Alcalinidade da água o que é, determinação e importância

O Alcalinidade da água É a resistência do mesmo que se opõe a uma mudança de pH devido à adição de substâncias ou líquidos ácidos. Essa característica é frequentemente confundida com basicidade. A adição de CO₂, Por exemplo, pode causar uma diminuição no pH (basicidade) sem modificar a alcalinidade.

Na alcalinidade de água doce, deve -se principalmente à contribuição de compostos como carbonato (CO₃^2-), Bicarbonato (HCO₃^-) e hidroxila (oh^-). Na água do mar, você deve adicionar a contribuição do hidróxido de boro (boh^4-), Os silicatos (sio₄^2-) e fosfatos (PO₄^3- e HPO₄^2-).

Água subterrânea, um exemplo de águas altamente alcalinas. Fonte: Max Pixel.

A alcalinidade da água é geralmente expressa em MEQ/L, correspondente à quantidade de ácido usado em seu grau: cloridrico ou sulfúrico. Também é geralmente expresso como mg de caco₃ / L, ou parte por milhão (ppm), mesmo que haja presença de outros sais.

Essa característica da água geralmente está associada à sua dureza, porque os carbonatos de cálcio e magnésio contribuem para a alcalinidade. Enquanto cálcio e magnésio, ou seja, seus cátions de metal CA²⁺ e mg²⁺ respectivamente, são os elementos responsáveis ​​pela dureza da água.

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Qual é a alcalinidade da água?

É a capacidade da água de neutralizar as substâncias ácidas que podem ser incorporadas a ela, evitando assim uma diminuição em seu pH. Esta ação de buffer se deve à presença de ácidos fracos e suas bases conjugadas.

As bases podem reagir com ácidos para se tornarem espécies eletricamente neutras, isto é, não carregadas.

HCO₃^- + H⁺  Co₂ + H₂QUALQUER

O bicarbonato (equação química acima) reage com o íon hidrogênio para se tornar o dióxido de carbono, composto descarregado. Um mol de HCO₃^- representa um equivalente molar. Enquanto isso, carbonato (CO₃^2-) representa dois molares equivalentes.

Águas subterrâneas

As águas subterrâneas são portadores de compostos de chuvas ácidas, incluindo ácido sulfúrico. A presença de dióxido de carbono da atmosfera que se dissolve na água também pode formar ácido carbônico.

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Os ácidos atuam em rochas de calcário, ricas em carbonatos de cálcio e magnésio, produzindo sua dissolução. Isso causa o acúmulo de carbonato e bicarbonato na água, principalmente responsável por sua alcalinidade.

2 caco₃ + H₂SW₄ → 2 ca²⁺ + 2HCO₃^- + SW₄^2-

A adição de um ácido (acima) causa um aumento de alcalinidade, desde que haja mais bicarbonato do que o excesso de hidrogênio da reação anterior.

Quando a água alcalina subterrânea entra em contato com a atmosfera, perde dióxido de carbono e precipita carbonato, o que diminui a alcalinidade. Um equilíbrio dinâmico entre a atmosfera, a água e os minerais carbonatados é então estabelecido.

Sob as condições que existem nas águas superficiais, a contribuição do carbonato para a alcalinidade diminui e o bicarbonato se torna o contribuinte máximo para ele.

Água do mar

Além de carbonato, bicarbonato e íons hidroxila e hidrogênios, outros compostos contribuem para a alcalinidade da água. Entre eles estão boratos, fosfatos, silicatos, bases conjugadas de ácidos orgânicos e sulfatos.

No oceano e no mar, ocorrem processos anaeróbicos, como dyitrificação e redução de sulfato, que têm uma contribuição de 60% da alcalinidade da água. Esses processos consomem hidrogênio, para que produzam um aumento no pH, além de originar n₂ e h₂S.

Em geral, os processos anaeróbicos causam um aumento na alcalinidade. Pelo contrário, os processos aeróbicos produzem uma diminuição. Nas águas da superfície, na presença de oxigênio, há um processo de degradação da matéria orgânica transportada pela água.

Quando isso é produzido⁺ que é levado para a água que produz uma diminuição na alcalinidade.

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A poluição ambiental causa, entre outras consequências, o degelo da tampa polar que resulta em um aumento no volume de água do mar. Isso causa uma diluição dos compostos responsáveis ​​pela alcalinidade da água do mar e, portanto, sua diminuição.

Unidades

A alcalinidade da água é comum como mg de caco₃/L, embora o carbonato de cálcio não seja o único composto presente, nem o único contribuinte à alcalinidade da água. O Mg/L de Carbonato pode ser passado para MEQ/L dividindo por 50 (peso equivalente aproximado do caco₃).

Determinação

É determinado pela titulando as bases presentes na água com um ácido forte.  Os ácidos mais utilizados são de 0,1 N cloridricos e 0,02 N sulfúrico.

50 ml da água são medidos em um frasco picado, colocando esse volume de água em um erlenmeyer de 250 ml. Uma mistura de indicadores é geralmente usada, geralmente fenolftaleína e laranja de metila. O ácido é colocado em uma bureta e é derramado queda por gota na água que está sendo intitulada.

Se a alcalinidade da água for maior que 9,6 no início do grau com o ácido, uma variação na coloração atribuível à fenolftaleína não será observada. Então, o pH diminui entre 9,6 e 8.0 será observado a aparência de um Curlesh.

Estágios do grau

Durante o primeiro estágio, o carbonato é intitulado, um esquematizado de reação na seguinte equação:

Co₃^2- + H₃QUALQUER⁺  HCO₃^-  + H₂QUALQUER

Ao continuar adicionando o ácido durante o grau, a cor da solução intitulada é laranja devido à mudança experimentada pela laranja metila, indicando que nela as formas carbonatadas e as outras bases foram totalmente consumidas.

Na fase final, há apenas ácido carbônico:

Pode atendê -lo: hibridação química

HCO₃^-  + H₃QUALQUER⁺  H₂Co₃ + H₂QUALQUER

Isso ocorre para um pH 4,3 - 4,5, chamado de ponto equivalente do CO₂. Este é o composto existente e a alcalinidade da água se torna "zero". Se a água estiver aquecida, haverá uma bolha do CO₂ para a decomposição de H₂Co₃.

O volume de ácido necessário para atingir o ponto de equivalência do CO₂ É uma medida da alcalinidade total da água.

Importância

A existência da alcalinidade da água é um mecanismo de proteção ambiental para limitar os danos que podem ser causados ​​à flora e fauna aquáticos, devido ao influxo de águas residuais ou chuvas ácidas capazes de modificar o pH onde vivem.

O recife de coral sofre danos graves devido a um aumento na acidez da água do mar. A alcalinidade da água limita a extensão dessa ação prejudicial, neutralizando o excesso de acidez e permitindo a manutenção de um pH compatível com a vida.

Estima -se que a alcalinidade da água deve ter um valor mínimo de 20 mg como um caco₃/L, limite para garantir a manutenção da vida aquática.

O conhecimento do valor da alcalinidade da água pode orientar a quantidade de carbonato de sódio ou potássio e limão necessário para a precipitação de cálcio como carbonato quando a dureza da água é reduzida.

Referências

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