A víz lúgossága a savas anyagok vagy folyadékok hozzáadása következtében bekövetkező pH-változással szembeni ellenállása. Ezt a tulajdonságot gyakran összekeverik az alapossággal. A hozzáadott CO 2, például okozhat a pH csökkenése (bázicitása) megváltoztatása nélkül a lúgosság.
Édesvízben az lúgosság főként olyan vegyületek hozzájárulása, mint a karbonát (CO 3 2-), bikarbonát (HCO 3 -) és a hidroxil (OH -). A tengervízben hozzá kell adni a bór-hidroxid (BOH 4), a szilikátok (SiO 4 2) és a foszfátok (PO 4 3 és HPO 4 2) hozzájárulását.
Talajvíz, az erősen lúgos víz példája. Forrás: Max Pixel.
A víz lúgosságát általában mEq / L-ben fejezik ki, amely megfelel a titráláshoz használt sav mennyiségének: sósav vagy kénsav. Ezt általában mg CaCO 3 / L-ben vagy millió részarányban (ppm) fejezik ki, még akkor is, ha más sók vannak jelen.
A víz ezt a jellemzőt általában hozzákapcsolják keménységéhez, mivel a kalcium- és magnézium-karbonátok hozzájárulnak az lúgossághoz. Míg a kalcium és a magnézium, vagyis fémkationaik, a Ca 2+ és az Mg 2+, felelősek a víz keménységéért.
Mi a víz lúgossága?
A víz képessége semlegesíteni a benne beépülő savas anyagokat, elkerülve ezáltal a pH csökkenését. Ez a pufferolás a gyenge savak és azok konjugált bázisai jelenlétének tudható be.
Az alapok reagálhatnak savakkal, és elektromosan semlegesek, azaz nem töltöttek.
HCO 3 - + H + <=> CO 2 + H 2 O
A hidrogén-karbonát (a kémiai egyenlet fentebb) reagál a hidrogén-ionmal, hogy széndioxiddá váljon, amely nem töltött vegyület. Egy mol HCO 3 - moláris ekvivalenst jelent. Eközben a karbonát (CO 3 2-) két moláris ekvivalenst jelent.
Talajvíz
A felszín alatti víz savas esőkből származó vegyületeket hordoz, beleértve a kénsavat is. A légkörben a vízben oldódó széndioxid jelenléte szénsavat is képezhet.
A savak a mészkőkőkre hatnak, gazdag kalcium- és magnézium-karbonátokban, feloldódva. Ez a karbonát és a hidrogénkarbonát felhalmozódását okozza a vízben, főként a lúgosságért.
2 CaCO 3 + H 2 SO 4 → 2 Ca 2+ + 2HCO 3 - + SO 4 2-
Egy sav hozzáadása (fent) növeli az lúgosságot, mindaddig, amíg több hidrogén-karbonát képződik, mint az előző reakcióból megmaradt hidrogén.
Amikor a lúgos felszín alatti víz érintkezésbe kerül a légkörrel, akkor elveszíti a szén-dioxidot, és a karbonát kicsapódik, ami csökkenti az lúgosságot. Ezután dinamikus egyensúly alakul ki a légkör, a víz és a széntartalmú ásványok között.
A felszíni vizekben fennálló feltételek mellett a karbonát hozzájárulása az lúgossághoz csökken, és a hidrogén-karbonát válik a maximális hozzájárulássá.
Tengeri víz
A karbonáton, hidrogénkarbonáton, valamint a hidroxil- és hidrogénionokon kívül más vegyületek is hozzájárulnak a víz lúgosságához. Ide tartoznak a borátok, foszfátok, szilikátok, szerves savak konjugált bázisai és szulfátok.
Az óceánban és a tengeren olyan anaerob folyamatok, mint a dinitrifikáció és a szulfát redukció, amelyek a víz lúgosságának 60% -át teszik ki. Ezek a folyamatok hidrogént fogyasztanak, így a pH növekedését idézik elő a származó N 2 és H 2 S mellett.
Az anaerob folyamatok általában megnövelik az lúgosságot. Éppen ellenkezőleg, az aerob folyamatok csökkenést okoznak benne. A felszíni vizekben oxigén jelenlétében zajlik a vízben lévő szerves anyagok lebontásának folyamata.
Amint lebomlik, H + képződik, amelyet a vízbe juttatva csökken az lúgosság.
A környezetszennyezés többek között a sarki kupak olvadását okozza, ami a tengervíz mennyiségének növekedését eredményezi. Ez a tengervíz lúgosságáért felelős vegyületek hígulását és ennek következtében csökkenését okozza.
egységek
A víz lúgosságát általában mg CaCO 3 / L-ben adják meg, bár a kalcium-karbonát nem az egyetlen jelenlévő vegyület, és nem csak az járul hozzá a víz lúgosságához. A karbonát mg / L-ját átalakíthatjuk mEq / L-re 50-es elosztással (CaCO 3 hozzávetőleges ekvivalens tömege).
Meghatározás
A vízben lévő bázisok erős savval történő titrálásával határozzák meg. A legelterjedtebb savak a 0,1 N sósav és 0,02 N kénsav.
A titrálható vizet 50 ml-rel mérünk egy mérőlombikban, és ezt a vízmennyiséget egy 250 ml-es Erlenmeyer-lombikba helyezzük. A mutatók keverékét gyakran használják, általában fenolftaleint és metilnarancsot. A savat egy büretébe helyezzük és cseppenként a titrált vízbe öntjük.
Ha a sav lúgossága a víz lúgossága meghaladja a 9,6-ot, akkor a fenol-ftaleinnek tulajdonítható színváltozás nem figyelhető meg. Ezután, amikor a pH 9,6 és 8,0 között csökken, megfigyelhető egy ribizli színe, amely eltűnik, ha a pH a titrálás során 8,0-ról esik.
A fokozat fokozata
Az első szakaszban a karbonátot titrálják, a következő egyenletben felvázolt reakcióval:
CO 3 2- + H 3 O + <=> HCO 3 - + H 2 O
Mivel a sav hozzáadása a titrálás során folytatódik, a titrált oldat színe narancssárgá válik a metil-narancs változásának következtében, jelezve, hogy a karbonát-formák és a többi bázis teljesen elfogy.
Az utolsó szakaszban csak szénsav marad:
HCO 3 - + H 3 O + <=> H 2 CO 3 + H 2 O
Ez akkor fordul elő, ha pH = 4,3 - 4,5, amelyet CO 2- ekvivalencia pontnak hívnak. Ez a létező vegyület és a víz lúgossága "nulla" lesz. Ha a víz felmelegítése, nem lesz átbuborékoltatásával CO 2 bomlásából származó H 2 CO 3.
A CO 2 ekvivalenciapontjának eléréséhez szükséges savmennyiség a víz teljes lúgosságának mértéke.
fontosság
A víz lúgossága megléte a környezet védelmének mechanizmusa, amely korlátozza azokat a károkat, amelyeket a vízi növény- és állatvilágnak okozhat a szennyvíz vagy a savas esõk beáramlása, amely képes megváltoztatni a pH-t ott, ahol él.
A korallzátonyokat súlyosan károsítja a tengervíz savasságának növekedése. A víz lúgossága korlátozza ennek a káros hatásnak a mértékét, semlegesíti a felesleges savasságot és lehetővé teszi az élettartammal megfelelő pH fenntartását.
A becslések szerint a víz lúgossága legalább 20 mg CaCO 3 / L-ben kell lennie, ez a határ a vízi élővilág fenntartásának garantálására.
A víz lúgossága értékének ismerete alapján meghatározható a nátrium- vagy kálium-karbonát és a mész mennyisége, amely a kalcium mint karbonát kicsapásához szükséges, amikor a víz keménysége csökken.
Irodalom
- Day, RA és Underwood, AL (1989). Kvantitatív analitikai kémia. 5 ta kiadás. Szerkesztői Prentice-Hall Hispanoamericana, SA
- Wikipedia. (2019). A víz lúgossága. Helyreállítva: es.wikipedia.org
- Brian Oram. (2014). Az alkalinitás polgári megfigyelésének szerepe. Helyreállítva: water-research.net
- A szennyvízkezelő szolgálatok nemzeti felügyelete. (Sf). vízanalízis: lúgosság.. Helyreállítva: bvsper.paho.org
- Bonilla Alvaro. (2017). A víz lúgossága és annak hatása a szubsztrátokra. Helyreállítva: intagri.com
- Goyenola Guillermo. (2007). A teljes lúgosság meghatározása.. Helyreállítva: imasd.fcien.edu.uy