Das Wasseralkalität Es ist die Beständigkeit derselben, die einer Änderung des pH-Werts aufgrund der Zugabe von sauren Substanzen oder Flüssigkeiten entgegenwirkt. Diese Eigenschaft wird oft mit Basizität verwechselt. Die Zugabe von COzwei, Beispielsweise kann es zu einer Abnahme des pH-Werts (Basizität) kommen, ohne die Alkalität zu verändern.
In Süßwasser ist die Alkalität hauptsächlich auf den Beitrag von Verbindungen wie Carbonat (CO) zurückzuführen3zwei-), Bicarbonat (HCO3-) und Hydroxyl (OH-). In Meerwasser ist der Beitrag von Borhydroxid (BOH4-), Silikate (SiO4zwei-) und Phosphate (PO43- und HPO4zwei-).
Die Alkalität von Wasser wird üblicherweise in mÄq / l ausgedrückt, entsprechend der bei seiner Titration verwendeten Säuremenge: Salzsäure oder Schwefelsäure. Es wird üblicherweise auch als mg CaCO ausgedrückt3 / L oder Teil pro Million (ppm), selbst wenn andere Salze vorhanden sind.
Diese Eigenschaft von Wasser ist normalerweise mit seiner Härte verbunden, da Calcium- und Magnesiumcarbonate zur Alkalität beitragen. Während Calcium und Magnesium, dh ihre Metallkationen Ca.zwei+ und Mgzwei+ sind jeweils die Elemente, die für die Härte des Wassers verantwortlich sind.
Artikelverzeichnis
Es ist die Fähigkeit von Wasser, die darin enthaltenen sauren Substanzen zu neutralisieren und so eine Abnahme seines pH-Werts zu vermeiden. Diese Pufferwirkung ist auf das Vorhandensein schwacher Säuren und ihrer konjugierten Basen zurückzuführen..
Basen können mit Säuren reagieren, um elektrisch neutral zu werden, dh ungeladene Spezies.
HCO3- + H.+ <=> COzwei + H.zweiODER
Das Bicarbonat (chemische Gleichung oben) reagiert mit dem Wasserstoffion unter Bildung von Kohlendioxid, einer ungeladenen Verbindung. Ein Mol HCO3- repräsentiert ein molares Äquivalent. Inzwischen Carbonat (CO3zwei-) repräsentiert zwei Moläquivalente.
Grundwasser enthält Verbindungen aus sauren Regenfällen, einschließlich Schwefelsäure. Das Vorhandensein von Kohlendioxid aus der Atmosphäre, das sich in Wasser löst, kann auch Kohlensäure bilden..
Säuren wirken auf Kalksteingesteine, die reich an Kalzium- und Magnesiumkarbonaten sind, und verursachen deren Auflösung. Dies führt zur Anreicherung von Carbonat und Bicarbonat im Wasser, die hauptsächlich für seine Alkalität verantwortlich sind..
2 CaCO3 + H.zweiSW4 → 2 Ca.zwei+ + 2HCO3- + SW4zwei-
Die Zugabe einer Säure (oben) bewirkt eine Erhöhung der Alkalität, solange mehr Bicarbonat erzeugt wird als der Wasserstoff, der aus der vorherigen Reaktion übrig geblieben ist.
Wenn alkalisches Grundwasser mit der Atmosphäre in Kontakt kommt, verliert es Kohlendioxid und fällt Carbonat aus, wodurch die Alkalität verringert wird. Dann stellt sich ein dynamisches Gleichgewicht zwischen der Atmosphäre, dem Wasser und den kohlenstoffhaltigen Mineralien ein..
Unter den Bedingungen, die in Oberflächengewässern herrschen, nimmt der Beitrag von Carbonat zur Alkalität ab, und Bicarbonat trägt maximal dazu bei..
Neben Carbonat-, Bicarbonat- sowie Hydroxyl- und Wasserstoffionen tragen andere Verbindungen zur Alkalität des Wassers bei. Dazu gehören Borate, Phosphate, Silikate, organische Säurekonjugatbasen und Sulfate..
Anaerobe Prozesse wie Dinitrifikation und Sulfatreduktion finden im Ozean und im Meer statt, die einen Beitrag von 60% zur Alkalität des Wassers leisten. Diese Prozesse verbrauchen Wasserstoff, so dass sie zusätzlich zu N einen Anstieg des pH-Werts bewirkenzwei und H.zweiS..
Im Allgemeinen verursachen anaerobe Prozesse eine Erhöhung der Alkalität. Im Gegenteil, aerobe Prozesse führen zu einer Abnahme. In Oberflächengewässern findet in Gegenwart von Sauerstoff ein Prozess des Abbaus der vom Wasser getragenen organischen Substanz statt.
Während es sich verschlechtert, wird H.+ welches ins Wasser getragen wird und eine Abnahme der Alkalität erzeugt.
Umweltverschmutzung verursacht unter anderem das Schmelzen der Polkappe, was zu einer Zunahme des Meerwasservolumens führt. Dies führt zu einer Verdünnung der Verbindungen, die für die Alkalität des Meerwassers verantwortlich sind, und damit zu dessen Abnahme.
Die Alkalität von Wasser wird üblicherweise als mg CaCO angegeben3/ L, obwohl Calciumcarbonat nicht die einzige vorhandene Verbindung ist und auch nicht den einzigen Beitrag zur Alkalität von Wasser leistet. Die mg / l Carbonat können durch Teilen durch 50 (ungefähres Äquivalentgewicht von CaCO) in mÄq / l umgewandelt werden3).
Sie wird durch Titration der im Wasser vorhandenen Basen mit einer starken Säure bestimmt. Die am häufigsten verwendeten Säuren sind 0,1 N Salzsäure und 0,02 N Schwefelsäure..
50 ml des zu titrierenden Wassers werden in einem Messkolben gemessen, wobei dieses Wasservolumen in einen 250-ml-Erlenmeyerkolben gegeben wird. Normalerweise wird eine Mischung von Indikatoren verwendet, üblicherweise Phenolphthalein und Methylorange. Die Säure wird in eine Bürette gegeben und tropfenweise in das zu titrierende Wasser gegossen..
Wenn die Alkalität des Wassers zu Beginn der Titration mit der Säure größer als 9,6 ist, wird keine auf Phenolphthalein zurückzuführende Variation der Färbung beobachtet. Wenn dann der pH-Wert zwischen 9,6 und 8,0 abnimmt, wird das Auftreten einer Johannisbeerfarbe beobachtet, die verschwindet, wenn der pH-Wert während der Titration von 8,0 abfällt..
Während der ersten Stufe wird das Carbonat titriert, eine Reaktion, die in der folgenden Gleichung dargestellt ist:
CO3zwei- + H.3ODER+ <=> HCO3- + H.zweiODER
Während die Säure während der Titration weiter zugegeben wird, wird die Farbe der titrierten Lösung aufgrund der Änderung, die die Methylorange erfährt, orange, was darauf hinweist, dass sich das Carbonat bildet und die anderen Basen vollständig verbraucht sind..
Im Endstadium bleibt nur Kohlensäure übrig:
HCO3- + H.3ODER+ <=> H.zweiCO3 + H.zweiODER
Dies tritt bei einem pH-Wert von 4,3 bis 4,5 auf, der als CO-Äquivalenzpunkt bezeichnet wird.zwei. Dies ist die vorhandene Verbindung und die Alkalität des Wassers wird "Null". Wenn das Wasser erhitzt wird, sprudelt das COzwei durch die Zersetzung von H.zweiCO3.
Das Säurevolumen, das erforderlich ist, um den Äquivalenzpunkt von CO zu erreichenzwei ist ein Maß für die Gesamtalkalität des Wassers.
Das Vorhandensein der Alkalität des Wassers ist ein Mechanismus zum Schutz der Umwelt, um die Schäden zu begrenzen, die der Wasserflora und -fauna durch das Einströmen von Abwasser oder sauren Regenfällen entstehen können, die den pH-Wert dort verändern können, wo sie leben..
Korallenriffe werden durch einen Anstieg des Säuregehalts des Meerwassers schwer beschädigt. Die Alkalität des Wassers begrenzt das Ausmaß dieser schädlichen Wirkung, neutralisiert überschüssige Säure und ermöglicht die Aufrechterhaltung eines lebensverträglichen pH-Werts..
Es wurde geschätzt, dass die Alkalität des Wassers einen Mindestwert von 20 mg als CaCO haben muss3/ L, Grenze, um die Erhaltung des Wasserlebens zu gewährleisten.
Die Kenntnis des Wertes der Alkalität des Wassers kann über die Menge an Natrium- oder Kaliumcarbonat und Kalk leiten, die für die Ausfällung von Calcium als Carbonat erforderlich ist, wenn die Härte des Wassers verringert wird.
Bisher hat noch niemand einen Kommentar zu diesem Artikel abgegeben.