पानी की क्षारीयता इसके अम्लीय पदार्थों या तरल पदार्थों के अतिरिक्त पीएच में परिवर्तन के लिए प्रतिरोध है। यह विशेषता अक्सर मौलिकता के साथ भ्रमित होती है। उदाहरण के लिए, सीओ 2 के अलावा, क्षारीयता को बदले बिना पीएच (बुनियादीता) में कमी का कारण बन सकता है।
ताजे पानी में, क्षारीयता मुख्य रूप से कार्बोनेट (CO 3 2-), बाइकार्बोनेट (HCO 3 -) और हाइड्रॉक्सिल (OH -) जैसे यौगिकों के योगदान के कारण होती है । समुद्री जल में, बोरान हाइड्रॉक्साइड (BOH 4-), सिलिकेट्स (SiO 4 2-) और फॉस्फेट (PO 4 3- और HPO 4 2-) का योगदान जोड़ा जाना चाहिए।
भूजल, अत्यधिक क्षारीय पानी का एक उदाहरण है। स्रोत: मैक्स पिक्सेल
पानी की क्षारीयता आमतौर पर mEq / L में व्यक्त की जाती है, इसके अनुमापन में प्रयुक्त एसिड की मात्रा के अनुसार: हाइड्रोक्लोरिक या सल्फ्यूरिक। यह आमतौर पर मिलीग्राम सीएसीओ 3 / एल, या प्रति मिलियन (पीपीएम) भाग के रूप में भी व्यक्त किया जाता है, भले ही अन्य लवण मौजूद हों।
पानी की यह विशेषता आमतौर पर इसकी कठोरता से जुड़ी होती है, क्योंकि कैल्शियम और मैग्नीशियम कार्बोनेट क्षारीयता में योगदान करते हैं। जबकि कैल्शियम और मैग्नीशियम, अर्थात्, उनके धातु c Ca 2+ और Mg 2+ क्रमशः, पानी की कठोरता के लिए जिम्मेदार तत्व हैं।
पानी की क्षारीयता क्या है?
यह अम्लीय पदार्थों को बेअसर करने के लिए पानी की क्षमता है जिसे इसमें शामिल किया जा सकता है, इस प्रकार इसके पीएच में कमी से बचा जा सकता है। यह बफरिंग कार्रवाई कमजोर एसिड और उनके संयुग्मित ठिकानों की उपस्थिति के कारण होती है।
गैसें एसिड के साथ प्रतिक्रिया कर सकती हैं विद्युत रूप से तटस्थ बनने के लिए, जो कि अपरिवर्तित प्रजातियां हैं।
HCO 3 - + H + <=> CO 2 + H 2 O
बाइकार्बोनेट (ऊपर रासायनिक समीकरण) हाइड्रोजन आयन के साथ कार्बन डाइऑक्साइड, एक अपरिवर्तित यौगिक बन जाता है। HCO 3 का एक तिल - एक दाढ़ के बराबर का प्रतिनिधित्व करता है। इस बीच, कार्बोनेट (सीओ 3 2-) दो दाढ़ समकक्षों का प्रतिनिधित्व करता है।
भूजल
ग्राउंडवॉटर एसिड रेन से सल्फ्यूरिक एसिड सहित यौगिकों को ले जाता है। पानी में घुलने वाले वातावरण से कार्बन डाइऑक्साइड की उपस्थिति भी कार्बोनिक एसिड का निर्माण कर सकती है।
एसिड चूना पत्थर की चट्टानों पर काम करते हैं, जो कैल्शियम और मैग्नीशियम कार्बोनेट से समृद्ध होते हैं, जिससे उनका विघटन होता है। यह पानी में कार्बोनेट और बाइकार्बोनेट के संचय का कारण बनता है, जो मुख्य रूप से इसके क्षारीयता के लिए जिम्मेदार हैं।
2 सीएसीओ 3 + एच 2 एसओ 4 → 2 सीए 2+ + 2 एचसीओ 3 - + एसओ 4 2-
एक एसिड (ऊपर) जोड़ने से क्षारीयता में वृद्धि होती है जब तक कि पिछली प्रतिक्रिया से निकलने वाले हाइड्रोजन की तुलना में अधिक बाइकार्बोनेट का उत्पादन होता है।
जब क्षारीय भूजल वायुमंडल के संपर्क में आता है, तो यह कार्बन डाइऑक्साइड और कार्बोनेट अवक्षेप खो देता है, जो क्षारीयता को कम करता है। एक गतिशील संतुलन तब वायुमंडल, पानी और कार्बोनेस खनिजों के बीच स्थापित होता है।
सतह के पानी में मौजूद स्थितियों के तहत, क्षारीयता में कार्बोनेट का योगदान कम हो जाता है, और बाइकार्बोनेट इसके लिए अधिकतम योगदानकर्ता बन जाता है।
समुद्र का पानी
कार्बोनेट, बाइकार्बोनेट, और हाइड्रॉक्सिल और हाइड्रोजन आयनों के अलावा, अन्य यौगिक पानी की क्षारीयता में योगदान करते हैं। इनमें बोरेट्स, फॉस्फेट, सिलिकेट्स, कार्बनिक एसिड और सल्फेट्स के संयुग्मित आधार शामिल हैं।
डाइनिट्रीफिकेशन और सल्फेट में कमी जैसी एनारोबिक प्रक्रियाएं समुद्र और समुद्र में घटती हैं, जिनमें 60% पानी की क्षारीयता का योगदान है। ये प्रक्रिया हाइड्रोजन का उपभोग करती है, इस प्रकार एन 2 और एच 2 एस उत्पन्न करने के अलावा पीएच में वृद्धि होती है ।
सामान्य तौर पर, एनारोबिक प्रक्रियाएं क्षारीयता में वृद्धि का कारण बनती हैं। इसके विपरीत, एरोबिक प्रक्रियाएं इसमें कमी पैदा करती हैं। सतह के पानी में, ऑक्सीजन की उपस्थिति में, पानी द्वारा किए गए कार्बनिक पदार्थों के क्षरण की एक प्रक्रिया है।
जैसे-जैसे यह क्षीण होता है, एच + उत्पन्न होता है जिसे पानी में ले जाया जाता है, क्षारीयता में कमी लाता है।
पर्यावरणीय प्रदूषण, अन्य परिणामों के बीच, ध्रुवीय टोपी के पिघलने का कारण बनता है, जिसके परिणामस्वरूप समुद्री जल की मात्रा में वृद्धि होती है। यह समुद्री जल की क्षारीयता के लिए जिम्मेदार यौगिकों के कमजोर पड़ने का कारण बनता है, और इसलिए इसकी कमी होती है।
इकाइयों
पानी की क्षारीयता को आमतौर पर मिलीग्राम सीएसीओ 3 / एल के रूप में सूचित किया जाता है, हालांकि कैल्शियम कार्बोनेट एकमात्र यौगिक नहीं है, और न ही यह पानी की क्षारीयता का एकमात्र योगदानकर्ता है। कार्बोनेट के mg / L को mEq / L में 50 से विभाजित करके परिवर्तित किया जा सकता है (CaCO 3 का लगभग बराबर वजन)।
दृढ़ निश्चय
यह एक मजबूत एसिड के साथ पानी में मौजूद ठिकानों के शीर्षक से निर्धारित होता है। सबसे अधिक उपयोग किए जाने वाले एसिड 0.1 एन हाइड्रोक्लोरिक और 0.02 एन सल्फ्यूरिक हैं।
पानी के 50 एमएल का शीर्षक दिया जाना एक बड़ा फ्लास्क में मापा जाता है, जिससे पानी की मात्रा 250 एमएल एर्लेनमेयर फ्लास्क में हो जाती है। संकेतकों का एक मिश्रण अक्सर उपयोग किया जाता है, आमतौर पर फेनोल्फथेलिन और मिथाइल नारंगी। एसिड को एक मूत्रवर्धक में रखा जाता है और पानी में बूंद द्वारा बूंद डाला जाता है जिसका शीर्षक दिया जा रहा है।
यदि एसिड के साथ अनुमापन की शुरुआत में पानी की क्षारीयता 9.6 से अधिक है, तो फिनोलफथेलिन के कारण रंग में भिन्नता नहीं देखी जाएगी। फिर, जब 9.6 और 8.0 के बीच पीएच कम हो जाता है, तो एक रंग का रंग दिखाई देगा, जो कि अनुमापन के दौरान पीएच 8.0 से गिरने पर गायब हो जाता है।
डिग्री के चरण
पहले चरण के दौरान, कार्बोनेट का शीर्षक है, एक प्रतिक्रिया जो निम्नलिखित समीकरण में उल्लिखित है:
सीओ 3 2- + एच 3 ओ + <=> एचसीओ 3 - + एच 2 ओ
जैसा कि अनुमापन के दौरान एसिड को जोड़ा जाना जारी रहता है, शीर्षक समाधान का रंग नारंगी होने के कारण नारंगी रंग बदल जाता है, यह दर्शाता है कि कार्बोनेट रूपों और अन्य ठिकानों का पूरी तरह से उपभोग किया गया है।
अंतिम चरण में, केवल कार्बोनिक एसिड रहता है:
HCO 3 - + H 3 O + <=> H 2 CO 3 + H 2 O
यह पीएच 4.3 - 4.5 पर होता है, जिसे सीओ 2 तुल्यता बिंदु कहा जाता है । यह मौजूदा यौगिक है और पानी की क्षारीयता "शून्य" हो जाती है। यदि पानी गर्म होता है, तो एच 2 सीओ 3 के अपघटन से सीओ 2 की बुदबुदाती होगी ।
सीओ 2 के लिए तुल्यता बिंदु तक पहुंचने के लिए आवश्यक एसिड की मात्रा पानी की कुल क्षारीयता का एक उपाय है।
महत्त्व
पानी की क्षारीयता का अस्तित्व पर्यावरण की सुरक्षा का एक तंत्र है जो कि जलीय वनस्पतियों और जीवों को होने वाले नुकसान को सीमित करने के लिए, अपशिष्ट जल या अम्लीय वर्षा के प्रवाह द्वारा पीएच को संशोधित करने में सक्षम होता है जहाँ हम रहते हैं।
कोरल रीफ समुद्री जल की अम्लता में वृद्धि से गंभीर रूप से क्षतिग्रस्त हैं। पानी की क्षारीयता इस हानिकारक कार्रवाई की सीमा को सीमित करती है, अतिरिक्त अम्लता को बेअसर करती है और जीवन के साथ संगत पीएच के रखरखाव की अनुमति देती है।
यह अनुमान लगाया गया है कि पानी की क्षारीयता का न्यूनतम मान 20 मिलीग्राम सीएसीओ 3 / एल होना चाहिए, जलीय जीवन के रखरखाव की गारंटी देने की सीमा।
पानी की क्षारीयता के मूल्य का ज्ञान सोडियम या पोटेशियम कार्बोनेट की मात्रा के बारे में मार्गदर्शन कर सकता है और पानी की कठोरता कम होने पर कार्बोनेट के रूप में कैल्शियम की वर्षा के लिए आवश्यक चूना।
संदर्भ
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