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 می‌باشد و مهمترین کربناتهای آب عبارتند از بی‌کربناتهای مهمی که معمولا در آب وجود دارند عبارتند از .

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

1. اگر P=T پس M=0 یعنی در محیط کربنات و بی‌کربنات وجود ندارد و قلیائیت مربوط به هیدروکسیدهاست.
   
   
2. اگر قلیائیت مربوط به هیدروکسیدها و کربناتها می‌باشد.
   
   
3. اگر P = M پس قلیائیت مربوط به کربناتها می‌باشد.
   
   
4. اگر قلیائیت مربوط به کربناتها و بی کربناتها می‌باشد.
   
   
5. 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 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.