Этот показатель, определяющий буферные свойства природных вод, имеет большое значение в технологии водоподготовки. В частности, он является одним из слагаемых при расчете индекса насыщения. Влияет он и на протекание некоторых технологических процессов очистки, например на удаление растворенного железа и марганца, ионов тяжелых металлов.
Щелочность равна сумме концентраций анионов (отрицательных ионов) гидрокарбонатов, карбонатов и гидроксидов: НСО3(-), СО3(2-) и ОН(-).
Часто общая щелочность просто равна содержанию гидрокарбонатов, потому что их гораздо больше, чем остальных анионов. Измеряется она, так же как и жесткость, в единицах миллиграмм-эквивалент в литре.
Что такое буферные свойства и почему щелочность их определяет?
Это способность воды (содержащей растворенные примеси) при добавлении кислот или щелочей до некоторых пор не реагировать на них изменением рН. Это свойство напрямую связано с наличием растворенной углекислоты и гидрокарбонатных солей. Например, при добавлении кислоты дополнительные количества ионов Н(+) не остаются свободными, а связываются с гидрокарбонат-ионами с образованием недиссоциированной угольной кислоты:
Н(+) + НСО3(-) = Н2СО3
И наоборот, при добавлении щелочи ионы ОН(-) связываются угольной кислотой, освобождая гидрокарбонат-ионы:
Н2СО3 + ОН(-) = Н2О + НСО3(-)
Так как угольная кислота и гидрокарбонаты существуют одновременно и находятся в равновесии, то добавление кислот и щелочей просто смещает равновесие в одну или другую сторону (принцип Ле-Шателье).
Угольная кислота, гидрокарбонат- и карбонат-ионы всегда присутствуют в природной воде, так как один из их источников – хорошо растворимый углекислый газ атмосферы. Упрощенно говоря, если взять воду, абсолютно лишенную примесей, в том числе и растворенных газов, ее рН=7.
При контакте с воздухом из-за растворения СО2 вода подкисляется, рН падает примерно до 5,5 (мы знаем, что сильногазированная вода кислая на вкус).
Наличие же в природной воде таких катионов, как Ca(2+), Mg(2+) и других, нейтрализует кислую реакцию, поэтому рН в результате оказывается близок к нейтральному.
Для эффективного удаления железа щелочность должна быть более: (1+[Fe2+]/28) мг-экв/л
где Fe2+ - концентрация двухвалентного железа в мг/л