondioksid og feller karbonat, noe som senker alkaliniteten. En dynamisk likevekt etableres deretter mellom atmosfæren, vannet og de karbonholdige mineralene..
Under de forholdene som finnes i overflatevann, reduseres bidraget fra karbonat til alkalinitet, og bikarbonat blir den maksimale bidragsyteren til det..
I tillegg til karbonat-, bikarbonat- og hydroksyl- og hydrogenioner, bidrar andre forbindelser til vannets alkalinitet. Disse inkluderer borater, fosfater, silikater, organiske syrekonjugatbaser og sulfater..
Anaerobe prosesser som dinitrifikasjon og sulfatreduksjon forekommer i havet og havet, som har et bidrag på 60% av vannets alkalinitet. Disse prosessene forbruker hydrogen, så de gir en økning i pH, i tillegg til opprinnelse Nto og HtoS.
Generelt forårsaker anaerobe prosesser en økning i alkalinitet. Tvert imot produserer aerobe prosesser en reduksjon i den. I overflatevann, i nærvær av oksygen, foregår en nedbrytingsprosess av det organiske materialet som bæres av vannet.
Når det brytes ned, blir H+ som føres ut i vannet og produserer en reduksjon i alkalinitet.
Miljøforurensning forårsaker blant annet smelting av polarhetten som resulterer i en økning i volumet av sjøvann. Dette fører til en fortynning av forbindelsene som er ansvarlige for sjøvannets alkalinitet, og derfor reduseres.
Vannets alkalinitet rapporteres vanligvis som mg CaCO3/ L, selv om kalsiumkarbonat ikke er den eneste forbindelsen som er tilstede, eller den eneste bidragsyteren til alkaliniteten i vann. Mg / L karbonat kan omdannes til mEq / L ved å dividere med 50 (omtrentlig ekvivalent vekt av CaCO3).
Det bestemmes ved å titrere basene som er tilstede i vannet med en sterk syre. De mest brukte syrene er 0,1 N saltsyre og 0,02 N svovelsyre..
50 ml av vannet som skal titreres måles i en målekolbe, og plasserer det volumet vann i en 250 ml Erlenmeyer-kolbe. Vanligvis brukes en blanding av indikatorer, ofte fenolftalein og metyloransje. Syren plasseres i en burett og helles dråpe for dråpe i vannet som titreres..
Hvis vannets alkalitet er større enn 9,6 når titrering med syren startes, vil en variasjon i fargen som kan tilskrives fenolftalein ikke bli observert. Deretter, når pH synker mellom 9,6 og 8,0, vil utseendet på en ripsfarge bli observert, som forsvinner når pH faller fra 8,0 under titreringen..
I løpet av det første trinnet titreres karbonatet, en reaksjon skissert i følgende ligning:
CO3to- + H3ELLER+ <=> HCO3- + HtoELLER
Da syren fortsetter å bli tilsatt under titreringen, blir fargen på den titrerte løsningen oransje på grunn av endringen som metyloransjen gjennomgår, noe som indikerer at karbonatet dannes og de andre basene har blitt fullstendig konsumert..
I sluttfasen gjenstår bare karbonsyre:
HCO3- + H3ELLER+ <=> HtoCO3 + HtoELLER
Dette skjer ved pH 4,3 - 4,5, kalt CO-ekvivalenspunkt.to. Dette er den eksisterende forbindelsen, og vannets alkalitet blir "null". Hvis vannet blir oppvarmet, vil CO bli bobletto ved spaltning av HtoCO3.
Volumet av syre som kreves for å nå ekvivalenspunktet for COto er et mål på vannets totale alkalinitet.
Eksistensen av vannets alkalitet er en beskyttelsesmekanisme for miljøet for å begrense skaden som kan forårsakes av vannfloraen og faunaen, ved tilstrømningen av avløpsvann eller syreregn som kan endre pH der de bor..
Korallrev er alvorlig skadet av en økning i surheten i sjøvannet. Vannets alkalinitet begrenser omfanget av denne skadelige virkningen, nøytraliserer overflødig surhet og tillater opprettholdelse av en pH som er kompatibel med livet..
Det er anslått at alkaliniteten i vannet må ha en minimumsverdi på 20 mg som CaCO3/ L, grense for å sikre vedlikehold av vannlevende organismer.
Kunnskapen om verdien av vannets alkalinitet kan lede om mengden natrium eller kaliumkarbonat og kalk som er nødvendig for utfelling av kalsium som karbonat når vannets hardhet er redusert.
Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.