Nøgleforskel – alkalinitet vs hårdhed
Selvom vand dækker 71,1 % af jordskorpen, er vand over alt ikke det samme. Vand er dog det eneste uorganiske stof, der naturligt kan eksistere i alle tre fysiske tilstande som flydende vand, is eller vanddamp. Dette skyldes variationerne i temperaturen. Afhængigt af de bestanddele, der er opløst i det, kan vand være forskellig i farve, smag eller kemisk sammensætning fra et sted til et andet. For eksempel er havvand ret anderledes end vandprøver fra en brønd. Derfor er der indført vandtestparametre for at teste vandkvaliteten. Alkalinitet og hårdhed er sådanne parametre, som er meget vigtige faktorer, som bør testes, før man indtager vand. Den vigtigste forskel mellem alkalinitet og hårdhed er, at alkalinitet måler den samlede mængde baser, der er til stede i vand, mens hårdhed måler den samlede mængde (koncentration) af divalente s alte.
Hvad er alkalinitet?
Alkalinitet er vands evne til at holde pH-værdien stabil. Med andre ord er alkalitet vands evne til at neutralisere syrer. Graden af alkalinitet er for det meste afhængig af jorden eller klipperne, den passerer igennem. Alkalinitet opstår hovedsageligt på grund af tilstedeværelsen af carbonatarter til stede i vand. Det er relateret til vandets basicitet. Alkalinitet kommer hovedsageligt fra hydroxider eller baser. Carbonatarter bidrager til alkaliniteten end andre basiske arter gør, fordi betydelige mængder carbonatarter findes naturligt i vand.
Alkalinitet er en vigtig parameter, fordi den direkte kan påvirke vandlevende organismer. Det bedste pH-område for vandlevende liv til at fungere korrekt er 6,0-9,0 pH. Alkalinitet hjælper med at opretholde denne pH i vandområder. Det måles ved brug af syre-base titrering. I denne titrering måles mængden af en syre, der kan neutraliseres af en vandprøve. Carbonatarten vil neutralisere syren, og slutpunktet opnås, når alle carbonattyperne er forbrugt.
Figur 01: Alkalivand i Mono Lake
Hvad er hårdhed?
Vandhårdhed er måling af koncentrationen af totale divalente ioner i vand. Eksempler på nogle divalente ioner til stede i vand er calciumion, magnesiumioner og Fe2+-ion. Calcium og magnesium er dog de mest almindelige kilder til vandhårdhed. Enheden for hårdhed er ppm pr. CaCO3 ækvivalenter. Der er to typer vandhårdhed:
Midlertidig hårdhed
Midlertidig hårdhed opstår på grund af tilstedeværelsen af calciumhydrogencarbonat (Ca (HCO3)2) og magnesiumhydrogencarbonat (Mg (HCO) 3)2). Begge arter nedbrydes ved opvarmning, og CaCO3 eller MgCO3 udfældning forekommer. Derfor kan midlertidig hårdhed fjernes ved at koge vand.
Permanent hårdhed
Permanent vandhårdhed opstår på grund af tilstedeværelsen af calciumsulfat. Det kan ikke fjernes med kogende vand.
Natriumcarbonat kan bruges til både midlertidig og permanent hårdhed for at blødgøre hårdt affald. Natriumcarbonat er opløst i vand og giver nok carbonationer til at reagere med calciumioner i vandet. Dette hjælper med at blødgøre det hårde vand.
Hårdheden af vand kan nemt estimeres ved en EDTA-titrering. EDTA vil binde med både calcium- og magnesiumioner; derfor kan den bestemme mængden af de tilstedeværende ioner.
Hvad er lighederne mellem alkalinitet og hårdhed?
Begreberne alkalinitet og hårdhed bliver ofte forvirrede på grund af flere ligheder, som de deler. En sådan lighed er, at måleenheden er den samme for begge parametre, hvilket er ppm (parts per million) i CaCO3 ækvivalenter.
En anden lighed er, at vandets hårdhed og alkalinitet hovedsageligt kommer fra kalkstens- eller dolomitkilder i naturen. Dette sker, når vandet passerer gennem klipper og optager mineraler, som forårsager alkalinitet og hårdhed. Når kalksten og dolomit opløses i vand, blandes calciumioner, magnesiumioner og carbonatarter med vand. Calcium- og magnesiumioner forårsager vandhårdhed, og alkaliniteten opstår på grund af tilstedeværelsen af carbonatarter.
Hvad er forskellen mellem alkalinitet og hårdhed?
Alkalinitet vs. hårdhed |
|
| Alkalinitet er vands evne til at modstå pH-ændringer, der opstår på grund af syrer. | Hårdhed er måling af den samlede mængde af divalente ioner til stede i vand. |
| Causale arter | |
| Alkalinitet er hovedsageligt forårsaget af tilstedeværelsen af carbonatarter. | Hårdhed er forårsaget af divalente ioner såsom calcium-, magnesium- eller jernioner. |
| Determination | |
| Alkalinitet kan bestemmes ved syre-base titreringer. | Hårdhed kan bestemmes ved hjælp af EDTA-titreringer. |
| Reaktioner i titreringer | |
| Karbonatarter, der forårsager alkalinitet, kan reagere med stærke syrer i nærværelse af phenolphtalein og methylorange indikatorer for at give farveændringer, når alle carbonationer er forbrugt. | Calcium- og magnesiumioner, der forårsager hårdhed, kan bindes med EDTA, og ved at finde mængden af EDTA, kan man finde hårdheden af vandprøven. |
Opsummering – Alkalinitet vs. hårdhed
Alkalinitet og hårdhed findes i naturligt vand i forskellige grader. Det er parametre, der bruges til at bestemme vandkvaliteten. Den største forskel mellem alkalinitet og hårdhed er, at alkalinitet måler den samlede mængde baser, der er til stede i vand, mens hårdhed måler den samlede mængde (koncentration) af divalente s alte.
Download PDF-version af Alkalinity vs Hardness
Du kan downloade PDF-versionen af denne artikel og bruge den til offline-formål i henhold til citatnoter. Download venligst PDF-versionen her Forskel mellem alkalinitet og hårdhed.
