A alcalinidade da água é definida como a soma das cargas de ácidos inativos (conjugados de bases fortes ) como Na + , Ca 2+ , menos a carga de bases inativas (conjugados de ácidos fortes ) como Cl - , NO 3 - , SO 4 2– .
Como resultado da neutralidade elétrica da solução, é também a soma das cargas das bases fracas ( carbonato , hidrogenocarbonato , borato , silicato , fosfato , etc. ).
A alcalinidade das águas naturais resulta da alteração dos minerais nas rochas . Assim, a alteração dos feldspatos dos granitos libera os cátions inativos Na + , K + , Ca 2+ enquanto os ânions ( aluminato e silicato ) são bases fracas e, principalmente, são incorporados aos minerais argilosos . Da mesma forma, os piroxênios de basaltos liberam o cátion Mg 2+ e o ânion silicato . A dissolução da calcita dos calcários fornece o íon Ca 2+ inativo e o íon base carbonato CO 3 2– fraco; portanto, aumenta a alcalinidade. Por outro lado, a dissolução do gesso ( sulfato de cálcio hidratado), produzindo os íons Ca 2+ e SO 4 2– , ambos inativos e de cargas opostas, não o modifica.
Exame simultâneo das variações na alcalinidade e carbono inorgânico dissolvido (DIC), soma das concentrações de HCO 3 - , CO 3 2– e íons CO 2dissolvido, é a maneira mais precisa e simples de estudar problemas como equilíbrio cálcio-carbônico , absorção de CO 2atmosférica pelo oceano e a acidificação da água do mar .
A alcalinidade é medida por titulações com um ácido forte (HCl, HNO 3 ).
Conforme a titulação avança, o pH diminui. Quando a amostra contém carbonatos, um primeiro ponto de equivalência pode ser observado em torno de pH = 8,3. Este ponto corresponde à transformação dos íons carbonato em bicarbonato . A alcalinidade é medida no segundo ponto de equivalência, que corresponde à transformação do bicarbonato em ácido carbônico . Este ponto de equivalência é em torno de pH = 4,3.
A nitrificação e precipitação do carbonato de cálcio diminuem a alcalinidade. A dissolução do carbonato de cálcio aumenta.
A alcalinidade de uma amostra é determinada por titulação com uma solução de ácido nítrico .
À medida que a titulação avança, o pH diminui ligeiramente. Quando a amostra contém carbonatos, um primeiro ponto de equivalência pode ser observado em torno de pH = 8,3. Este ponto corresponde à transformação dos íons carbonato e bicarbonato. Já a alcalinidade é medida no segundo ponto de equivalência, ou seja, aquele que corresponde à transformação do bicarbonato em ácido carbônico. Este ponto de equivalência é em torno de pH = 4,3.
A força alcalimétrica (TA) é o volume de ácido expresso em ml a 0,02 mol / l em íons H 3 O + necessário para dosar 100 ml de água. Esta análise é realizada na presença de fenolftaleína que passa de incolor a rosa-fúcsia a pH = 8,2. O TA é expresso em graus franceses ( ° f ): 1 ° f = 3,4 mg / l de íon hidróxido HO - ou 6,0 mg / l de íon carbonato CO 3 2– .
A força alcalimétrica completa (TAC) corresponde ao volume de ácido necessário para neutralizar os íons bicarbonato HCO 3 - além dos íons carbonato CO 3 2 - contidos em 100 ml de amostra:
TAC = [HO - ] + 2 [CO 3 2– ] + [HCO 3 - ]O TAC é expresso em graus franceses (° f):
1 ° f = 3,4 mg / l HO - (apenas íons hidróxido se [CO 3 2– ] = [HCO 3 - ] = 0) 1 ° f = 6,0 mg / l CO 3 2– (apenas íons carbonato se [HO - ] = [HCO 3 - ] = 0) 1 ° f = 12,2 mg / l HCO 3 - (apenas íons de bicarbonato se [HO - ] = [CO 3 2– ] = 0)O nível de referência na água destinada ao consumo humano é 8 ° f .