Avainero – alkalisuus vs kovuus
Vaikka vesi peittää 71,1 % maankuoresta, vesi ei kaikkialla ole samanlaista. Vesi on kuitenkin ainoa epäorgaaninen aine, joka voi esiintyä kaikissa kolmessa fysikaalisessa tilassa luonnollisesti nestemäisenä vedena, jäänä tai vesihöyrynä. Tämä johtuu lämpötilan vaihteluista. Siihen liuenneiden aineosien mukaan vesi voi olla väriltään, maultaan tai kemialliselta koostumukseltaan erilainen paikasta toiseen. Esimerkiksi merivesi on aivan erilaista kuin kaivovesinäyte. Siksi veden laadun testaamiseksi on otettu käyttöön veden testausparametrit. Alkalisuus ja kovuus ovat sellaisia parametreja, jotka ovat erittäin tärkeitä tekijöitä, jotka tulee testata ennen veden käyttöä. Keskeinen ero alkaliteetin ja kovuuden välillä on se, että alkalisuus mittaa vedessä olevien emästen kokonaismäärää, kun taas kovuus mittaa kaksiarvoisten suolojen kokonaismäärää (pitoisuutta).
Mikä on alkalisuus?
Emäksisyys on veden kykyä pitää pH-arvonsa vakaana. Toisin sanoen emäksisyys tarkoittaa veden kykyä neutraloida happoja. Alkalisuusaste riippuu enimmäkseen maaperästä tai kivistä, jonka läpi se kulkee. Alkalisuus johtuu pääasiassa vedessä olevien karbonaattilajien läsnäolosta. Se liittyy veden emäksisyyteen. Alkalisuus tulee pääasiassa hydroksideista tai emäksistä. Karbonaattilajit vaikuttavat emäksisyyteen kuin muut peruslajit, koska vedessä esiintyy luonnostaan huomattavia määriä karbonaattilajeja.
Emäksisyys on tärkeä parametri, koska se voi vaikuttaa suoraan vesieliöihin. Paras pH-alue vesieliöiden moitteettoman toiminnan kann alta on 6,0-9,0 pH. Emäksisyys auttaa ylläpitämään tätä vesistöjen pH:ta. Se mitataan happo-emäs-titrauksella. Tässä titrauksessa mitataan hapon määrä, joka voidaan neutraloida vesinäytteellä. Karbonaattilajit neutraloivat hapon ja loppupiste saadaan, kun kaikki karbonaattilajit on kulutettu.
Kuva 01: Alkalivesi Mono-järvessä
Mikä on kovuus?
Veden kovuus on vedessä olevien kahdenarvoisten ionien kokonaispitoisuuden mitta. Esimerkkejä joistakin vedessä olevista kaksiarvoisista ioneista ovat kalsiumioni, magnesium-ioni ja Fe2+-ioni. Kalsium ja magnesium ovat kuitenkin yleisimmät veden kovuuden lähteet. Kovuuden yksikkö on ppm CaCO3 ekvivalenttia kohden. Veden kovuutta on kahta tyyppiä:
Tilapäinen kovuus
Tilapäinen kovuus johtuu kalsiumvetykarbonaatin (Ca (HCO3)2) ja magnesiumvetykarbonaatin (Mg (HCO) 3)2). Molemmat lajit hajoavat kuumennettaessa ja CaCO3 tai MgCO3 saostumista tapahtuu. Siksi väliaikainen kovuus voidaan poistaa keittämällä vettä.
Pysyvä kovuus
Pysyvä veden kovuus johtuu kalsiumsulfaatin läsnäolosta. Sitä ei voi poistaa keittämällä vettä.
Natriumkarbonaattia voidaan käyttää sekä väliaikaiseen että pysyvään kovuuteen kovan jätteen pehmentämiseen. Natriumkarbonaatti liukenee veteen ja tarjoaa riittävästi karbonaatti-ioneja reagoimaan vedessä olevien kalsiumionien kanssa. Tämä auttaa pehmentämään kovaa vettä.
Veden kovuus voidaan helposti arvioida EDTA-titrauksella. EDTA sitoutuu sekä kalsium- että magnesium-ioneihin; näin ollen se voi määrittää läsnä olevien ionien määrän.
Mitä yhtäläisyyksiä on alkalisuuden ja kovuuden välillä?
Termit emäksisyys ja kovuus menevät usein sekaisin, koska niillä on useita yhteisiä yhtäläisyyksiä. Yksi tällainen samank altaisuus on, että mittayksikkö on sama molemmille parametreille, joka on ppm (miljoonasosia) CaCO3 ekvivalentteina.
Toinen yhtäläisyys on, että veden kovuus ja emäksisyys tulevat pääasiassa luonnossa olevista kalkkikivestä tai dolomiittilähteistä. Tämä tapahtuu, kun vesi kulkee kivien läpi ja imee mineraaleja, jotka aiheuttavat alkalisuutta ja kovuutta. Kun kalkkikivi ja dolomiitti liukenevat veteen, kalsiumionit, magnesium-ionit ja karbonaattilajit sekoittuvat veteen. Kalsium- ja magnesium-ionit aiheuttavat veden kovuutta ja emäksisyys johtuu karbonaattilajien läsnäolosta.
Mitä eroa on alkalisuuden ja kovuuden välillä?
Alkalisuus vs kovuus |
|
| Emäksisyys on veden kykyä vastustaa happojen aiheuttamia pH-muutoksia. | Kovuus on vedessä olevien kaksiarvoisten ionien kokonaismäärän mitta. |
| Kausatiiviset lajit | |
| Emäksisyys johtuu pääasiassa karbonaattilajien läsnäolosta. | Kovuuden aiheuttavat kaksiarvoiset ionit, kuten kalsium-, magnesium- tai rauta-ionit. |
| Päätös | |
| Emäksisyys voidaan määrittää happo-emästitrauksella. | Kovuus voidaan määrittää EDTA-titrauksella. |
| Reaktiot titrauksissa | |
| Emäksyyttä aiheuttavat karbonaattilajit voivat reagoida vahvojen happojen kanssa fenoliftaleiinin ja metyylioranssin indikaattoreiden läsnä ollessa, jolloin saadaan värimuutoksia, kun kaikki karbonaatti-ionit kuluvat. | Kalsium- ja magnesium-ionit, jotka aiheuttavat kovuutta, voivat sitoutua EDTA:n kanssa ja EDTA:n määrän selvittämisellä saadaan selville vesinäytteen kovuus. |
Yhteenveto – Alkaliteetti vs kovuus
Luonnollisessa vedessä on emäksisyys ja kovuus eriasteisia. Nämä ovat parametreja, joita käytetään veden laadun määrittämiseen. Suurin ero alkalisuuden ja kovuuden välillä on se, että alkalisuus mittaa vedessä olevien emästen kokonaismäärää, kun taas kovuus mittaa kaksiarvoisten suolojen kokonaismäärää (pitoisuutta).
Lataa PDF-versio Alkalinity vs Hardness
Voit ladata tämän artikkelin PDF-version ja käyttää sitä offline-tarkoituksiin lainaushuomautuksen mukaisesti. Lataa PDF-versio täältä Alkaliteetin ja kovuuden ero.
