Veden emäksisyys on sen vastustuskyky pH: n muutokselle, joka johtuu happamien aineiden tai nesteiden lisäämisestä. Tämä ominaisuus sekoitetaan usein perusteellisuuteen. Lisäämällä CO 2, esimerkiksi, voi aiheuttaa pH: n lasku (emäksisyyden) muuttamatta emäksisyyttä.
Makeassa vedessä, alkalisuus johtuu pääasiassa yhdisteiden, kuten karbonaatin (CO 3 2), bikarbonaatin (HCO 3 -) ja hydroksyylin (OH -) vaikutuksesta. Merivedessä boorihydroksidin (BOH 4), silikaattien (SiO 4 2) ja fosfaattien (PO 4 3 ja HP0 4 2) osuus on lisättävä.
Pohjavesi, esimerkki erittäin alkalisesta vedestä. Lähde: Max Pixel.
Veden alkalisuus ilmaistaan yleensä mEq / l, mikä vastaa sen titrauksessa käytetyn hapon määrää: kloorivety tai rikki. Se ilmaistaan myös yleensä mg CaCO 3 / L tai miljoonasosaa (ppm), vaikka muita suoloja olisi läsnä.
Tämä veden ominaisuus liittyy yleensä sen kovuuteen, koska kalsium- ja magnesiumkarbonaatit edistävät alkalisuutta. Vaikka kalsium ja magnesium, toisin sanoen niiden metallikationit Ca2 + ja Mg 2+, vastaavat veden kovuudesta.
Mikä on veden alkalisuus?
Veden kyky on neutraloida happamia aineita, joita siihen voidaan sisällyttää, välttäen siten pH: n lasku. Tämä puskurointitoimenpide johtuu heikkojen happojen ja niiden konjugoitujen emästen läsnäolosta.
Emäkset voivat reagoida happojen kanssa tullakseen sähköisesti neutraaleiksi, ts. Lataamattomiksi lajeiksi.
HCO 3 - + H + <=> CO 2 + H 2 O
Bikarbonaatti (kemiallinen yhtälö yllä) reagoi vetyionin kanssa hiilidioksidiksi, varautumattomaksi yhdisteeksi. Yksi mooli HCO 3 - edustaa mooliekvivalenttia. Samaan aikaan, karbonaatti (CO 3 2-) edustaa kahta mooliekvivalenttia.
pohjavesi
Pohjavesi kuljettaa happovesien yhdisteitä, rikkihappo mukaan lukien. Hiilidioksidin läsnäolo ilmakehästä, joka liukenee veteen, voi myös muodostaa hiilihappoa.
Hapot vaikuttavat kalkkikivikiveihin, sisältäen runsaasti kalsium- ja magnesiumkarbonaatteja, aiheuttaen niiden liukenemisen. Tämä aiheuttaa karbonaatin ja bikarbonaatin kerääntymisen veteen, jotka ovat pääasiassa vastuussa sen emäksisyydestä.
2 CaCO 3 + H 2 SO 4 → 2 Ca 2 + + 2HCO 3 - + SO 4 2-
Hapon lisääminen (yllä) aiheuttaa alkalisuuden lisääntymisen, kunhan bikarbonaattia tuotetaan enemmän kuin edellisestä reaktiosta jäljelle jäänyttä vetyä.
Kun emäksinen pohjavesi joutuu kosketuksiin ilmakehän kanssa, se menettää hiilidioksidia ja karbonaatti saostuu, mikä alentaa emäksisyyttä. Sitten ilmakehän, veden ja hiilipitoisten mineraalien välille muodostetaan dynaaminen tasapaino.
Pintavesien olosuhteissa karbonaatin osuus emäksisyydessä vähenee ja bikarbonaatista tulee sen suurin tekijä.
Merivesi
Karbonaatin, bikarbonaatin sekä hydroksyyli- ja vetyionien lisäksi muut yhdisteet vaikuttavat veden alkalisuuteen. Näitä ovat boraatit, fosfaatit, silikaatit, orgaanisten happojen konjugoidut emäkset ja sulfaatit.
Anaerobiset prosessit, kuten dinitrifikaatio ja sulfaatin pelkistys, tapahtuvat merellä ja merellä, joiden osuus veden emäksisyydestä on 60%. Nämä prosessit kuluttaa vetyä, mikä aiheuttaa pH-arvon noustessa, lisäksi peräisin N 2 ja H 2 S.
Yleensä anaerobiset prosessit lisäävät alkalisuutta. Päinvastoin, aerobiset prosessit vähentävät sitä. Pintavesissä hapen läsnä ollessa tapahtuu veden kuljettaman orgaanisen aineen hajoamista.
Hajoaessaan syntyy H +: ta, joka kulkeutuu veteen aiheuttaen emäksisyyden laskun.
Ympäristön pilaantuminen aiheuttaa muun muassa polaarisen kannen sulamisen, mikä johtaa meriveden määrän lisääntymiseen. Tämä aiheuttaa meriveden emäksisyydestä vastaavien yhdisteiden laimenemisen ja siten sen vähentymisen.
yksiköt
Veden emäksisyys ilmoitetaan yleensä mg CaCO 3 / l, vaikka kalsiumkarbonaatti ei ole ainoa läsnä oleva yhdiste ja se ei myöskään ole ainoa tekijä veden emäksisyydessä. Milligrammoina / l karbonaatti voidaan muuntaa mEq / l jakamalla 50 (arvioitu ekvivalenttipaino CaCO 3).
Päättäväisyys
Se määritetään titraamalla vedessä olevat emäkset vahvalla hapolla. Käytetyimmät hapot ovat 0,1 N kloorivetyhappo ja 0,02 N rikkihappo.
50 ml titrattavaa vettä mitataan mittapulloon, panemalla tämä vesimäärä 250 ml: n Erlenmeyer-pulloon. Usein käytetään indikaattorien seosta, yleensä fenoliftaleiinia ja metyylioranssia. Happo asetetaan birettiin ja kaadetaan tipoittain veteen, joka titrataan.
Jos veden alkalisuus on yli 9,6 hapon titrauksen alussa, fenoliftaleiiniin liittyvää värimuutoksen muutosta ei havaita. Sitten, kun pH laskee välillä 9,6 - 8,0, havaitaan herukoiden väri, joka katoaa, kun pH laskee 8,0: sta titrauksen aikana.
Tutkinnon vaiheet
Ensimmäisessä vaiheessa karbonaatti titrataan, reaktio esitetään seuraavassa yhtälössä:
CO 3 2- + H 3 O + <=> HCO 3 - + H 2 O
Kun happoa lisätään edelleen titrauksen aikana, titratun liuoksen väri muuttuu oranssiksi metyylioranssin läpi tapahtuvan muutoksen seurauksena, mikä osoittaa, että karbonaattimuodot ja muut emäkset ovat kuluneet kokonaan.
Viimeisessä vaiheessa vain hiilihappoa on jäljellä:
HCO 3 - + H 3 O + <=> H 2 CO: 3 + H 2 O
Tämä tapahtuu pH: ssa 4,3-4,5, kutsutaan CO 2 vastaavuus kohta. Tämä on olemassa oleva yhdiste ja veden alkalisuus muuttuu "nollaksi". Jos vesi kuumennetaan, tulee olemaan kuplivaa CO 2 hajoamisesta H 2 CO 3.
Tilavuus happoa tarvitaan saavuttamaan ekvivalenttipisteen CO 2 on mitta kokonais- veden emäksisyyttä.
Merkitys
Veden emäksisyys on mekanismi, jolla suojellaan ympäristöä vaurioista, joita vesikasvillisuudelle ja eläimistölle voi aiheutua jätevesien tai happovesien sisäänvirtauksesta, joka voi muuttaa pH: ta asuinpaikallaan.
Meriveden happamuuden lisääntyminen vahingoittaa koralliriutat vakavasti. Veden alkalisuus rajoittaa tämän vahingollisen vaikutuksen laajuutta, neutraloi liiallinen happamuus ja mahdollistaa pH: n ylläpitämisen elämän kanssa.
On arvioitu, että veden emäksisyyden on oltava vähintään 20 mg CaCO 3 / L: nä, joka on raja vesieliöiden ylläpitämisen takaamiseksi.
Veden emäksisyyden arvon tuntemus voi ohjata natrium- tai kaliumkarbonaatin ja kalkin määrää, joka tarvitaan kalsiumin saostamiseen karbonaattina, kun veden kovuus pienenee.
Viitteet
- Day, RA ja Underwood, AL (1989). Määrällinen analyyttinen kemia. 5 ta painos. Toimituksellinen Prentice-Hall Hispanoamericana, SA
- Wikipedia. (2019). Veden alkalisuus. Palautettu osoitteesta: es.wikipedia.org
- Herra Brian Oram. (2014). Alkalipitoisuuden kansalaisten seurannan rooli. Palautettu osoitteesta: water-research.net
- Kansallinen puhtaanapitopalvelujen valvonta. (SF). vesianalyysi: alkalisuus.. Palautettu osoitteesta: bvsper.paho.org
- Bonilla Alvaro. (2017). Veden alkalisuus ja sen vaikutus alustoihin. Palautettu osoitteesta: intagri.com
- Goyenola Guillermo. (2007). Kokonaisalkaliteetin määrittäminen.. Palautettu: imasd.fcien.edu.uy