물의 알칼리도는 산성 물질이나 액체의 첨가로 인한 pH 변화에 대한 내성입니다. 이 특성은 종종 염기성과 혼동됩니다. CO의 추가 2 , 예를 들면, 알칼리성 pH를 변화시키지 않고 (염기성)을 감소시킬 수있다.
담수, 알칼리도 인해 이러한 카보네이트 화합물의 기여 (CO에 주로 3 2- ), 중탄산 (HCO 3 - 및 하이드 록실 (OH) - ). 해수, 수산화 붕소 (BOH의 기여 4- ), 실리케이트 (그런가 4 2- ) 및 인산염 (PO 4 3- 및 HPO 4 2- )를 첨가해야한다.
알칼리성이 높은 물의 예인 지하수. 출처 : Max Pixel.
물의 알칼리도는 일반적으로 적정에 사용되는 산의 양 (염산 또는 황산)에 해당하는 mEq / L로 표시됩니다. 또한 다른 염이 존재하더라도 일반적으로 mg CaCO 3 / L 또는 백만 분율 (ppm)로 표시됩니다.
탄산 칼슘과 탄산 마그네슘이 알칼리도에 기여하기 때문에 물의 이러한 특성은 일반적으로 경도와 관련이 있습니다. 칼슘과 마그네슘, 즉 금속 양이온 Ca 2+ 및 Mg 2+는 각각 물의 경도를 담당하는 요소입니다.
물의 알칼리도는 무엇입니까?
물에 포함될 수있는 산성 물질을 중화하여 pH 감소를 방지하는 것은 물의 능력입니다. 이 완충 작용은 약산과 그 결합 염기의 존재 때문입니다.
염기는 산과 반응하여 전기적으로 중성, 즉 하전되지 않은 종이 될 수 있습니다.
HCO 3 - + H + <=> CO 2 + H 2 O
중탄산염 (위의 화학 방정식)은 수소 이온과 반응하여 하전되지 않은 화합물 인 이산화탄소가됩니다. 1 몰의 HCO 3 - 의 몰 당량을 나타낸다. 한편, 탄산염 (CO 3 2- )은 2 몰 당량을 나타냅니다.
지하수
지하수는 황산을 포함한 산성비의 화합물을 운반합니다. 물에 용해되는 대기 중 이산화탄소의 존재도 탄산을 형성 할 수 있습니다.
산은 칼슘과 탄산 마그네슘이 풍부한 석회암 암석에 작용하여 용해를 일으 킵니다. 이로 인해 물에 탄산염과 중탄산염이 축적되어 알칼리도를 주로 담당합니다.
카코 2 3 + H 2 SO 4 → 2 칼슘 2+ + 2HCO 3 - + SO 4 2-
위의 산을 첨가하면 이전 반응에서 남은 수소보다 더 많은 중탄산염이 생성되는 한 알칼리도가 증가합니다.
알칼리성 지하수가 대기와 접촉하면 이산화탄소와 탄산염 침전물을 잃어 알칼리도가 낮아집니다. 그런 다음 대기, 물 및 탄소 질 광물 사이에 동적 평형이 설정됩니다.
지표수에 존재하는 조건 하에서 탄산염이 알칼리도에 미치는 영향이 감소하고 중탄산염이 최대 기여자가됩니다.
해수
탄산염, 중탄산염, 수산기 및 수소 이온 외에도 다른 화합물이 물의 알칼리도에 기여합니다. 여기에는 붕산염, 인산염, 규산염, 유기산 및 황산염의 공액 염기가 포함됩니다.
이질화 및 황산염 감소와 같은 혐기성 과정은 바다와 바다에서 발생하며 물 알칼리도의 60 %를 차지합니다. 이러한 공정은 수소를 소비하므로 N 2 및 H 2 S 를 생성하는 것 외에도 pH를 증가시킵니다 .
일반적으로 혐기성 공정은 알칼리도를 증가시킵니다. 반대로 호기성 과정은 감소합니다. 표층수에서는 산소가있는 상태에서 물에 의해 운반되는 유기물을 분해하는 과정이 있습니다.
분해 되면서 물로 운반되는 H + 가 생성 되어 알칼리도가 감소합니다.
환경 오염은 무엇보다도 극지방이 녹아 해수의 양을 증가시키는 결과를 초래합니다. 이로 인해 해수의 알칼리성을 담당하는 화합물이 희석되어 감소합니다.
단위
물 알칼리도는 일반적으로 mg CaCO 3 / L 로보고 되지만 탄산 칼슘이 존재하는 유일한 화합물은 아니며 물 알칼리도의 유일한 원인도 아닙니다. 탄산 밀리그램 / L 50 (카코 대략 당량으로 나눈 MEQ / L로 전환 될 수있다 (3) ).
결심
강산으로 물에 존재하는 염기를 적정하여 결정됩니다. 가장 많이 사용되는 산은 0.1N 염산 및 0.02N 황산입니다.
적정 할 물 50 mL를 부피 플라스크에서 측정하고, 그 부피를 250 mL 삼각 플라스크에 넣습니다. 일반적으로 페놀프탈레인과 메틸 오렌지와 같은 지표의 혼합물이 자주 사용됩니다. 산을 뷰렛에 넣고 적정되는 물에 한 방울 씩 부어 넣습니다.
산으로 적정을 시작할 때 물의 알칼리도가 9.6보다 크면 페놀프탈레인에 의한 착색 변화가 관찰되지 않습니다. 그 후 pH가 9.6 ~ 8.0 사이로 내려 가면 건포도 색이 나타나며 적정 중 pH가 8.0에서 떨어지면 사라집니다.
학위의 단계
첫 번째 단계에서 탄산염은 적정되며 반응은 다음 방정식으로 요약됩니다.
CO 3 2 + H 3 O + <=> HCO 3 - + H 2 O
적정하는 동안 산이 계속 첨가됨에 따라 메틸 오렌지가 겪는 변화로 인해 적정 용액의 색상이 주황색으로 변하여 탄산염 형태와 다른 염기가 완전히 소모되었음을 나타냅니다.
마지막 단계에서는 탄산 만 남습니다.
HCO 3 - + H 3 O + <=> H 2 CO 3 + H 2 O
이것은 CO 2 당량점이라고하는 pH 4.3-4.5에서 발생합니다 . 이것은 기존 화합물이며 물의 알칼리도는 "제로"가됩니다. 물이 가열되면 H 2 CO 3 분해로 인해 CO 2 거품이 발생합니다 .
CO 2 당량점에 도달하는 데 필요한 산의 양은 물의 총 알칼리도를 측정합니다.
중요성
물의 알칼리성의 존재는 그들이 사는 곳의 pH를 변경할 수있는 폐수 또는 산성비의 유입으로 인해 수생 동식물에 발생할 수있는 피해를 제한하는 환경 보호 메커니즘입니다.
산호초는 바닷물의 산성도가 증가하여 심각한 피해를 입습니다. 물의 알칼리도는 이러한 손상 작용의 범위를 제한하여 과도한 산도를 중화시키고 생명에 적합한 pH를 유지하도록합니다.
물의 알칼리도 는 수생 생물의 유지를 보장하기위한 한계 인 CaCO 3 / L 로 최소 20mg의 값을 가져야한다고 추정되었습니다 .
물의 알칼리도 값에 대한 지식은 물의 경도가 감소 할 때 탄산 칼슘을 탄산염으로 침전시키는 데 필요한 탄산나트륨 또는 탄산 칼륨과 석회의 양을 안내 할 수 있습니다.
참고 문헌
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