La alcalinité de l'eau C'est la résistance du même qui s'oppose à un changement de pH dû à l'ajout de substances acides ou de liquides. Cette caractéristique est souvent confondue avec la basicité. L'ajout de COdeux, par exemple, il peut provoquer une diminution du pH (basicité) sans altérer l'alcalinité.
Dans l'eau douce, l'alcalinité est principalement due à l'apport de composés tels que le carbonate (CO3deux-), bicarbonate (HCO3-) et hydroxyle (OH-). Dans l'eau de mer, l'apport d'hydroxyde de bore (BOH4-), silicates (SiO4deux-) et les phosphates (PO43- et HPO4deux-).
L'alcalinité de l'eau est généralement exprimée en mEq / L, correspondant à la quantité d'acide utilisée dans son titrage: chlorhydrique ou sulfurique. Il est également généralement exprimé en mg de CaCO3 / L, ou partie par million (ppm), même si d'autres sels sont présents.
Cette caractéristique de l'eau est généralement associée à sa dureté, car les carbonates de calcium et de magnésium contribuent à l'alcalinité. Alors que le calcium et le magnésium, c'est-à-dire leurs cations métalliques Cadeux+ et Mgdeux+ respectivement, sont les éléments responsables de la dureté de l'eau.
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C'est la capacité de l'eau à neutraliser les substances acides qui peuvent s'y incorporer, évitant ainsi une diminution de son pH. Cette action tampon est due à la présence d'acides faibles et de leurs bases conjuguées..
Les bases peuvent réagir avec les acides pour devenir électriquement neutres, c'est-à-dire des espèces non chargées.
HCO3- + H+ <=> COdeux + HdeuxOU ALORS
Le bicarbonate (équation chimique ci-dessus) réagit avec l'ion hydrogène pour devenir du dioxyde de carbone, un composé non chargé. Une mole de HCO3- représente un équivalent molaire. Pendant ce temps, le carbonate (CO3deux-) représente deux équivalents molaires.
Les eaux souterraines transportent les composés des pluies acides, y compris l'acide sulfurique. La présence de dioxyde de carbone de l'atmosphère qui se dissout dans l'eau peut également former de l'acide carbonique..
Les acides agissent sur les roches calcaires, riches en carbonates de calcium et de magnésium, provoquant leur dissolution. Cela provoque l'accumulation de carbonate et de bicarbonate dans l'eau, principalement responsable de son alcalinité..
2 CaCO3 + HdeuxSW4 → 2 Cadeux+ + 2HCO3- + SW4deux-
L'ajout d'un acide (ci-dessus) provoque une augmentation de l'alcalinité tant que plus de bicarbonate est produit que l'hydrogène restant de la réaction précédente.
Lorsque l'eau souterraine alcaline entre en contact avec l'atmosphère, elle perd du dioxyde de carbone et précipite du carbonate, ce qui abaisse l'alcalinité. Un équilibre dynamique s'établit alors entre l'atmosphère, l'eau et les minéraux carbonés..
Dans les conditions qui existent dans les eaux de surface, la contribution du carbonate à l'alcalinité diminue et le bicarbonate en devient le contributeur maximal..
En plus des ions carbonate, bicarbonate et hydroxyle et hydrogène, d'autres composés contribuent à l'alcalinité de l'eau. Ceux-ci comprennent les borates, les phosphates, les silicates, les bases conjuguées d'acide organique et les sulfates..
Des processus anaérobies tels que la dinitrification et la réduction des sulfates se produisent dans l'océan et la mer, qui contribuent à 60% de l'alcalinité de l'eau. Ces processus consomment de l'hydrogène, ils produisent donc une augmentation du pH, en plus de produire du Ndeux et HdeuxS.
En général, les processus anaérobies provoquent une augmentation de l'alcalinité. Au contraire, les processus aérobies en produisent une diminution. Dans les eaux de surface, en présence d'oxygène, un processus de dégradation de la matière organique véhiculée par l'eau a lieu.
Au fur et à mesure qu'il se dégrade, H+ qui est transporté dans l'eau produisant une diminution de l'alcalinité.
La pollution de l'environnement entraîne, entre autres conséquences, la fonte de la calotte polaire qui se traduit par une augmentation du volume d'eau de mer. Cela provoque une dilution des composés responsables de l'alcalinité de l'eau de mer, et donc sa diminution.
L'alcalinité de l'eau est généralement exprimée en mg de CaCO3/ L, bien que le carbonate de calcium ne soit pas le seul composé présent, ni le seul contribuant à l'alcalinité de l'eau. Le mg / L de carbonate peut être converti en mEq / L en divisant par 50 (poids équivalent approximatif de CaCO3).
Il est déterminé en titrant les bases présentes dans l'eau avec un acide fort. Les acides les plus couramment utilisés sont 0,1 N chlorhydrique et 0,02 N sulfurique..
50 mL d'eau à titrer sont mesurés dans une fiole jaugée, en plaçant ce volume d'eau dans une fiole Erlenmeyer de 250 mL. Habituellement, un mélange d'indicateurs est utilisé, généralement de la phénolphtaléine et du méthylorange. L'acide est placé dans une burette et est versé goutte à goutte dans l'eau en cours de titrage..
Si l'alcalinité de l'eau est supérieure à 9,6 lors du démarrage du titrage avec l'acide, une variation de la coloration attribuable à la phénolphtaléine ne sera pas observée. Ensuite, lorsque le pH diminue entre 9,6 et 8,0, on observe l'apparition d'une couleur groseille qui disparaît lorsque le pH passe de 8,0 lors du titrage..
Au cours de la première étape, le carbonate est titré, une réaction décrite dans l'équation suivante:
CO3deux- + H3OU ALORS+ <=> HCO3- + HdeuxOU ALORS
Au fur et à mesure que l'acide continue à être ajouté pendant le titrage, la couleur de la solution titrée vire à l'orange en raison du changement que subit le méthylorange, indiquant que les formes carbonates et les autres bases ont été complètement consommées..
Au stade final, il ne reste que de l'acide carbonique:
HCO3- + H3OU ALORS+ <=> HdeuxCO3 + HdeuxOU ALORS
Cela se produit à un pH de 4,3 à 4,5, appelé point d'équivalence CO.deux. C'est le composé existant et l'alcalinité de l'eau devient "zéro". Si l'eau est chauffée, il y aura des bulles de COdeux par la décomposition de HdeuxCO3.
Le volume d'acide nécessaire pour atteindre le point d'équivalence de COdeux est une mesure de l'alcalinité totale de l'eau.
L'existence de l'alcalinité de l'eau est un mécanisme de protection de l'environnement pour limiter les dommages qui peuvent être causés à la flore et à la faune aquatiques, par l'afflux d'eaux usées ou de pluies acides susceptibles de modifier le pH où elles vivent..
Les récifs coralliens sont gravement endommagés par une augmentation de l'acidité de l'eau de mer. L'alcalinité de l'eau limite l'ampleur de cette action néfaste, neutralisant l'excès d'acidité et permettant le maintien d'un pH compatible avec la vie..
Il a été estimé que l'alcalinité de l'eau doit avoir une valeur minimale de 20 mg sous forme de CaCO3/ L, limite pour assurer le maintien de la vie aquatique.
La connaissance de la valeur de l'alcalinité de l'eau peut guider la quantité de carbonate de sodium ou de potassium et de chaux nécessaire à la précipitation du calcium sous forme de carbonate lorsque la dureté de l'eau est réduite.
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