Det vandalkalinitet Det er modstanden af det samme, der modsætter sig en ændring i pH på grund af tilsætningen af sure stoffer eller væsker. Denne egenskab forveksles ofte med grundlæggende. Tilsætningen af COto, for eksempel kan det forårsage et fald i pH (basicitet) uden at ændre alkaliniteten.
I ferskvand skyldes alkalinitet hovedsageligt bidrag fra forbindelser såsom carbonat (CO3to-), bicarbonat (HCO3-og hydroxyl (OH-). I havvand er bidraget fra borhydroxid (BOH4-), silicater (SiO4to-) og fosfater (PO43- og HPO4to-).
Vandets alkalinitet udtrykkes normalt i mEq / L, svarende til den anvendte syre ved titrering: saltsyre eller svovlsyre. Det udtrykkes også normalt som mg CaCO3 / L eller del pr. Million (ppm), selvom andre salte er til stede.
Denne egenskab ved vand er normalt forbundet med dens hårdhed, fordi calcium og magnesiumcarbonater bidrager til alkalinitet. Mens calcium og magnesium, det vil sige deres metalkationer Cato+ og Mgto+ henholdsvis er de elementer, der er ansvarlige for vandets hårdhed.
Artikelindeks
Det er vandets evne til at neutralisere de sure stoffer, der kan inkorporeres i det, og derved undgå et fald i dets pH. Denne buffervirkning skyldes tilstedeværelsen af svage syrer og deres konjugerede baser..
Baser kan reagere med syrer for at blive elektrisk neutrale, det vil sige uladede arter.
HCO3- + H+ <=> COto + HtoELLER
Bicarbonatet (kemisk ligning ovenfor) reagerer med hydrogenionen og bliver til kuldioxid, en uopladet forbindelse. En mol HCO3- repræsenterer en molækvivalent. I mellemtiden karbonat (CO3to-) repræsenterer to molækvivalenter.
Grundvand bærer forbindelser fra sure regn, herunder svovlsyre. Tilstedeværelsen af kuldioxid fra atmosfæren, der opløses i vand, kan også danne kulsyre..
Syrer virker på kalksten, der er rig på calcium og magnesiumcarbonater, hvilket forårsager deres opløsning. Dette forårsager ophobning af carbonat og bicarbonat i vandet, hovedsagelig ansvarlig for dets alkalinitet..
2 CaCO3 + HtoSW4 → 2 Cato+ + 2HCO3- + SW4to-
Tilsætningen af en syre (ovenfor) forårsager en stigning i alkalinitet, så længe der produceres mere bicarbonat end det hydrogen, der er tilbage fra den foregående reaktion.
Når alkalisk grundvand kommer i kontakt med atmosfæren, mister det kuldioxid og udfælder carbonat, hvilket sænker alkaliniteten. Derefter etableres en dynamisk ligevægt mellem atmosfæren, vandet og de kulstofholdige mineraler..
Under de forhold, der findes i overfladevand, falder carbonatets bidrag til alkalinitet, og bicarbonat bliver den maksimale bidragyder til det..
Foruden carbonat-, bicarbonat- og hydroxyl- og hydrogenioner bidrager andre forbindelser til vandets alkalinitet. Disse inkluderer borater, phosphater, silicater, organiske syrekonjugatbaser og sulfater..
Anaerobe processer som dinitrifikation og sulfatreduktion forekommer i havet og havet, som har et bidrag på 60% af vandets alkalinitet. Disse processer forbruger brint, så de producerer en stigning i pH ud over oprindelse Nto og HtoS.
Generelt forårsager anaerobe processer en stigning i alkalinitet. Tværtimod producerer aerobe processer et fald i det. I overfladevand, i nærværelse af ilt, finder en nedbrydningsproces af det organiske materiale sted, som bæres af vandet sted.
Efterhånden som det nedbrydes, H+ som føres ind i vandet og frembringer et fald i alkalinitet.
Miljøforurening forårsager blandt andet konsekvenser smeltning af polarhætten, hvilket resulterer i en stigning i mængden af havvand. Dette medfører en fortynding af forbindelserne, der er ansvarlige for havvandets alkalinitet, og dermed dets fald.
Vandets alkalinitet rapporteres normalt som mg CaCO3/ L, skønt calciumcarbonat ikke er den eneste tilstedeværende forbindelse eller den eneste bidragyder til vandets alkalinitet. Mg / l carbonat kan omdannes til mEq / L ved at dividere med 50 (omtrentlig ækvivalent vægt af CaCO3).
Det bestemmes ved at titrere baserne i vandet med en stærk syre. De mest anvendte syrer er 0,1 N saltsyre og 0,02 N svovlsyre..
50 ml af det vand, der skal titreres, måles i en målekolbe, hvor dette volumen vand placeres i en 250 ml Erlenmeyer-kolbe. Normalt anvendes en blanding af indikatorer, ofte phenolphthalein og methylorange. Syren anbringes i en burette og hældes dråbe for dråbe i det vand, der titreres..
Hvis vandets alkalitet er større end 9,6, når titrering med syren påbegyndes, vil en variation i farven, der kan tilskrives phenolphthalein, ikke blive observeret. Derefter, når pH-værdien falder mellem 9,6 og 8,0, vil udseendet af en solbærfarve blive observeret, som forsvinder, når pH-værdien falder fra 8,0 under titreringen..
I løbet af det første trin titreres carbonatet, en reaktion skitseret i følgende ligning:
CO3to- + H3ELLER+ <=> HCO3- + HtoELLER
Da syren fortsætter med at blive tilsat under titreringen, bliver farven på den titrerede opløsning orange på grund af den ændring, som methylorange gennemgår, hvilket indikerer, at karbonatet dannes, og de andre baser er blevet forbrugt fuldstændigt..
I den sidste fase er kun kulsyre tilbage:
HCO3- + H3ELLER+ <=> HtoCO3 + HtoELLER
Dette sker ved pH 4,3 - 4,5, kaldet CO ækvivalenspunktet.to. Dette er den eksisterende forbindelse, og vandets alkalinitet bliver "nul". Hvis vandet opvarmes, vil der sprænge COto ved nedbrydning af HtoCO3.
Det krævede syreindhold for at nå ækvivalenspunktet for COto er et mål for vandets samlede alkalinitet.
Eksistensen af vandets alkalitet er en mekanisme til beskyttelse af miljøet for at begrænse den skade, der kan forårsages i vandlevende flora og fauna ved tilstrømning af spildevand eller syreregn, der er i stand til at ændre pH, hvor de bor..
Koralrev er alvorligt beskadiget af en stigning i surhedsgraden i havvand. Vandets alkalitet begrænser omfanget af denne skadelige handling, neutraliserer overskydende surhed og tillader opretholdelse af en pH, der er kompatibel med livet..
Det er blevet estimeret, at vandets alkalitet skal have en minimumsværdi på 20 mg som CaCO3/ L, grænse for at sikre opretholdelse af vandlevende organismer.
Kendskabet til værdien af vandets alkalinitet kan lede om den mængde natrium eller kaliumcarbonat og kalk, der er nødvendig til udfældning af calcium som carbonat, når vandets hårdhed reduceres.
Endnu ingen kommentarer