Alcalinitate

 Tipărire

Ce este alcalinitatea?

Alcalinitatea este un parametru de măsurare a capacităţii apei de a neutraliza acizi. Aceasta este cunoscută sub numele de capacitate tampon a apei sau capacitatea apei de a rezista la o schimbare a pH-ului atunci când se adaugă acid.

Alcalinitatea în apă (cu un pH de 7.0 sau mai mare) este cauzată în primul rând de prezenţa substanţelor dizolvate de neutralizare a acizilor (alcali). Este corelată cu echilibrul dioxidului de carbon din apă şi este o funcţie a pH-ului.

Cei trei ioni alcali principali din apă care contribuie la alcalinitate sunt:

  • Bicarbonat (HCO 3 -)
  • Carbonat (CO 3 2-)
  • Hidroxid (OH -)

Alcalinitatea totală

Alcalinitatea totală este o măsură în părţi pe milion din toţi alcalii (toţi ionii de carbonat, bicarbonat şi hidroxid) prezenţi într-o probă. Prin urmare, alcalinitatea totală este o valoare a capacităţii apei de a rezista schimbărilor de pH.

Alcalinitatea totală este determinată prin titrare la un pH de 4.9, 4.6, 4.5 sau 4.3, în funcţie de cantitatea de dioxid de carbon prezentă.

Alcalinitatea fenolftaleinei

Alcalinitatea fenolftaleinei (p-alcalinitate) este determinată prin titrare la un pH de 8.3 (punctul final când indicatorul fenolftaleinei îşi schimbă culoarea) şi înregistrează hidroxidul total şi jumătate din carbonatul prezent. Alcalinitatea fenolftaleinei este un subset al alcalinităţii totale.

De obicei, apa dură este alcalină, în timp ce apa moale este mai acidă. Cu toate acestea, există excepţii în circumstanţe neobişnuite.


Cumpăraţi acum

De ce să efectuaţi un test de alcalinitate?

Alcalinitatea este un factor important într-o mare varietate de aplicaţii, de la apă potabilă şi băuturi la apă pentru boilere/de răcire şi aplicaţii de epurare a apelor uzate, precum şi în multe tipuri de producţie.

  • Alcalinitatea ridicată poate atenua toxicitatea metalelor grele prin utilizarea bicarbonaţilor şi a carbonaţilor disponibili pentru a elimina metalele din soluţii.
  • În mediile naturale, alcalinitatea scăzută face ca izvoarele, râurile sau lacurile să fie vulnerabile la poluanţii acizi care pot scădea pH-ul apei la niveluri nocive pentru amfibieni, peşti sau zooplancton.
  • Alcalinitatea este necesară pentru tamponarea sau stabilizarea pH-ului, pentru a facilita faza de digestie anaerobă a epurării apelor uzate.
  • În epurarea apelor uzate biologice, procesul de nitrificare consumă alcalinitatea, deoarece amoniacul este transformat în nitriţi şi apoi în nitraţi. Pentru o activitate biologică adecvată trebuie menţinută o concentraţie minimă de alcalinitate.
  • Atunci când este consumată, apa foarte alcalină are un gust neplăcut de „băutură carbogazoasă” şi poate fi dăunătoare sănătăţii umane. În echipamentele industriale şi conducte, alcalinitatea ridicată în apă poate provoca scalare sau acumulare de minerale.

La Hach ®, găsiţi echipamentele de testare, resursele, instruirea şi software-ul de care aveţi nevoie pentru a monitoriza cu succes alcalinitatea în aplicaţia dvs. de proces specifică.

Produse recomandate pentru a măsura alcalinitatea

EZ Series Alkalinity Analyzers

Analizoarele online din seria EZ oferă mai multe opţiuni de monitorizare a alcalinităţii în apă.

Cumpăraţi acum

Automatic Titrators: Instrument

Instrumentele AT1000 şi KF1000 sunt analizoare automate de laborator care acoperă atât titrarea potenţiometrică (Seria AT1000), cât şi titrarea volumetrică Karl Fischer (Seria KF1000).

Cumpăraţi acum

SL1000 - PPA Portable Parallel Analyzer- Portable Colorimeter with USB

Analizorul portabil paralel (PPA) Hach SL1000 realizează aceleaşi teste în mai puţin de jumătate din etapele manuale. Obţineţi rezultate extrem de fiabile cu mai puţine riscuri de erori, într-o fracţiune din timp.

Cumpăraţi acum

Spectrophotometers

Hach inovează în spectrofotometrie de peste 70 de ani şi oferă multe dintre cele mai importante spectrofotometre de pe piaţa analizelor de apă.

Cumpăraţi acum

 

Ce procese necesită monitorizarea alcalinităţii?

Epurarea apelor uzate

În tratarea apelor uzate, alcalinitatea este un parametru important în determinarea sănătăţii şi stabilităţii diferitelor procese de tratare biologică.

În digestia anaerobă, alcalinitatea şi raportul acesteia cu concentraţia de acizi graşi volatili (VFA) este cea mai importantă valoare pentru înţelegerea stabilităţii acestui proces biologic. Pentru rezultate optime, un bazin de digestie trebuie să aibă o valoare a pH-ului cuprinsă între 6,5 şi 7,5. Cu toate acestea, doar măsurarea pH-ului nu este suficientă. Pentru a asigura o funcţionare durabilă şi sigură, apa trebuie să aibă o capacitate tampon suficientă pentru a compensa pentru modificările concentraţiei de acid. Un bazin de digestie care este prea acid este toxic pentru bacterii, în special pentru bacteriile producătoare de metan. Dificultăţile cauzate de condiţiile toxice ale pH-ului scăzut pot fi foarte costisitoare datorită producţiei reduse de gaz, adăugării de substanţe chimice pentru alcalinitate şi creşterii semnificative a timpului şi efortului personalului. Re-însămânţarea unui bazin de digestie afectat poate dura săptămâni şi necesită mult timp.

În sistemele care sunt necesare pentru îndepărtarea azotului amoniacal, alcalinitatea este un parametru cheie de monitorizare pentru o nitrificare stabilă. Valorile alcalinităţii sub 50 mg/L vor inhiba conversia biologică a amoniacului/amoniului în nitrit, apoi în nitrat. Odată ce alcalinitatea este epuizată într-un sistem biologic, pH-ul poate începe să scadă rapid. Atunci când se monitorizează îndepărtarea biologică a azotului aerat, pH-ul este un indicator utilizat în mod obişnuit şi util al stabilităţii nitrificării sistemului, dar este un indicator cu întârzieri. Pentru monitorizarea stabilităţii maxime a sistemului, monitorizarea alcalinităţii este o bună valoare predictivă pentru a indica problemele înainte ca acestea să devină critice.

Un bazin de aerare la o staţie de epurare a apei activează procesele biologice cu nămol. Apa bogată în alcalinitate prezentă în mineralele dizolvate produce bacterii necesare digestiei.

Tratarea apei potabile

Alcalinitatea acţionează ca un tampon de pH în coagulare şi înmuierea apei cu var şi sodă. Alcalinitatea este monitorizată pe tot parcursul procesului de tratare a apei şi în sistemul de distribuţie pentru a asigura livrarea de apă potabilă sigură către comunitate.

Cunoaşterea alcalinităţii apei brute este foarte importantă pentru alegerea coagulanţilor corecţi şi pentru stabilirea procesului de coagulare/floculare. Prin cunoaşterea corectă a tuturor parametrilor critici, procesul de coagulare poate fi îmbunătăţit pentru a elimina carbonul organic total (TOC) şi pentru a reduce potenţialul de formare a subproduselor de dezinfecţie (DBP) în apă înainte de clorinare.

Alcalinitatea apei filtrate este adesea ajustată pentru a controla corozivitatea acesteia înainte de eliberarea în sistemul de distribuţie şi măsurarea alcalinităţii apei de la robinet în reţeaua de distribuţie este importantă pentru a asigura un control adecvat al coroziunii şi pentru a evita încălcarea normei privind plumbul şi cuprul (LCR).

Staţiile de epurare a apei măsoară alcalinitatea, deoarece acţionează ca un tampon de pH în coagulare.

Industria băuturilor

Pe lângă monitorizarea alcalinităţii în apa de alimentare pentru boilere şi turnuri de răcire, acest parametru este vital pentru evaluarea sursei de apă folosite pentru producţie, deoarece alcalinitatea greşită sau inconsecventă poate afecta negativ aroma şi calitatea generală a berii, sucurilor şi altor băuturi.

O linie de fabricaţie a recipientelor din sticlă la o fabrică de băuturi este un memento al modului în care alcalinitatea poate afecta gustul final şi calitatea produselor.

Fabricarea chimică pentru procese industriale

Împreună cu alţi parametri, alcalinitatea este monitorizată în timpul proceselor de răcire pentru a preveni coroziunea conductelor, condensatoarelor şi uscătoarelor în timp. Monitorizarea alcalinităţii, împreună cu alţi parametri cheie, în timpul epurării apelor uzate industriale, ajută instalaţiile să asigure conformitatea cu reglementările din industria chimică, să evite încălcările autorizaţiilor, să maximizeze eficienţa, să controleze costurile şi să funcţioneze la cele mai înalte niveluri posibile de sănătate şi siguranţă.

Turnurile de răcire emit abur în atmosferă. Alcalinitatea este esenţială pentru monitorizare în tratarea apei industriale, pentru a proteja coroziunea dăunătoare.

Cum este monitorizată alcalinitatea?


Analizoare de alcalinitate Seria EZ de la Hach

Titrare

Online:

Analizoarele de alcalinitate Seria EZ


Analizoarele SL1000 cu parametri multipli de la Hach

Metoda colorimetrică

LCK362

SL1000


Benzi de testare a alcalinităţii totale de la Hach

Benzi de testare/Kituri de testare

Kit de testare a alcalinităţii

Întrebări frecvente

Care este diferenţa dintre duritate şi alcalinitate?

Duritatea este suma ionilor metalici multivalenţi în soluţie, în timp ce alcalinitatea este o măsură a capacităţii soluţiei de a neutraliza acizii (suma ionilor de hidroxid, carbonat şi bicarbonat). În sistemele naturale de apă, carbonatul de calciu este de obicei prezent şi responsabil pentru diferite caracteristici ale apei. Atât duritatea, cât şi alcalinitatea sunt exprimate ca o concentraţie de CaCO 3 pentru comoditatea raportării unui singur număr, pentru a reprezenta mai multe substanţe chimice şi pentru uşurinţa în calcularea durităţii carbonată şi necarbonată a unei soluţii.

Care este alcalinitatea probei dacă indicatorul de fenolftaleină nu transformă proba în roz?

Determinarea alcalinităţii cu fenolftaleină prin titrare utilizează un indicator de fenolftaleină care se modifică de la roz la incolor în punctul final. Dacă proba nu devine roz după adăugarea indicatorului, proba nu are alcalinitate cu fenolftaleină. Proba nu va avea alcalinitate cu fenolftaleină dacă pH-ul este mai mic de 8,3.

Care sunt interferenţele pentru alcalinitatea totală, metoda colorimetrică, TNTplus 870, metoda 10239?

Probele cu o capacitate acidă mai mare de 8 mmol/L trebuie diluate cu apă deionizată (DI) care nu conţine dioxid de carbon (CO 2). CO 2 se poate elimina din apa deionizată prin fierbere. Absenţa CO 2 în apa utilizată pentru diluare poate fi verificată prin efectuarea unei măsurători de blanc. Dacă probele au o capacitate tampon mare, se diluează cu apă DI. CO 2 din apa DI va interfera atunci când se diluează probe sau soluţiile standard pentru acest test colorimetric. Apa fără CO 2 nu este la fel de critică în titrare comparativ cu procedura colorimetrică. Testul colorimetric este mai sensibil la uşoare modificări ale concentraţiei de CO 2 datorită metodei de detectare colorimetrică şi a volumului mic de probă utilizat.

Care sunt unele interferenţe comune în metodele de titrare a alcalinităţii?

Unele interferenţe comune în metodele de titrare a alcalinităţii includ:

  • Clor – Clorul la niveluri peste 3,5 mg/L poate provoca o culoare galben-maronie atunci când se adaugă pernuţa roşie de pudră verde de bromcrezol-metil. Pentru a îndepărta interferenţa, pretrataţi proba adăugând 1 picătură de soluţie standard de tiosulfat de sodiu, 0,1 N per 100 mL probă, înainte de a adăuga alţi reactivi.
  • Culoare sau turbiditate – Culoarea sau turbiditatea pot face dificilă observarea schimbării culorii la punctul final. Nu filtraţi şi nu diluaţi probele care prezintă culoare sau turbiditate. Utilizaţi un pH-metru şi titraţi probele la punctele finale specificate:

    Compoziţia probei Alcalinitatea cu fenolftaleină  Alcalinitatea totală 
    Alcalinitate de aproximativ 30 mg/L pH 8.3 pH 4.9
    Alcalinitate de aproximativ 150 mg/L pH 8.3 pH 4.6
    Alcalinitate de aproximativ 500 mg/L pH 8.3 pH 4.3
    Conţine silicaţi sau fosfaţi pH 8.3 pH 4.5
    Deşeuri industriale sau sisteme complexe pH 8.3 pH 4.5
    Analiza de rutină sau automată  pH 8.3 pH 4.5
  • Soaps, oily matter, suspended solids and precipitates – Oils or solids can collect on the pH probe and cause a slow response. Clean the probe immediately after use.