Zasadowość

 Drukuj

Co to jest zasadowość?

Zasadowość jest miarą zdolności wody do zobojętniania kwasów. Jest to tzw. zdolność buforowa wody lub zdolność wody do przeciwstawienia się zmianie pH po dodaniu kwasu.

Zasadowość wody (pH7,0 lub wyższe) jest spowodowana głównie obecnością rozpuszczonych substancji zobojętniających kwas (zasad). Związana jest z bilansem dwutlenku węgla w wodzie i jest funkcją pH.

Do zasadowości przyczyniają się trzy podstawowe jony zasadowe:

  • wodorowęglanowy (HCO 3 -)
  • węglanowy (CO 3 2-)
  • hydroksylowy (wodorotlenkowy) (OH -)

Zasadowość ogólna

Zasadowość ogólna jest wyrażoną w częściach na milion miarą wszystkich zasad (wszystkich jonów węglanowych, wodorowęglanowych i hydroksylowych) obecnych w próbce. Tak więc zasadowość ogólna jest miarą zdolności wody do przeciwstawienia się zmianom pH.

Zasadowość ogólną oznacza się przez miareczkowanie do pH 4,9, 4,6, 4,5 lub 4,3 w zależności od zawartości dwutlenku węgla.

Zasadowość wobec fenoloftaleiny

Zasadowość wobec fenoloftaleiny (zasadowość p) jest oznaczana przez miareczkowanie do pH 8,3 (punkt końcowy przy zmianie koloru wskaźnika — fenoloftaleiny) i wskazuje całkowitą ilość jonów hydroksylowych i połowę ilości jonów węglanowych obecnych w próbce. Zasadowość wobec fenoloftaleiny jest podzbiorem zasadowości ogólnej.

Zwykle twarda woda ma odczyn zasadowy, a miękka woda bardziej kwaśny. Jednak w nietypowych okolicznościach mogą występować odstępstwa od tej reguły.


Kup teraz

Dlaczego należy oznaczać zasadowość?

Zasadowość jest ważnym czynnikiem w szerokim zakresie zastosowań, od wody pitnej i napojów po wodę kotłową/chłodzącą i oczyszczanie ścieków, a także w wielu rodzajach procesów produkcyjnych i w przemyśle chemicznym.

  • Wysoka zasadowość może łagodzić toksyczność metali ciężkich, umożliwiając wykorzystanie dostępnych jonów wodorowęglanowych i węglanowych do usuwania metali z roztworów.
  • W środowisku naturalnym niska zasadowość sprawia, że strumienie, rzeki lub jeziora są wrażliwe na kwaśne zanieczyszczenia, które mogą obniżyć pH wody do poziomu szkodliwego dla płazów, ryb lub zooplanktonu.
  • Zasadowość jest potrzebna do buforowania, czyli stabilizacji pH, w celu ułatwienia fazy fermentacji beztlenowej w oczyszczaniu ścieków.
  • W biologicznej oczyszczalni ścieków zasadowość jest wykorzystywana w procesie nitryfikacji przy przemianie amoniaku w azotyny, a następnie w azotany. W celu zapewnienia właściwej aktywności biologicznej należy utrzymać minimalną zasadowość.
  • Woda o wysokiej zasadowości ma nieprzyjemny smak „napoju gazowanego” a po spożyciu może być szkodliwa dla zdrowia. W urządzeniach przemysłowych i rurach wysoka alkaliczność wody może powodować powstawanie kamienia lub osadzanie się minerałów.

Firma Hach® oferuje wyposażenie do wykonywania analiz, materiały, szkolenia i oprogramowanie, które są niezbędne do skutecznego monitorowania zasadowości w specyficznych procesach stosowanych przez klienta.

Analizatory zasadowości serii EZ

Polecane produkty do pomiaru zasadowości

Analizatory zasadowości serii EZ

Analizatory online serii EZ oferują wiele opcji monitorowania zasadowości w wodzie.

Kup teraz

Automatyczne Titratory: Instrument

Przyrządy AT1000 i KF1000 są automatycznymi analizatorami laboratoryjnymi obsługiwanymi jednym przyciskiem, które wykonują zarówno miareczkowanie potencjometryczne (seria AT1000), jak i miareczkowanie wolumetryczne metodą Karla Fischera (seria KF1000).

Kup teraz

SL1000 — przenośny analizator wieloparametrowy (PPA) — przenośny kolorymetr z przyłączem USB

Przenośny analizator wieloparametrowy (PPA) Hach SL1000 umożliwia wykonywanie analiz z pominięciem ponad połowy czynności wykonywanych podczas procedury manualnej. Otrzymuj bardzo dokładne wyniki przy zmniejszonym ryzyku błędu i w dużo krótszym czasie.

Kup teraz

Spektrofotometry

Firma Hach od ponad 70 lat wprowadza innowacje w dziedzinie spektrofotometrii i oferuje wiele spektrofotometrów najwyższej klasy dostępnych na rynku analizy wody.

Kup teraz

Paski testowe

Wysokiej jakości odczynniki firmy Hach w postaci łatwych w użyciu pasków testowych.

Kup teraz

 

Które procesy wymagają monitorowania zasadowości?

Oczyszczanie ścieków

W oczyszczaniu ścieków zasadowość jest ważnym parametrem w określaniu prawidłowego przebiegu i stabilności różnych procesów obróbki biologicznej.

W fermentacji beztlenowej zasadowość i jej stosunek do stężenia lotnych kwasów tłuszczowych (VFA) jest najważniejszym pomiarem wykorzystywanym do interpretacji stabilności tego procesu biologicznego. Aby uzyskać optymalne wyniki, środowisko w komorze fermentacyjnej powinno mieć odczyn pH między 6,5 a 7,5. Jednak sam pomiar pH nie jest wystarczający. W celu zapewnienia zrównoważonego i bezpiecznego działania woda musi mieć wystarczającą zdolność buforową, aby skompensować zmiany w stężeniu kwasu. Komora fermentacyjna, w której środowisko jest zbyt kwaśne, jest toksyczna dla bakterii, zwłaszcza dla bakterii wytwarzających metan. Destabilizacja spowodowana toksycznymi warunkami przy niskim pH może być bardzo kosztowna ze względu na zmniejszenie produkcji gazu, dodawanie substancji chemicznych w celu uzyskania prawidłowej zasadowości oraz znaczny wzrost czasu i nakładu pracy personelu. Ponowna stabilizacja komory fermentacyjnej jest bardzo czasochłonna i może zająć kilka tygodni.

W systemach, które są wymagane do usuwania azotu amonowego, zasadowość jest najważniejszym parametrem monitorowania stabilności nitryfikacji. Zasadowość niższa od 50 mg/l wstrzymuje biologiczną konwersję amoniaku/amonu do azotynu, a następnie do azotanów. Po wyczerpaniu zasadowości w systemie biologicznym może rozpocząć się gwałtowny spadek pH. Podczas monitorowania biologicznego usuwania azotu poprzez napowietrzanie odczyn pH jest powszechnie stosowanym i pomocnym wskaźnikiem stabilności nitryfikacji, ale jest obarcziny opóźnieniem. W celu zapewnienia maksymalnej stabilności systemu monitorowanie zasadowości jest dobrym pomiarem predykcyjnym czyli takim, który wskazuje problemy, zanim staną się krytyczne.

Komora napowietrzania w instalacji uzdatniania wody aktywuje biologiczny proces, jakiemu podlega szlam. Woda o wysokiej zasadowości, dzięki obecności rozpuszczonych minerałów, wpływa na bakterie potrzebne do rozkładu.

Uzdatnianie wody pitnej

Zasadowość działa jako bufor pH w procesach koagulacji i zmiękczania wody wapnem i sodą. Zasadowość jest monitorowana w całym procesie uzdatniania wody oraz w systemie dystrybucji w celu zapewnienia dostarczania bezpiecznej wody pitnej dla społeczności lokalnej.

Znajomość zasadowości wody surowej jest bardzo ważna przy wyborze odpowiednich koagulantów i ustawianiu procesu koagulacji/flokulacji. Dzięki bezbłędnej znajomości wszystkich kluczowych parametrów proces koagulacji może zostać rozszerzony o usuwanie ogólnego węgla organicznego (TOC) i ograniczenie możliwości tworzenia się produktów ubocznych dezynfekcji (DBP) w wodzie przed chlorowaniem.

Zasadowość filtrowanej wody jest często korygowana w celu kontrolowania jej korozyjności przed dostarczeniem do systemu dystrybucji, a pomiar zasadowości wody wodociągowej w sieci dystrybucyjnej jest ważny dla zapewnienia odpowiedniej ochrony przed korozją i uniknięcia naruszenia rozporządzenia dotyczącego ołowiu i miedzi (LCR).

W instalacjach uzdatniania wody mierzy się zasadowość, ponieważ działa ona jako bufor pH w koagulacji.

Produkcja napojów

Oprócz monitorowania zasadowości wody zasilającej kotły i wieże chłodnicze parametr ten ma zasadnicze znaczenie dla oceny wody źródłowej używanej do produkcji, ponieważ nieprawidłowa lub niejednorodna zasadowość może mieć negatywny wpływ na smak i ogólną jakość piwa, soków i innych napojów.

Linia produkcyjna butelek szklanych w zakładzie produkcji napojów przypomina, w jaki sposób zasadowość może wpływać na końcowy smak i jakość produktów.

Produkcja chemiczna w procesach przemysłowych

Wraz z innymi parametrami zasadowość jest monitorowana podczas procesów chłodzenia, aby zapobiec korozji rurociągów, skraplaczy i osuszaczy w miarę upływu czasu. Monitorowanie zasadowości wraz z innymi kluczowymi parametrami podczas oczyszczania ścieków przemysłowych pomaga zakładom zapewnić zgodność z przepisami obowiązującymi dla przemysłu chemicznego, unikać naruszeń zezwoleń, maksymalizować wydajność, kontrolować koszty i działać na najwyższym możliwym poziomie BHP.

Wieże chłodnicze emitują parę wodną do atmosfery. Monitorowanie zasadowości podczas uzdatniania wód dla przemysłu ma istotne znaczenie dla ochrony przed szkodliwą korozją.

Jak monitoruje się zasadowość?


Analizatory zasadowości Hach serii EZ

Titration

Rozwiązanie laboratoryjne:

AT1000 — Miareczkowanie cyfrowe

Online:

Analizatory zasadowości serii EZ


Analizator wieloparametrowy Hach SL1000

Metoda kolorymetryczna

LCK362 — Testy kuwetowe zdolności neutralizacji kwasowów

SL1000


Paski testowe Hach do oznaczania zasadowości ogólnej

Paski testowe/zestawy testowe

Zestaw testowe do oznaczania zasadowości

Paski testowe do oznaczania zasadowości ogólnej

Często zadawane pytania

Jaka jest różnica między twardością a zasadowością?

Twardość jest sumą wielowartościowych jonów metali w roztworze, natomiast zasadowość jest miarą zdolności roztworu do zobojętniania kwasów (suma jonów hydroksylowych, węglanowych i wodorowęglanowych). W naturalnych systemach wodnych zwykle obecny jest węglan wapnia, który odpowiada za różne właściwości wody. Zarówno twardość, jak i zasadowość są wyrażane jako stężenie CaCO 3 dla wygody raportowania jednej liczby reprezentujących wiele substancji chemicznych oraz dla ułatwienia obliczania twardości węglanowej (przemijającej) i niewęglanowej roztworu (trwałej).

Jaka jest zasadowość próbki, jeśli wskaźnik fenoloftaleinowy nie zmienia koloru próbki na różowy?

Przy oznaczaniu zasadowości przez miareczkowanie wobec fenoloftaleiny wykorzystuje się wskaźnik fenoloftaleinowy, która zmienia kolor z różowego na bezbarwny w punkcie końcowym. Jeżeli po dodaniu wskaźnika próbka nie zmienia koloru na różowy, oznacza to, że próbka nie wykazuje zasadowości wobec fenoloftaleiny. Próbka nie wykazuje zasadowości wobec fenoloftaleiny, jeżeli jej pH jest mniejsze niż 8,3.

Jakie są niektóre typowe czynniki zakłócające oznaczanie zasadowości metodami miareczkowania?

Do niektórych typowych czynników zakłócających oznaczanie zasadowości metodami miareczkowania należą:

  • chlor – chlor w stężeniu na poziomie wyższym od 3,5 mg/l może powodować żółto-brązowe zabarwienie po dodaniu sproszkowanej zieleni/purpury bromokrezolowej. Aby wyeliminować zakłócenie, przed dodaniem innych odczynników, należy wstępnie przygotować próbkę, dodając 1 kroplę 0,1 N roztworu wzorcowego tiosiarczanu sodu na 100 ml próbki.
  • Kolor lub mętność – mogą utrudniać postrzeganie zmiany koloru w punkcie końcowym. Nie należy filtrować ani rozcieńczać kolorowych lub mętnych próbek. Użyć pH-metru i miareczkować próbki do określonych punktów końcowych:

    Skład próbki Phenolphthalein alkalinity  Total alkalinity 
    Zasadowość około 30 mg/L pH 8.3 pH 4.9
    Zasadowość około 150 mg/L pH 8.3 pH 4.6
    Zasadowość około 500 mg/L pH 8.3 pH 4.3
    zawiera krzemiany lub fosforany pH 8.3 pH 4.5
    Odpady przemysłowe lub złożone systemy pH 8.3 pH 4.5
    Analiza rutynowa lub zautomatyzowana pH 8.3 pH 4.5