Щелочность
Щелочность влияет на способность образца воды противостоять изменению уровня pH при реакции с кислотой, она является важным показателем качества воды. Если водоем имеет высокую щелочность, то он устойчив к колебаниям pH из за любых кислотных добавок таких как кислотные дожди или сбросы промышленных отходов. И наоборот, пониженная щелочность указывает на то, что вода подвержена резкому изменению уровня pH даже от небольшого количества дополнительной кислоты.
Показатель щелочности природных вод важен, так как флора и фауна водной среды болезненно реагирует на любые резкие изменения pH. Как правило, водная жизнь расцветает при уровне pH от 6 до 8. Если этот уровень переходит нижнюю границу из за низкой щелочности, то рыбы, земноводные и беспозвоночные подвергаются стрессам, включающим сокращение потомства, торможение в росте и развитии, появление нежелательных видов.
Обычно титрование выполняется путем добавления титранта соляной кислоты в образец до достижения уровня pH = 4,5. Общий результат щелочности включает все ее отдельные виды.
Одним из наиболее подходящих приборов от Hanna Instruments для определения щелочности является титратор HI 902 вместе с автосемплером HI 921. Применение данного оборудования позволяет уменьшить время, требуемое на выполнение однообразных измерительных процедур. В процессе измерение возможно проводить несколько анализов на одном и том же образце одновременно. Простота использования и максимальная автоматизация позволяют приборам от компании Hanna Instruments занимать лидирующие позиции в сфере лабораторного и промышленного оборудования.
СОДЕРЖАНИЕ
История
Упрощенное резюме
∑ ( катионы ) знак равно ∑ ( анионы ) <\ Displaystyle \ сумма (<\ текст <катионы>>) = \ сумма (<\ текст <анионы>>)> 
Подробное описание
Теоретическое лечение
В обычных грунтовых или морских водах измеренная щелочность устанавливается равной:
Примеры проблем
Сумма способствующих видов
Добавление CO 2
При всех значениях pH:
Только при высоких (основных) значениях pH:
Растворение карбонатной породы
Другой способ записать это:
показывает, что pH будет связан с концентрацией ионов кальция, причем более низкий pH соответствует более высокой концентрации ионов кальция. В этом случае, чем выше pH, тем больше будет бикарбоната и карбонат-иона, в отличие от парадоксальной ситуации, описанной выше, когда человек не находится в равновесии с атмосферой.
Щелочность океана
Процессы, повышающие щелочность
Процессы анаэробного разложения, такие как денитрификация и сульфатредукция, оказывают гораздо большее влияние на щелочность океана. Денитрификация и сульфатредукция происходят в глубоких океанах, где отсутствует кислород. Оба эти процесса потребляют ионы водорода и выделяют квазиинертные газы (N 2 или H 2 S), которые в конечном итоге улетучиваются в атмосферу. Это потребление H + увеличивает щелочность. Было подсчитано, что анаэробное разложение может составлять до 60% от общей щелочности океана.
Процессы, снижающие щелочность
Глобальная временная изменчивость
Пространственная изменчивость
Исследователи также показали, что щелочность варьируется в зависимости от местоположения. На местный АТ могут влиять два основных паттерна смешивания: течение и река. Перемешивание с преобладанием течений происходит недалеко от берега в районах с сильным течением воды. В этих областях тренды щелочности следуют текущим и имеют сегментированную взаимосвязь с соленостью.
Перемешивание с преобладанием рек также происходит недалеко от берега; он наиболее силен вблизи устья большой реки (например, Миссисипи или Амазонки). Здесь реки могут выступать в качестве источника или стока щелочности. A T следует за выходом из реки и имеет линейную зависимость от солености. Такой режим перемешивания наиболее важен в конце зимы и весной, потому что таяние снега увеличивает сток реки. По мере того как сезон переходит в лето, речные процессы становятся менее значительными, и смешивание течений может стать доминирующим процессом.
Щелочность океанов также следует общим тенденциям в зависимости от широты и глубины. Было показано, что A T часто обратно пропорционален температуре поверхности моря (SST). Следовательно, она обычно увеличивается с увеличением широты и глубины. В результате области апвеллинга (где вода из глубин океана выталкивается на поверхность) также имеют более высокие значения щелочности.
Наборы данных измерений
На протяжении недавней истории было много попыток измерить, зарегистрировать и изучить щелочность океана. Некоторые из более крупных наборов данных перечислены ниже.
Смотрите также
использованная литература
внешние ссылки
Калькуляторы карбонатной системы
Следующие пакеты рассчитывают состояние карбонатной системы в морской воде (включая pH):
Инструкция по уходу за водой
по уходу за водой в бассейне при помощи химикатов
1. Параметры состояния воды.
Состояние воды в плавательном бассейне характеризуют четыре главных показателя:
2. Соотношение кислоты и щелочи (число свободных ионов водорода, рН )
Ниже в тексте мы будем пользоваться международными (англоязычными) сокращениями этих параметров.
1.1 Количество нерастворимых частиц – TDS.
В идеальном плавательном бассейне TDS должно быть менее 450 ppm (мг/л).
Максимальная, абсолютная концентрация для воды плавательного бассейна составляет 1000 частиц на миллион частей воды (1000 ppm ). Если концентрация TDS превысит это значение, то уменьшается действие дезинфицирующих веществ, альгицидов и других средств ухода.
Удалять воду из бассейна проще всего продолжительными циклами обратной промывки фильтра.
Неприятные последствия могут проявиться через годы, когда надо будет начать заменять старые насосы, фильтры, водонагреватели и соединения труб, что довольно дорого.
рН ниже 7,0 – вода становится агрессивной и разрушает металлические детали (устройства для бассейна), быстрее потребляется и хлор.
Вследствие этого рН надо часто (не менее одного раза в неделю) проверять и регулировать при помощи соответствующих химикатов.
1.3 Общая щелочность – ТА.
Регулирование ТА требует терпения, поскольку одновременно надо следить, чтобы рН не падало ниже 6,8 и не превышало 8,0. ТА и рН следует регулировать, добавляя небольшие количества химикатов и оставляя достаточный промежуток между добавлением химикатов, чтобы состав воды мог стабилизироваться. С руководствами по применению химикатов следует ознакомиться очень тщательно! Если ТА однажды отрегулирована, то в общем случае ее больше не надо регулировать. В наших условиях она в пределах нормы уже в новой воде.
1.4 Кальциевая жесткость – СН.
2. Дезинфицирование.
2.1 Д ля чего нужен хлор?
· Нестабилизированный хлор – экономичный и эффективный, однако его нельзя использовать, если первоначальная СН выше 120 ppm (8,5 английских градуса), поскольку увеличивает содержание кальция в воде, который при определенных условиях начинает осаждаться. Используется для хлорного шока и при первоначальной жесткости воды ниже 200 ppm (14 английских градусов).
2.2 Существенные понятия при использовании хлора.
Общий хлор – это суммарное количество свободного и связанного хлора. Содержание связанного хлора не должно превышать трети от общего хлора.
Хлорный шок означает 5. 10-кратную передозировку хлора. Он служит для нескольких целей: в результате его гибнут микроорганизмы, которые устойчивы к нормальному содержанию хлора в воде; он останавливает развитие водорослей и в общем случае удаляет хлорамины.
Содержание хлора в воде следует проверять часто, желательно каждый раз после интенсивного использования бассейна.
3. Измерение параметров воды.
Содержание химикатов в воде определяется фотометрическим методом по цвету раствора после добавления реагента. Электрические фотометры точны и удобны в использовании, однако они дорого стоят. Более распространенными являются устройства для тестирования, в которых цвет раствора сравнивается на глаз с эталонами.
В более частой проверке нуждаются число рН и содержание дезинфицирующего вещества (хлора). Предназначенный для домашних бассейнов ручной тестер (фирма » Olympic «) состоит из двух мензурок со шкалой цветовых эталонов. Используются жидкие реагенты. Позволяет определять рН 6,8. 8,4 и общий хлор 0,5. 4,0 мг/л.
По этому же принципу действуют и комплекты для тестирования, в которых имеются средства для определения СН и ТА, а также электрический пробник для измерения TDS.
4. Наиболее часто применяемые химикаты.
4.1 Хлорные таблетки.
Медленно растворяющиеся таблетки стабилизированного хлора, которые используются в специальном дозаторе хлора, соединенном с фильтровальной системой бассейна. Содержание хлора в таблетке высокое, поэтому использование таблеток экономно. Поскольку дозируемое количество регулируется при помощи механического клапана (обратная связь о содержании хлора в воде отсутствует), то таблетки не пригодны для использования в бассейнах с высокой нагрузкой использования или в случае, если температура воды в бассейне часто меняется.
4.2 Гранулированный хлор.
Стабилизированное соединение хлора, содержащее около 60% активного хлора. Добавляется вручную непосредственно в воду бассейна. По сравнению с таблетками дороже, однако безопаснее при хранении и транспортировке. Особенно хорошо подходит для использования в маленьких бассейнах или в бассейнах с меняющейся нагрузкой использования.
Жидкий, стабилизированный хлор. Содержание активного хлора 10%. Применяется при автоматической дозировке химикатов, а также путем непосредственного добавления в воду (в более больших бассейнах).
Для нейтрализации щелочности воды используется 15%-ный водный раствор соляной кислоты ( HCl ). Добавляется в воду бассейна вручную или при помощи автоматического дозирующего устройства, которое проверяет химический состав воды при помощи датчиков.
4.5 Флокулянт (коагулянт).
Щёлочность, гидрокарбонат-ион
Щёлочность
Описание: многоуровневый интегральный параметр, отражающий концентрацию анионов слабых органических и неорганических кислот в воде, в основном — угольной. Характеризует направленность гидро- и геохимических процессов, коррозионной агрессивности воды по отношению к бетону, стали, отопительным котлам, парогенераторам.
Методы определения: титриметрия с использованием индикаторов, потенциометрическое определение.
Типы щёлочности
| Тип | Обусловленность |
|---|---|
| Свободная щелочность | Наличие в воде карбонат-ионов CO 2− 3 и гидроксильных ионов OH − в водах с pH > 8,3 |
| Карбонатная щелочность | Наличие в воде продуктов диссоциации угольной кислоты — карбонатов CO 2− 3 и гидрокарбонатов HCO − 3, находящихся в равновесии |
| Общая щелочность | Наличие в воде анионов слабых неорганических и органических кислот, титруемых сильной кислотой |
Методики, используемые в Испытательном центре МГУ определения концентрации гидрокарбонатов в природных средах
| Нормативный документ на методику | Метод определения | Оборудование |
|---|---|---|
| Вода | ||
| ГОСТ 31957-2012 | титриметрия | вспомогательное оборудование |
| РД 52.24.493-2006 | титриметрия | вспомогательное оборудование |
| Почва | ||
| ГОСТ 26424-85 | титриметрия | весы |
Распространённость: гидрокарбонаты HCO − 3, карбонаты CO 2− 3, гидроксид-ион OH − и ионы слабых органических и неорганических кислот появляются в природной воде естественным образом в процессе растворения в воде углекислого газа, минералов и вмещающих пород при контакте воды с почвой. Поэтому практически все типы вод характеризуются щёлочностью отличной от нуля. Щёлочность тесно связана с показателем pH, поэтому разные щёлочности могут не присутствовать в воде одновременно.
Нормирование
С нормированием щёлочностей дела обстоят сложно. Сама по себе эта группа параметров в воде не нормируется. Однако нормируются гидрокарбонаты (только в бутилированной воде), частично обуславливающие значение щёлочностей. Содержание карбонатов напрямую не нормируются, но, если учесть, что в питьевой воде строго нормируется pH, свободная щёлочность в питьевой воде должна быть равна нулю.
Предельно допустимая концентрация (ПДК) гидрокарбонатов в различных типах вод
| Нормирование | ПДК, мг/л |
|---|---|
| Бутилированная вода первой категории СанПиН 2.1.4.1116-02 | 0–400 |
| Бутилированная вода высшей категории СанПиН 2.1.4.1116-02 | 30–400 |
| Вода систем централизованного водоснабжения СанПиН 2.1.4.1074-01 | — |
| Водные объекты рыбохозяйственного значения Приказ Минсельхоза РФ № 552 | — |
| Объекты рекреационного водопользования СанПиН 2.1.5.980-00 | — |
| Вода плавательных бассейнов СанПиН 2.1.2.1188-03 | — |
| Сточные воды в бытовых системах водоотведения Постановление Правительства РФ № 644 | — |
| Сточные воды в ливневых системах водоотведения Постановление Правительства РФ № 644 | — |
Польза и вред
Несмотря на то, что щёлочность не нормируется в большей части типов вод (кроме бутилированной), у щёлочности есть физиологическое воздействие: при употреблении воды с повышенной щёлочностью неизбежны негативные последствия для организма. Наиболее опасна свободная щёлочность. Общую и карбонатную щёлочности (при отсутствии свободной) лучше контролировать по содержанию гидрокарбонатов. Их содержание не должно превышать 400 мг/л.
При повышенной щёлочности наблюдается:
Методы очистки воды
Появление в питьевой воде свободной щёлочности говорит о наличии загрязнения источника.
При загрязнении источника такими загрязнителями очистка воды, как правило, не целесообразна — необходимо проводить очистку самого источника. В случае, если без очистки воды не обойтись, предпочтительнее использовать обратный осмос.
Щёлочность — важный интегральный параметр состояния воды. Повышенное содержание свободной щёлочности говорит о загрязнении источника. Общая и карбонатная щёлочности позволяют судить о происходящих в воде процессах и о балансе карбонатов и гидрокарбонатов, а также о связи этого баланса с показателем pH. Также параметры используются для оценки пригодности воды для использования в технологических процессах и устройствах, например парогенераторах, отопительных котлах, бойлерах и т.д.
Как понять, что щелочная вода (alkaline water) может сделать для нашего здоровья
Стоит ли признать, что щелочная вода – это супер-продукт для здоровья, или это все-таки просто очередное мошенничество? Защитники воды с весомым содержанием щелочи утверждают, что если будете ее пить, она поможет вашему телу сохранять требуемый pH баланс, благодаря чему вы избежите целого ряда болезней. Люди, которые стремятся пить подобную воду, могут приобрести особые таблетки и добавлять их в воду, либо выкупить специальную машину – бытовое устройство, создающее щелочную воду из водопроводной воды.
.jpg)
«Снятие мерок»
Обозначение pH говорит о соотношении кислоты и щелочи в некоей субстанции: по шкале от 0 до 14, когда 7 – значит «нейтрально», более высокие показатели обозначают щелочность, а более низкие – кислотность. Теоретически у дистиллированной воды показатель pH «стоит» на 7, не смотря на то, что цифра вроде как обычно проявляет тенденцию быть несколько ниже, т. к. вода эта собирает углекислый газ из воздуха. Показатель у человеческой крови варьируется в районе 7,4 pH – и это нормальная величина.
Так вот, шкала эта обусловливает концентрацию ионов водорода, ну а машины, созданные для производства щелочной воды, зачастую поэтому называют ионизаторами. В самом pH «р» идет от немецкого определения «potenz» (потенция), что значит «сила», ну а «Н» представляет водород. Если вам интересно узнать pH своей слюны, можете приобрести особые pH-полоски в определенных аптеках или заказать полоски онлайн.
Польза для здоровья, на которую вода претендует
Люди, поддерживающие стремление пить щелочную воду ради пользы для здоровья, как, например, маркетологи «Водных систем Kangen», говорят, что она предупреждает возникновение и развитие болезней и сдерживает процесс старения. Они так же претендуют в своих высказываниях на то, что щелочная вода способна не давать свободным радикалам формироваться, «вычищать» токсины из клеток или не давать токсинам задерживаться внутри, обеспечивая организм незаменимыми минералами, содействуя нормализации давления и гарантируя нормальный pH крови. Щелочная вода, также по их словам, лучше обеспечивает организм влагой, т. к. легче проникает в клетки.
Эффект от «кислотной диеты»
Защитники щелочной воды утверждают, что вода способна улучшить здоровье, т. к. когда люди сидят на кислотной диете и пьют обычную воду (не щелочную), организму приходится балансировать pH крови, выщелачивая такие важные минералы, как магний, калий и кальций из тканей, костей и зубов. Ну а это прямой путь к проблемам с костями, гниению зубов и клеточному старению. Люди, система питания которых скорее кислотная, чем щелочная – что можно измерить по кислотности (pH) слюны, – скорее всего, обнаружат у себя массу симптомов и нарушений, включая мускульную боль и боль в суставах, чрезмерное утомление, головные боли, несварение желудка, чрезмерное отделение слизи и сухость кожи и волос. С другой стороны, защитники воды говорят, что высокощелочная диета предотвращает и лечит дегенеративные заболевания, вроде артрита, рака, заболеваний сердца и отклонений в работе почек.
Наука
Многие патентные формулы, связанные с щелочной водой, необоснованны наукой. Не смотря на то, что уровень pH в слюне и моче определенно меняется, чаще всего pH крови близок к тем же показателям, что и раньше. А излишняя кислотность в основном выходит, когда вы выдыхаете углекислый газ. Плюс ко всему, например, в Американских регионах, где имеется как раз хорошая щелочная вода (Западная Америка) не наблюдается никакой разницы в средних показателях по дегенеративным заболеваниям по сравнению со всей остальной страной. Некоторые вебсайты, продающие таблетки для щелочной воды, утверждают, что людям следует пить pH-воду с показателями между 9 и 10, что примерно по показателям щелочи идет вровень с Молоком Magnesia. Дистиллированную воду реально довести до показателя pH в районе 8,3, вводя в нее пищевую соду. Любая же субстанция с pH выше, чем 10, превращается в «мыльное королевство».
Машины для производства щелочной воды
Итак, для получения щелочной воды из водопроводной в поток вводится процесс электролиза, добавляющий электрический заряд минералам в воде. Дистиллированную воду в данном случае использовать нельзя, т. к. минералов она не содержит. Устройства, плюс ко всему, разделяют воду по кислотному и щелочному каналам. Щелочная вода содержит концентрированный кальций, калий и магний.