تعیین قلیائیت آب

ظرفیت کمی آب ، برای خنثی نمودن یک اسید قوی تا PH معینی را قلیائیت آب می‌گویند. قلیائیت آب به عنوان یکی از ویژگیهای عمومی آب در نظر گرفته می‌شود. قلیائیت آبهای سطحی معمولا تابعی از مقادیر هیدروکسید کربنات و بی‌کربنات موجود در آب می‌باشد. در تعیین قلیائیت معمولا حضور بوراتها ، فسفاتها و سیلیکاتها را باید در نظر گرفت.
تعیین قلیائیت در تفسیر و کنترل فرآیندهای تصفیه آب و فاضلابها کاربرد فراوانی دارد

چگونگی ایجاد قلیائیت در آب
اسیدیته و قلیائیت آب ، هر دو به مقدار CO2 محلول در آب بستگی دارند. CO2 در آب حل شده و اسید کربنیک تولید می‌کند. اسید حاصله در داخل آب ، یونیزه شده و پروتون و یون بی‌کربنات ایجاد می‌کند. پروتون با کربنات کلسیم ترکیب شده و با تولید بی‌کربنات باعث تبدیل کربناتها به بی‌کربنات می‌شود و در نتیجه حلالیت کربنات کلسیم در آب افزایش می‌یابد.
شکلهای گوناگون CO2 محلول در آب در PH های مختلف
CO2محلول در آب در PH کمتر از 4 به صورت اسید کربنیک می‌باشد. با افزایش PH ، اسید کربنیک به بی‌کربنات تجزیه می‌شود. در 6.3=PH مقدار اسید کربنیک و بی‌کربنات در آب با هم برابر می‌باشد. در 8.3 = PH ، فقط بی‌کربنات وجود دارد و با افزایش مجدد PH مقدار کربنات در محلول بیشتر می‌شود، بطوری که در 10.3= PH مقدار کربنات و بی‌کربنات باهم برابرند. در 11.3 < PH فقط کربنات در محیط وجود دارد.

قلیائیت کل آب
قلیائیت کل آب شامل رادیکالهای هیدروکسید ، کربناتها و بی‌کربناتها و در برخی مواقع شامل فسفاتها ، بوراتها و سیلیکاتها می‌باشد. قلیائیت هیدروکسید شامل
http://www.daneshema.com/upload/mayo.../formula_1.pngمی‌باشد و مهمترین کربناتهای آب عبارتند ازhttp://www.daneshema.com/upload/mayo.../formula_2.png بی‌کربناتهای مهمی که معمولا در آب وجود دارند عبارتند از http://www.daneshema.com/upload/mayo.../formula_3.png

شناساگر مورد استفاده
شناساگرهای مورد استفاده در تعیین قلیائیت آب عبارتند از فنل فتالین و متیل اورانژ. تیتراسیون معمولا یک اسید قوی استاندارد نظیر اسید سولفوریک و اسید کلریدریک انجام می‌شود. در تیتراسیون با فنل فتالین ، اگر رنگ شناساگر که در داخل محلول نمونه بعلت محیط قلیائی ارغوانی باشد و در 8.3=PH بی‌رنگ شود، مقدار اسید مصرفی خنثی‌سازی قلیائیت ناشی از هیدروکسید و کربنات را نشان می‌دهد.

اگر به این نمونه چند قطره متیل اورانژ اضافه شود، رنگ محیط نارنجی زرد خواهد شد که با تیتراسیون توسط اسید در 4.5= PH رنگ محلول سرخ خواهد شد. این مقدار اسید در واقع برای خنثی سازی بی‌کربناتها بکار رفته است. مجموع قلیائیت‌های فنل فتالین و متیل اورانژ را قلیائیت کل می‌نامند و با علامت اختصاری T نشان می‌دهند.

T = P + M

در رابطه مقابل ، M ، بیانگر اسید مصرفی برای خنثی کردن بی‌کربناتها ، P ، اسید مصرفی برای خنثی کردن هیدروکسید و کربنات و T ، قلیائیت کل است.

حالتهای مختلف قلیائیت آب
اگر P=T پس M=0 یعنی در محیط کربنات و بی‌کربنات وجود ندارد و قلیائیت مربوط به هیدروکسیدهاست.

اگر http://www.daneshema.com/upload/mayo.../formula_4.png قلیائیت مربوط به هیدروکسیدها و کربناتها می‌باشد.

اگر P = M پس http://www.daneshema.com/upload/mayo.../formula_5.png قلیائیت مربوط به کربناتها می‌باشد.

اگرhttp://www.daneshema.com/upload/mayo.../formula_6.png قلیائیت مربوط به کربناتها و بی کربناتها می‌باشد.

اگر P = 0 قلیائیت مربوط به بی‌کربناتها می‌شود. دراین صورت 8.3 > PH بوده و T= M خواهد بود.
نکته مهم
در محیط بازی که یونهای-OH وجود دارند، بی‌کربناتها وجود ندارند و عموما به کربنات تبدیل شده‌اند. از آن رو درصورت موجود بودن قلیائیت هیدروکسید ، مقدار قلیائیت بی‌کربنات عملا صفر خواهد بود. البته عکس این مطلب هم صادق است.
منبع : متن از shimi.blogfa.com