Suyun alkalinitesi, asidik maddelerin veya sıvıların eklenmesinden kaynaklanan pH değişimine karşı direncidir. Bu özellik genellikle temellikle karıştırılır. CO ilavesi 2 , örneğin, alkalinite değiştirmeden pH (bazlık) bir azalmaya neden olabilir.
Tatlı suda, alkalinite temel olarak karbonat (CO 3 2- ), bikarbonat (HCO 3 - ) ve hidroksil (OH - ) gibi bileşiklerin katkısından kaynaklanır . Deniz suyuna bor hidroksit (BOH 4- ), silikatlar (SiO 4 2- ) ve fosfatların (PO 4 3- ve HPO 4 2- ) katkısı eklenmelidir.
Yeraltı suyu, oldukça alkali suya bir örnek. Kaynak: Max Pixel.
Suyun alkalinitesi genellikle, titrasyonunda kullanılan asit miktarına karşılık gelen mEq / L cinsinden ifade edilir: hidroklorik veya sülfürik. Diğer tuzlar mevcut olsa bile, genellikle mg CaCO 3 / L veya milyonda kısım (ppm) olarak ifade edilir .
Suyun bu özelliği genellikle sertliğiyle ilişkilidir, çünkü kalsiyum ve magnezyum karbonatlar alkaliliğe katkıda bulunur. Kalsiyum ve magnezyum, yani metal katyonları sırasıyla Ca 2+ ve Mg 2+ iken suyun sertliğinden sorumlu elementlerdir.
Suyun alkalinitesi nedir?
Suyun içerisine dahil olabilecek asidik maddeleri nötralize ederek pH'sının düşmesini engelleyebilmesidir. Bu tamponlama etkisi, zayıf asitlerin ve bunların eşlenik bazlarının varlığından kaynaklanmaktadır.
Bazlar, elektriksel olarak nötr, yani yüksüz türler haline gelmek için asitlerle reaksiyona girebilir.
HCO 3 - + H + <=> CO 2 + H 2 O
Bikarbonat (yukarıdaki kimyasal denklem), hidrojen iyonu ile reaksiyona girerek, yüklenmemiş bir bileşik olan karbondioksit haline gelir. Bir mol HCO 3 - bir molar eşdeğerini temsil eder. Bu arada, karbonat (CO 3 2- ) iki molar eşdeğerini temsil eder.
Yeraltı
Yeraltı suyu, sülfürik asit dahil olmak üzere asit yağmurlarından bileşikler taşır. Atmosferden suda çözünen karbondioksitin varlığı da karbonik asit oluşturabilir.
Asitler, kalsiyum ve magnezyum karbonat bakımından zengin kireçtaşı kayaları üzerinde etki ederek bunların çözünmesine neden olur. Bu, suda esas olarak alkalinitesinden sorumlu olan karbonat ve bikarbonat birikmesine neden olur.
2 CaCO 3 + H 2 SO 4 → 2 Ca 2+ + 2HCO 3 - + SO 4 2-
Bir asit (yukarıda) eklemek, önceki reaksiyondan kalan hidrojenden daha fazla bikarbonat üretildiği sürece alkalinitede bir artışa neden olur.
Alkali yeraltı suyu atmosferle temas ettiğinde karbondioksit ve karbonat çökeltilerini kaybeder, bu da alkaliniteyi düşürür. Daha sonra atmosfer, su ve karbonlu mineraller arasında dinamik bir denge kurulur.
Yüzey sularında var olan şartlar altında karbonatın alkaliliğe katkısı azalır ve bikarbonat buna en fazla katkı yapan olur.
Deniz suyu
Karbonat, bikarbonat ve hidroksil ve hidrojen iyonlarına ek olarak, diğer bileşikler suyun alkalinitesine katkıda bulunur. Bunlar arasında boratlar, fosfatlar, silikatlar, konjuge organik asit bazları ve sülfatlar bulunur.
Okyanusta ve denizde suyun alkalinitesinin% 60'ına kadar katkı sağlayan dinitrifikasyon ve sülfat indirgeme gibi anaerobik işlemler meydana gelir. Bu işlemler menşeli ek N, böylece pH bir artışa neden olarak, hidrojen tüketen 2 ve H 2 S.
Genel olarak, anaerobik işlemler, alkalinitede bir artışa neden olur. Aksine, aerobik süreçler onda bir azalma sağlar. Yüzey sularında, oksijen varlığında, suyun taşıdığı organik maddenin bozulması süreci vardır.
Ayrıştıkça suya taşınan H + üretilir ve alkalinitede azalma meydana gelir.
Çevre kirliliği, diğer sonuçların yanı sıra kutup başlığının erimesine neden olur ve bu da deniz suyu hacminde bir artışa neden olur. Bu, deniz suyunun alkalinitesinden sorumlu bileşiklerin seyrelmesine ve dolayısıyla azalmasına neden olur.
Birimler
Su alkalinitesi genellikle mg CaCO 3 / L olarak rapor edilir , ancak kalsiyum karbonat mevcut tek bileşik değildir ve suyun alkalinitesine katkıda bulunan tek unsur değildir. Karbonat mg / L'50 (CaCO yaklaşık eşdeğer ağırlığına bölünmesiyle mEq / L dönüştürülebilir 3 ).
Kararlılık
Suda bulunan bazların güçlü bir asitle titre edilmesiyle belirlenir. En çok kullanılan asitler 0.1 N hidroklorik ve 0.02 N sülfüriktir.
Titre edilecek 50 mL su, hacimsel bir şişede ölçülür ve bu hacim 250 mL'lik bir Erlenmeyer şişesine yerleştirilir. Genellikle fenolftalein ve metil turuncu olmak üzere bir indikatör karışımı kullanılır. Asit bir büret içine yerleştirilir ve titre edilen suya damla damla dökülür.
Suyun alkalinitesi asitle titrasyonun başlangıcında 9,6'dan büyükse, fenolftaleine atfedilebilecek renklenmede bir değişiklik gözlenmeyecektir. Daha sonra, pH 9.6 ile 8.0 arasında düştüğünde, titrasyon sırasında pH 8.0'dan düştüğünde kaybolan bir kuş üzümü renginin görünümü gözlemlenecektir.
Derecenin aşamaları
İlk aşamada, karbonat titre edilir, aşağıdaki denklemde özetlenen bir reaksiyon:
CO 3 2- + H 3 O + <=> HCO 3 - + H 2 O
Titrasyon sırasında asit eklenmeye devam ettikçe, metil turuncunun maruz kaldığı değişiklik nedeniyle titre edilen çözeltinin rengi turuncuya döner, bu da karbonat formlarının ve diğer bazların tamamen tüketildiğini gösterir.
Son aşamada geriye sadece karbonik asit kalır:
HCO 3 - + H 3 O + <=> H 2 CO 3 + H 2 O
CO adlandırılan, 4.5 - Bu pH 4.3 meydana 2 , eş değerlik noktası . Bu mevcut bileşiktir ve suyun alkalinitesi "sıfır" olur. Su ısıtılırsa, H 2 CO 3 ayrışmasından dolayı CO 2 kabarcıkları olacaktır .
CO eşdeğerlik noktasına ulaşmak için gerekli olan asit hacminin 2 suyun toplam alkalilik için bir ölçüdür.
Önem
Suyun alkalinitesinin mevcudiyeti, yaşadıkları yerin pH'ını değiştirebilen atık su veya asit yağmurlarının akışı ile sucul flora ve faunaya verilebilecek zararı sınırlamak için çevrenin korunmasına yönelik bir mekanizmadır.
Mercan resifleri, deniz suyundaki artan asitlik nedeniyle ciddi şekilde zarar görür. Suyun alkalinitesi, bu zarar verici etkinin kapsamını sınırlar, fazla asitliği nötralize eder ve yaşamla uyumlu bir pH'ın korunmasına izin verir.
Suyun alkalinitesinin , sudaki yaşamın sürdürülmesini garanti altına almak için bir sınır olan CaCO 3 / L olarak minimum 20 mg değerinde olması gerektiği tahmin edilmektedir .
Suyun alkalinite değeri bilgisi, su sertliği azaldığında kalsiyumun karbonat olarak çökeltilmesi için gerekli olan sodyum veya potasyum karbonat ve kireç miktarı hakkında rehberlik sağlayabilir.
Referanslar
- Day, RA ve Underwood, AL (1989). Kantitatif Analitik Kimya. 5 ta baskısı. Editoryal Prentice-Hall Hispanoamericana, SA
- Vikipedi. (2019). Suyun alkalinitesi. Es.wikipedia.org adresinden kurtarıldı
- Bay Brian Oram. (2014). Alkali Vatandaş İzlemenin Rolü. Su- research.net adresinden kurtarıldı
- Ulusal Sağlık Hizmetleri Müfettişliği. (Sf). su analizi: alkalinite. . Bvsper.paho.org adresinden kurtarıldı
- Bonilla Alvaro. (2017). Suyun alkalinitesi ve substratlar üzerindeki etkisi. İntagri.com'dan kurtarıldı
- Goyenola Guillermo. (2007). Toplam alkaliliğin belirlenmesi. . İmasd.fcien.edu.uy adresinden kurtarıldı