Что такое щелочность воды и расчет pH

В таблицах СанПиН РФ («Питьевая вода») предельно допустимая концентрация по щелочным показателям не указывается, поэтому большинство источников при определении нормы щёлочности воды ссылаются на стандарты ВОЗ, директиву ЕС или санитарные правила стран со сходным нормативным порядком.

ГОСТ 31957-2012 – Межгосударственный стандарт щелочности воды

Так, величина в 30 мг НСО3-/л устанавливается в ЕС-директиве при определении качества предназначенной для потребления человеком воды. В украинских актуальных правилах ГСанПиН для водопроводной воды параметр не устанавливается, а величина в < 6,5 ммоль/м3 указывается только для фасованной и бюветной воды. Приведённые в российских тематических источниках значения чаще всего варьируются в пределах от 0,5 до тех же 6,5 ммоль/м3.

При этом существует ГОСТ 31957-2012 – Межгосударственный стандарт, подписанный органами по стандартизации 6 стран и модифицированный по отношению к другим международным стандартам. Россия, наряду с Арменией, Казахстаном, Киргизией, Таджикистаном, Узбекистаном, входит в число стран, подписавших документ, в котором описываются методы определения щёлочности в концентрации 0,1-100 ммоль/дм3.

Определение и содержание понятия

Щёлочностью воды («Щ» в формулах) называют сумму содержащихся в ней веществ – гидроксильных ионов/анионов слабых кислот, – вступающих с сильными кислотами в реакцию с разделением на:

  • бикарбонатную (Щб),
  • карбонатную (Щк),
  • гидратную (Щг),.

Единица измерения – миллиграмм-эквивалент кислоты, записывающийся как мг-экв/л. Общая щёлочность как сумма анионов слабых кислот –  силикатов, боратов, карбонатов, гидрокарбонатов, сульфидов, гидросульфидов, сульфитов, гидросульфитов, фосфатов, анионов гуминовых кислот) – это способность связывать сильные кислоты (их эквивалентное количество). Концентрация некоторых ионов незначительна, поэтому, когда говорят  об общей щёлочности, то имеют в виду, главным образом, карбонатный тип (определяющийся ионами угольной кислоты), где гидролизованные анионы образуют гидроксид-ионы:

Щелочной показатель для поверхностных вод связывают с присутствием в них в основном гидрокарбонатов щелочноземельных металлов (и щелочных – в меньшей степени), и для природных вод с pH < 8,3 он определяется концентрацией гидрокарбонатов магния и кальция. При определённой обработке водоресурса и при pH >8,5 происходит возникновение гидратного типа.

Щелочной параметр необходим для:

  • определения содержания карбонатов, а также баланса угольной кислоты (вместе с рН), 
  • дозирования химических веществ, применяемых в водоснабжении,
  • реагентной очистке,
  • установлении пригодности водоресурса для ирригации (при избытке щелочноземельных металлов).

Северные районы России с низкими щелочными показателями и pH для природной воды характеризуются повышенной коррозионной агрессивностью, от которой страдают трубопроводы и конструкции из черных металлов и бетона.

Идеальный стандарт щелочности не ниже 6.5 и не выше 9

По мнению японских исследователей, в районах, где пьют более щелочную воду (выше показателя 6,5, но ниже 9) продолжительность жизни выше на 20-30%. В целом щелочные показатели должны быть достаточными для прохождения химической коагуляции, однако при этом они не должны быть слишком высокими, чтобы не провоцировать физиологические расстройства у водопотребителей. Минимальные щелочные значения составляют +/- 30 мг/л, а максимальные в пределах 450-500 мг/л.

Распространившееся среди обладателей различных модифицированных аэраторов мнение об их влиянии на щелочные свойства гидропотока не подтверждается. Эти аэраторы-экономители (http://water-save.com/) позволяют сократить водорасход, но не влияют на химические характеристики водоресурса.

Методы определения концентрации карбонатов

В межгосударственном стандарте описаны 2 титриметрических метода расчёта щёлочности воды:

  1. Свободная и общая щёлочность. Для питьевой – расфасованной (негазированной) и из источников питьевого водоснабжения, – природной, а также сточной вод путём титрования (постепенного смешивания) до значения pH 8,3, а также 4,5. Полученные значения применяются для расчётов концентрации карбонатов (в диапазоне 6-6000 мг/дм3) и гидрокарбонатов (6,1-6100 мг/дм3).
  2. Карбонатная щёлочность. Для воды питьевой, природной, технической на разных стадиях технологических процессов путём титрования до pH 5,4 ед.

Конечная точка титрования определяется при изменении значения на рН-метре или окраски индикатора:

  • рН-переход от розового к бесцветному при 8,3-8,0 даёт величину параметра «по фенолфталеину»,
  • рН-переход от оранжевого к жёлтому при 4,4 даёт величину параметра «по метиловому оранжевому».

Равным нулю параметр принимается, если для анализируемой пробы рН<4,5.

Читайте далее

Оставьте комментарий и вступите в дискуссию