Alcalinità dell'acqua cosa è, determinazione e importanza

IL Alcalinità d'acqua È la resistenza dello stesso che si oppone a un cambiamento di pH a causa dell'aggiunta di sostanze acide o liquidi. Questa caratteristica è spesso confusa con la basicità. L'aggiunta di CO₂, Ad esempio, può causare una diminuzione del pH (basicità) senza modificare l'alcalinità.

Nell'acqua dolce l'alcalinità è dovuta principalmente al contributo di composti come il carbonato (CO₃^2-), Bicarbonato (HCO₃^-) e idrossile (oh^-). Nell'acqua di mare devi aggiungere il contributo dell'idrossido di boro (boh^4-), I silicati (SIO₄^2-) e fosfati (PO₄^3- e HPO₄^2-).

Acqua sotterranee, un esempio di acque altamente alcaline. Fonte: Max Pixel.

L'alcalinità dell'acqua è generalmente espressa in MEQ/L, corrispondente alla quantità di acido utilizzato nel suo grado: cloridrico o solforico. Di solito è anche espresso come mg di caco₃ / L, o parte per milione (ppm), anche se c'è presenza di altri sali.

Questa caratteristica dell'acqua è generalmente associata alla sua durezza, perché i carbonati di calcio e magnesio contribuiscono all'alcalinità. Mentre calcio e magnesio, cioè i suoi cationi metallici Ca²⁺ e mg²⁺ rispettivamente, sono gli elementi responsabili della durezza dell'acqua.

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Qual è l'alcalinità dell'acqua?

È la capacità dell'acqua di neutralizzare le sostanze acide che possono essere incorporate in essa, evitando così una diminuzione del suo pH. Questa azione tampone è dovuta alla presenza di acidi deboli e alle loro basi coniugate.

Le basi possono reagire con gli acidi per diventare specie elettricamente neutre, cioè non caricate.

HCO₃^- + H⁺  Co₂ + H₂O

Il bicarbonato (equazione chimica sopra) reagisce con lo ione idrogeno per diventare l'anidride carbonica, composto scaricato. Un mol di HCO₃^- rappresenta un equivalente molare. Nel frattempo, carbonato (CO₃^2-) rappresenta due equivalenti molari.

Acque sotterranee

Le acque sotterranee sono portatori di composti dalle piogge acide, incluso l'acido solforico. La presenza di anidride carbonica dell'atmosfera che si dissolve nell'acqua può anche formare acido carbonico.

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Gli acidi agiscono su rocce calcaree, ricche di carbonati di calcio e magnesio, producendo la loro dissoluzione. Ciò provoca l'accumulo di carbonato e bicarbonato in acqua, principalmente responsabile della sua alcalinità.

2 Caco₃ + H₂SW₄ → 2 ca²⁺ + 2HCO₃^- + SW₄^2-

L'aggiunta di un acido (sopra) provoca un aumento dell'alcalinità fintanto che vi è più bicarbonato rispetto all'idrogeno in eccesso della reazione precedente.

Quando l'acqua alcalina sotterranea contatta l'atmosfera, perde l'anidride carbonica e precipita carbonato, il che riduce l'alcalinità. Viene quindi stabilito un equilibrio dinamico tra l'atmosfera, l'acqua e i minerali gassati.

Nelle condizioni che esistono nelle acque superficiali, il contributo del carbonato all'alcalinità diminuisce e il bicarbonato diventa il massimo contribuente ad esso.

Acqua di mare

Oltre al carbonato, ioni e idrogeni di bicarbonato e idrossile, altri composti contribuiscono all'alcalinità dell'acqua. Tra questi ci sono boratos, fosfati, silicati, basi coniugate di acidi organici e solfati.

Nell'oceano e nel mare si verificano processi anaerobici come la diatrificazione e la riduzione del solfato che hanno un contributo del 60% dell'alcalinità dell'acqua. Questi processi consumano idrogeno, quindi producono un aumento del pH, oltre a originare N₂ e h₂S.

In generale, i processi anaerobici causano un aumento dell'alcalinità. Al contrario, i processi aerobici producono una diminuzione in esso. Nelle acque superficiali, in presenza di ossigeno, esiste un processo di degrado della materia organica trasportata dall'acqua.

Quando questo viene prodotto⁺ che viene portato in acqua producendo una diminuzione dell'alcalinità.

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L'inquinamento ambientale provoca, tra le altre conseguenze, lo scongelamento del cappuccio polare che si traduce in un aumento del volume dell'acqua di mare. Ciò provoca una diluizione dei composti responsabili dell'alcalinità dell'acqua di mare, e quindi la sua diminuzione.

Unità

L'alcalinità dell'acqua è normale come mg di caco₃/L, sebbene il carbonato di calcio non fosse l'unico composto presente, né l'unico contribuente all'alcalinità dell'acqua. L'MG/L di carbonato può essere passato a MEQ/L dividendo per 50 (peso equivalente approssimativo del caco₃).

Determinazione

È determinato intitolando le basi presenti nell'acqua con un forte acido.  Gli acidi più usati sono 0,1 N cloridrico e 0,02 N solforico.

50 ml di acqua vengono misurati in un pallone tritato, posizionando quel volume d'acqua in un Erlenmeyer da 250 ml. Di solito viene utilizzata una miscela di indicatori, comunemente fenolftaleina e metilico arancione. L'acido viene posto in una buretta e viene versato goccia dalla goccia nell'acqua che viene intitolata.

Se l'alcalinità dell'acqua è maggiore di 9,6 all'inizio del grado con l'acido, non sarà osservata una variazione della colorazione attribuibile alla fenolftaleina. Quindi, il pH diminuisce tra 9,6 e 8,0 verrà osservata la comparsa di un Curlesh.

Fase della laurea

Durante il primo stadio, il carbonato è intitolato, una reazione schematizzata nella seguente equazione:

Co₃^2- + H₃O⁺  HCO₃^-  + H₂O

Continuando ad aggiungere l'acido durante il grado, il colore della soluzione intitolato è arancione a causa del cambiamento sperimentato dall'arancia metilico, indicando che in essa le forme gassate e le altre basi sono state completamente consumate.

Nella fase finale c'è solo acido carbonico:

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HCO₃^-  + H₃O⁺  H₂Co₃ + H₂O

Ciò si verifica a un pH 4.3 - 4,5, chiamato punto equivalente del CO₂. Questo è il composto esistente e l'alcalinità dell'acqua diventa "zero". Se l'acqua viene riscaldata, ci sarà una bolla del CO₂ per la decomposizione di H₂Co₃.

Il volume di acido necessario per raggiungere il punto di equivalenza del CO₂ È una misura dell'alcalinità totale dell'acqua.

Importanza

L'esistenza dell'alcalinità dell'acqua è un meccanismo per la protezione ambientale per limitare il danno che può essere causato alla flora acquatica e alla fauna, a causa dell'afflusso di acque reflue o piogge acide in grado di modificare il pH dove vivono.

La barriera corallina subisce gravi danni a causa di un aumento dell'acidità dell'acqua di mare. L'alcalinità dell'acqua limita l'estensione di questa azione dannosa, neutralizzando l'eccesso di acidità e consentendo il mantenimento di un pH compatibile con la vita.

È stato stimato che l'alcalinità dell'acqua deve avere un valore minimo di 20 mg come caco₃/L, limite per garantire la manutenzione della vita acquatica.

La conoscenza del valore dell'alcalinità dell'acqua può guidare la quantità di carbonato di sodio o potassio e calce necessaria per la precipitazione del calcio come carbonato quando la durezza è ridotta.

Riferimenti

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