Il alcalinità dell'acqua È la resistenza dello stesso che contrasta un cambiamento di pH dovuto all'aggiunta di sostanze o liquidi acidi. Questa caratteristica è spesso confusa con la basicità. L'aggiunta di CODue, ad esempio, può causare una diminuzione del pH (basicità) senza alterarne l'alcalinità.
In acqua dolce l'alcalinità è dovuta principalmente al contributo di composti come il carbonato (CO3Due-), bicarbonato (HCO3-) e idrossile (OH-). Nell'acqua di mare, il contributo dell'idrossido di boro (BOH4-), silicati (SiO4Due-) e fosfati (PO43- e HPO4Due-).
L'alcalinità dell'acqua è solitamente espressa in mEq / L, corrispondente alla quantità di acido utilizzato nella sua titolazione: cloridrico o solforico. Inoltre è solitamente espresso come mg di CaCO3 / L, o parte per milione (ppm), anche se sono presenti altri sali.
Questa caratteristica dell'acqua è solitamente associata alla sua durezza, perché i carbonati di calcio e magnesio contribuiscono all'alcalinità. Mentre il calcio e il magnesio, cioè i loro cationi metallici CaDue+ e MgDue+ rispettivamente, sono gli elementi responsabili della durezza dell'acqua.
Indice articolo
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 loro basi coniugate..
Le basi possono reagire con gli acidi per diventare elettricamente neutre, cioè specie non caricate.
HCO3- + H+ <=> CODue + HDueO
Il bicarbonato (equazione chimica sopra) reagisce con lo ione idrogeno per diventare anidride carbonica, un composto non carico. Una mole di HCO3- rappresenta un equivalente molare. Nel frattempo, il carbonato (CO3Due-) rappresenta due equivalenti molari.
Le acque sotterranee trasportano composti dalle piogge acide, compreso l'acido solforico. La presenza di anidride carbonica dall'atmosfera che si dissolve in acqua può anche formare acido carbonico..
Gli acidi agiscono sulle rocce calcaree, ricche di carbonati di calcio e magnesio, provocandone lo scioglimento. Ciò provoca l'accumulo di carbonato e bicarbonato nell'acqua, i principali responsabili della sua alcalinità..
2 CaCO3 + HDueSW4 → 2 CaDue+ + 2HCO3- + SW4Due-
L'aggiunta di un acido (sopra) provoca un aumento dell'alcalinità fintanto che viene prodotto più bicarbonato dell'idrogeno rimasto dalla reazione precedente.
Quando l'acqua sotterranea alcalina entra in contatto con l'atmosfera, perde anidride carbonica e precipita il carbonato, che abbassa l'alcalinità. Viene quindi stabilito un equilibrio dinamico tra l'atmosfera, l'acqua e i minerali carboniosi..
Nelle condizioni che esistono nelle acque superficiali, il contributo del carbonato all'alcalinità diminuisce e il bicarbonato ne diventa il massimo contributore..
Oltre agli ioni carbonato, bicarbonato e idrossile e idrogeno, altri composti contribuiscono all'alcalinità dell'acqua. Questi includono borati, fosfati, silicati, basi coniugate di acidi organici e solfati..
Nell'oceano e nel mare avvengono processi anaerobici come la dinitrificazione e la riduzione dei solfati, che contribuiscono al 60% dell'alcalinità dell'acqua. Questi processi consumano idrogeno, quindi producono un aumento del pH, oltre a originare NDue e H.DueS.
In generale, i processi anaerobici provocano un aumento dell'alcalinità. Al contrario, i processi aerobici ne producono una diminuzione. Nelle acque superficiali, in presenza di ossigeno, avviene un processo di degradazione della sostanza organica trasportata dall'acqua.
Mentre degrada, H.+ che viene trasportato nell'acqua producendo una diminuzione dell'alcalinità.
L'inquinamento ambientale provoca, tra le altre conseguenze, lo scioglimento della calotta 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.
L'alcalinità dell'acqua viene solitamente riportata come mg di CaCO3/ L, sebbene il carbonato di calcio non sia l'unico composto presente, né l'unico contributore all'alcalinità dell'acqua. I mg / L di carbonato possono essere convertiti in mEq / L dividendo per 50 (peso equivalente approssimativo di CaCO3).
Si determina titolando le basi presenti nell'acqua con un acido forte. Gli acidi più comunemente usati sono 0,1 N cloridrico e 0,02 N solforico..
50 mL dell'acqua da titolare vengono misurati in un matraccio tarato, ponendo quel volume di acqua in un pallone Erlenmeyer da 250 mL. Di solito viene utilizzata una miscela di indicatori, comunemente fenolftaleina e arancio metile. L'acido viene posto in una buretta e viene versato goccia a goccia nell'acqua che si sta titolando..
Se l'alcalinità dell'acqua è maggiore di 9,6 quando si inizia la titolazione con l'acido, non si osserverà una variazione di colorazione attribuibile alla fenolftaleina. Quindi, quando il pH diminuisce tra 9,6 e 8,0, si osserverà la comparsa di un colore ribes, che scompare quando il pH scende da 8,0 durante la titolazione..
Durante la prima fase, il carbonato viene titolato, una reazione delineata nella seguente equazione:
CO3Due- + H3O+ <=> HCO3- + HDueO
Man mano che l'acido continua ad essere aggiunto durante la titolazione, il colore della soluzione titolata diventa arancione a causa del cambiamento che subisce l'arancio metilico, indicando che le forme di carbonato e le altre basi sono state completamente consumate..
Nella fase finale, rimane solo l'acido carbonico:
HCO3- + H3O+ <=> HDueCO3 + HDueO
Ciò si verifica a pH 4,3 - 4,5, chiamato punto di equivalenza CO.Due. Questo è il composto esistente e l'alcalinità dell'acqua diventa "zero". Se l'acqua viene riscaldata, ci sarà il gorgogliamento della CODue dalla decomposizione di H.DueCO3.
Il volume di acido necessario per raggiungere il punto di equivalenza di CODue è una misura dell'alcalinità totale dell'acqua.
L'esistenza dell'alcalinità dell'acqua è un meccanismo di protezione dell'ambiente per limitare i danni che possono essere arrecati alla flora e alla fauna acquatiche, dall'afflusso di acque reflue o da piogge acide capaci di modificare il pH in cui vivono..
Le barriere coralline sono gravemente danneggiate da un aumento dell'acidità dell'acqua di mare. L'alcalinità dell'acqua limita la portata di questa azione dannosa, neutralizzando l'acidità in eccesso 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 il mantenimento della vita acquatica.
La conoscenza del valore dell'alcalinità dell'acqua può guidare sulla quantità di carbonato di sodio o di potassio e calce necessaria per la precipitazione del calcio come carbonato quando la durezza dell'acqua è ridotta.
Nessun utente ha ancora commentato questo articolo.