Aciditatea și alcalinitatea
de Tim Loftus
Nivelurile de aciditate din apele uzate indică proprietățile corozive ale acestora și pot avea un rol principal în reglarea proceselor biologice, precum și în reacțiile chimice (cum ar fi coagularea și flocularea chimică). Alcalinitatea, de asemenea, contribuie la proprietățile apelor uzate, multe dintre acestea afectând, de asemenea, procesele biologice (cum ar fi nitrificarea) și reacțiile chimice.
Deși atât aciditatea, cât și alcalinitatea sunt legate de pH, ele nu trebuie confundate cu pH-ul și nici nu trebuie folosiți termenii în mod interschimbabil. Aciditatea este o măsură a capacității unei soluții de a reacționa cu o bază puternică (de obicei hidroxid de sodiu, NaOH) până la o valoare prestabilită a pH-ului. Această măsurătoare se bazează pe componenta acidă totală a unei soluții (acizi puternici și slabi, săruri de hidroliză, etc.) Este posibil să avem apă foarte acidă, dar să avem valori moderate ale pH-ului. În mod similar, pH-ul unei probe poate fi foarte scăzut, dar să aibă o aciditate relativ scăzută. Aciditatea este similară cu un tampon în sensul că, cu cât aciditatea este mai mare, cu atât este nevoie de mai mult neutralizant pentru a o contracara.
Alcalinitatea este măsura capacității unei soluții de a reacționa cu un acid puternic (de obicei acid sulfuric H2SO4) până la un pH predeterminat. Alcalinitatea unei soluții este, de obicei, alcătuită din carbonat, bicarbonat și hidroxizi. La fel ca în cazul acidității, cu cât alcalinitatea este mai mare, cu atât este nevoie de mai mulți agenți de neutralizare pentru a o contracara. În general, o stație de epurare și sistemul său de colectare funcționează mai bine cu ape uzate mai puțin acide și mai alcaline.
În conformitate cu orientările EPA privind prelevarea și conservarea probelor, probele pentru măsurarea atât a acidității, cât și a alcalinității pot fi colectate în sticle de sticlă sau de plastic și depozitate la 4 grade Celsius timp de până la paisprezece zile. Cu toate acestea, manipularea probei joacă probabil un rol mult mai important în păstrarea integrității probei. Aciditatea și alcalinitatea sunt puternic afectate de expunerea la atmosferă. Suprafețele mari sau timpii îndelungați de contact cu atmosfera, atât în recipientul de eșantionare, cât și în timpul analizei, pot dizolva gazele în eșantion sau pot permite gazelor dizolvate deja în eșantion să scape, modificând astfel măsurătorile. Atunci când se prelevează probe pentru aciditate și alcalinitate, cel mai bine este să nu se lase spațiu liber în recipient. De asemenea, nu filtrați proba (care creează turbulențe mari) și nu o lăsați într-un pahar deschis pe masa de laborator timp de ore întregi. Turnați o parte alicotă chiar înainte de analiză, astfel încât să reduceți la minimum expunerea la aer. În timpul analizei, mențineți turbulența amestecului la un nivel minim. Aceste măsuri sunt deosebit de importante atunci când se determină niveluri scăzute de aciditate sau alcalinitate.
Analizele de aciditate și alcalinitate cuprind fiecare o simplă titrare. Practic, aciditatea se determină prin titrarea probei cu hidroxid de sodiu până la un pH de 8,3 (adesea numită aciditatea fenolftaleină – acest termen datează de dinaintea pH-metrelor electronice). Alcalinitatea se determină prin titrare cu acid sulfuric până la un pH de 4,5. În timp ce aceste puncte finale de pH sunt obișnuite în situațiile legate de apele reziduale, alte puncte finale sunt adesea folosite în funcție de anumite condiții de testare sau de probă. De asemenea, deoarece atât aciditatea, cât și alcalinitatea nu sunt analize pentru substanțe chimice specifice, ci mai degrabă reprezintă proprietățile specifice ale unei soluții, măsurătorile sale sunt echivalate cu o cantitate echivalentă de carbonat de calciu. Acest lucru se face astfel încât măsurătorile unor probe diferite să poată fi comparate între ele. Prin urmare, raportați întotdeauna măsurătorile de aciditate și alcalinitate ca „___ mg CaCO3/L la pH ___”. Formulele matematice pentru calcularea acidității și alcalinității, precum și descrierile anumitor cazuri în care este necesară pretratarea probelor, pot fi găsite în Metode standard.
În concluzie, testarea acidității și alcalinității este ușor de efectuat. Și cu o prelevare atentă a probelor veți fi pe drumul cel bun pentru a monitoriza cu exactitate eficacitatea controlului coroziunii apei menajere din cartierul dumneavoastră, pentru a monitoriza o parte a procesului de nitrificare în nămolul activat al instalației dumneavoastră sau chiar pentru a depana procesul de adiție chimică pentru eliminarea fosforului din efluentul final.
Recomandările din acest articol pentru analizele de aciditate și alcalinitate sunt foarte generale. Verificați întotdeauna reglementările locale și de stat. Este posibil să aveți cerințe suplimentare de îndeplinit.