КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Щелочность природных вод
Одной из важнейших особенностей большинства природных вод является способность нейтрализовать ионы водорода. Эта способность называется щелочностью воды и определяется экспериментально при титровании пробы воды сильной кислотой, обычно HCl в присутствии фенолфталеина (рН перехода окраски —8,3) и затем метилоранжа (рН перехода окраски —4,5). Основными компонентами, ответственными за процессы связывания ионов водорода, в большинстве природных вод являются ионы HCO, CO и ОН. Другие ионы, источниками которых могут служить органические кислоты, фосфаты, бораты и т. д., вносят лишь незначительный вклад в процессы нейтрализации ионов водорода и начинают играть определенную роль лишь после связывания гидрокарбонат-ионов. Основные химические реакции, протекающие в водоеме при нейтрализации ионов водорода, можно представить следующими уравнениями: HCO+ Н+ Н2О + СО2 CO+Н+ HCO ОН+ Н+ Н2О При экспериментальном определении щелочности на первом этапе (до рН перехода 8,3) связываются все ионы гидроксила, и практически все ионы карбоната переходят в HCO (см. рис. 2.2). Израсходованное при этом количество кислоты соответствует карбонатной щелочности воды. В дальнейшем при титровании пробы (до рН перехода 4,5) связываются практически все гидрокарбонат-ионы (см. рис. 2.2). Поэтому суммарный расход кислоты (израсходованной до рН 4,5) эквивалентен содержанию ионов HCO, 2CO и ОН и представляет общую щелочность воды. Таким образом, численное значение щелочности можно определить как сумму концентраций ионов HCO, ОН и удвоенной концентрации ионов CO: Щ = [HCO] + 2[CO] + [ОН] где Щ —общая щелочность воды, моль/л. Если рН водной пробы еще до титрования ниже 4,5, то о такой воде говорят как о воде с нулевой щелочностью.
Необходимо четко представлять себе разницу между основностью и щелочностью раствора. Основность раствора характеризует лишь концентрацию ионов гидроксила в данный момент времени. Щелочность же показывает как бы резервную емкость воды, способность нейтрализовать определенное количество ионов водорода. Так, например, раствор, содержащий 0,001 моль/л NaOH, будет иметь рН 11 и общую щелочность, равную концентрации ОН-ионов: Щ= 0,001 моль/л. В то же время раствор, содержащий 0,1 моль/л NaHC03, будет иметь более низкое значение рН (рН 8,3), но его щелочность, которая будет определяться в основном концентрацией гидрокарбонат-ионов, будет в 100 раз больше, чем у раствора NaOH с концентрацией 0,001 моль/л. Величина щелочности природных вод имеет большое значение и с точки зрения фотосинтеза, протекающего в водоемах. В упрощенном виде процесс фотосинтеза может быть представлен следующим образом: СО2(Р.Р) + Н2О {СН2О} + О2 HCO+ Н2О {СН2О} + О2 + ОН Следовательно, при связывании углерода и синтезе органических соединений в случае отсутствия дополнительного поступления диоксида углерода возрастает рН раствора, а количество синтезируемых органических соединений зависит от содержания СО и HCO в растворе, или от его щелочности. Иногда в природных водоемах в связи с бурным протеканием процессов фотосинтеза и недостаточной скоростью поступления диоксида углерода рН поднимается до 10 и выше. Такие высокие значения рН, как и закисление, отрицательно сказываются на развитии водных экосистем. Поскольку, как отмечалось выше, для поверхностных водоемов, находяцщихся в равновесии с карбонатом кальция (кальцитом) и диоксидом углерода, содержащимся в атмосферном воздухе, рН воды должен составлять 7,3-8,4, значение щелочности в этих водоемах будут определяться лишь концентрацией гидрокарбонат-ионов (см. распределительную диаграмму на рис. 2.2). Концентрация HCO- ионов в таких водоемах, а, следовательно, и щелочность будут равны примерно 1 ммоль/л.
Следует отметить, что при отсутствии процессов растворения или осаждения щелочность воды остается неизменной. При изменении рН средьх происходят лишь взаимные трансформации компонентов карбонатной системы. Поэтому щелочность часто называют «консервативной величиной».
Дата добавления: 2013-12-14; Просмотров: 3081; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |