ความแตกต่างที่สำคัญ – ความเป็นด่างกับความแข็ง
แม้ว่าน้ำจะปกคลุมเปลือกโลก 71.1% แต่น้ำทุกที่ไม่เหมือนกัน อย่างไรก็ตาม น้ำเป็นสารอนินทรีย์เพียงชนิดเดียวที่มีอยู่ในสถานะทางกายภาพทั้งสามโดยธรรมชาติ เช่น น้ำของเหลว น้ำแข็ง หรือไอน้ำ นี่เป็นเพราะการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ ตามองค์ประกอบที่ละลายในน้ำ น้ำอาจแตกต่างกันในสี รสชาติ หรือองค์ประกอบทางเคมีจากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่ง ตัวอย่างเช่น น้ำทะเลค่อนข้างแตกต่างจากตัวอย่างน้ำจากบ่อน้ำ ดังนั้นจึงมีการนำพารามิเตอร์การทดสอบน้ำมาใช้เพื่อทดสอบคุณภาพน้ำความเป็นด่างและความกระด้างเป็นปัจจัยสำคัญที่ควรทดสอบก่อนบริโภคน้ำ ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างความเป็นด่างและความกระด้างคือ ค่าความเป็นด่างจะวัดปริมาณเบสทั้งหมดที่มีอยู่ในน้ำ ในขณะที่ความกระด้างจะวัดปริมาณทั้งหมด (ความเข้มข้น) ของเกลือไดวาเลนต์
ความเป็นด่างคืออะไร
ความเป็นด่างคือความสามารถของน้ำในการรักษาค่า pH ให้คงที่ ความเป็นด่างคือความสามารถของน้ำในการทำให้กรดเป็นกลาง ระดับความเป็นด่างส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับดินหรือหินที่ผ่าน ความเป็นด่างส่วนใหญ่เกิดขึ้นเนื่องจากการมีอยู่ของคาร์บอเนตในน้ำ มันเกี่ยวข้องกับพื้นฐานของน้ำ ความเป็นด่างส่วนใหญ่มาจากไฮดรอกไซด์หรือเบส ชนิดคาร์บอเนตมีส่วนทำให้เกิดความเป็นด่างมากกว่าชนิดพื้นฐานอื่นๆ เนื่องจากพบคาร์บอเนตชนิดต่างๆ ในน้ำตามธรรมชาติเป็นจำนวนมาก
ความเป็นด่างเป็นตัวแปรสำคัญเพราะอาจส่งผลโดยตรงต่อสิ่งมีชีวิตในน้ำช่วง pH ที่ดีที่สุดสำหรับสัตว์น้ำในการทำงานอย่างถูกต้องคือ 6.0-9.0 pH ความเป็นด่างช่วยรักษาค่า pH ของแหล่งน้ำนี้ วัดโดยใช้การไทเทรตกรด-เบส ในการไทเทรตนี้ ปริมาณของกรดที่สามารถทำให้เป็นกลางโดยตัวอย่างน้ำจะถูกวัด คาร์บอเนตชนิดนี้จะทำให้กรดเป็นกลางและได้จุดสิ้นสุดเมื่อกินคาร์บอเนตทุกสายพันธุ์
รูปที่ 01: น้ำอัลคาไลในทะเลสาบโมโน
ความแข็งคืออะไร
ความกระด้างของน้ำคือการวัดความเข้มข้นของไอออนไดวาเลนต์ทั้งหมดที่มีอยู่ในน้ำ ตัวอย่างของไอออนไดวาเลนต์บางชนิดที่มีอยู่ในน้ำ ได้แก่ แคลเซียมไอออน แมกนีเซียมไอออน และ Fe2+ ไอออน อย่างไรก็ตาม แคลเซียมและแมกนีเซียมเป็นแหล่งความกระด้างของน้ำที่พบได้บ่อยที่สุด หน่วยของความแข็งคือ ppm ต่อ CaCO3 เทียบเท่าความกระด้างของน้ำมีสองประเภท:
ความแข็งชั่วคราว
ความกระด้างชั่วคราวเกิดขึ้นเนื่องจากการมีอยู่ของแคลเซียมไฮโดรเจนคาร์บอเนต (Ca (HCO3)2) และแมกนีเซียมไฮโดรเจนคาร์บอเนต (Mg (HCO) 3)2). ทั้งสองชนิดสลายตัวเมื่อถูกความร้อนและ CaCO3 หรือ MgCO3 เกิดหยาดน้ำฟ้า ดังนั้นความกระด้างชั่วคราวสามารถลบออกได้ด้วยน้ำเดือด
ความแข็งถาวร
ความกระด้างของน้ำถาวรเกิดจากการมีแคลเซียมซัลเฟต ต้มน้ำเดือดไม่ได้
โซเดียมคาร์บอเนตสามารถใช้ได้ทั้งความแข็งชั่วคราวและถาวรเพื่อทำให้ของเสียแข็งนิ่มลง โซเดียมคาร์บอเนตละลายในน้ำและให้ไอออนคาร์บอเนตเพียงพอที่จะทำปฏิกิริยากับแคลเซียมไอออนในน้ำ ช่วยให้น้ำกระด้างอ่อนลง
ความกระด้างของน้ำสามารถประมาณได้โดยง่ายด้วยการไทเทรต EDTA EDTA จะจับกับทั้งแคลเซียมและแมกนีเซียมไอออน จึงสามารถกำหนดปริมาณไอออนที่มีอยู่ได้
ความเป็นด่างและความแข็งมีความคล้ายคลึงกันอย่างไร
เงื่อนไขความเป็นด่างและความแข็งมักจะสับสนเนื่องจากมีความคล้ายคลึงกันหลายประการ ความคล้ายคลึงอย่างหนึ่งคือหน่วยวัดเหมือนกันสำหรับพารามิเตอร์ทั้งสอง ซึ่งก็คือ ppm (ส่วนต่อล้าน) ใน CaCO3 เทียบเท่า
ความกระด้างและความเป็นด่างของน้ำส่วนใหญ่มาจากหินปูนหรือแหล่งโดโลไมต์ในธรรมชาติ สิ่งนี้เกิดขึ้นเมื่อน้ำไหลผ่านหินและดูดซับแร่ธาตุซึ่งทำให้เกิดความเป็นด่างและความกระด้าง เมื่อหินปูนและโดโลไมต์ละลายในน้ำ แคลเซียมไอออน แมกนีเซียมไอออน และคาร์บอเนตชนิดต่างๆ จะผสมกับน้ำ แคลเซียมและแมกนีเซียมไอออนทำให้เกิดความกระด้างของน้ำ และความเป็นด่างเกิดขึ้นจากการมีอยู่ของคาร์บอเนต
ค่าความเป็นด่างและความแข็งต่างกันอย่างไร
ความเป็นด่างเทียบกับความแข็ง |
|
| ความเป็นด่างคือความสามารถของน้ำในการต้านทานการเปลี่ยนแปลง pH ที่เกิดขึ้นเนื่องจากกรด | ความกระด้างคือการวัดปริมาณอิออนทั้งหมดที่มีอยู่ในน้ำ |
| สายพันธุ์ที่เป็นสาเหตุ | |
| ความเป็นด่างส่วนใหญ่เกิดจากการมีอยู่ของคาร์บอเนต | ความแข็งเกิดจากอิออนไดวาเลนท์ เช่น แคลเซียม แมกนีเซียม หรือไอออนของเหล็ก |
| ความมุ่งมั่น | |
| ความเป็นด่างสามารถกำหนดได้ด้วยการไทเทรตกรด-เบส | ความแข็งหาได้จากการไทเทรต EDTA |
| ปฏิกิริยาในการไทเทรต | |
| คาร์บอเนตที่ก่อให้เกิดสภาพด่างสามารถทำปฏิกิริยากับกรดแก่ได้เมื่อมีฟีนอล์ฟทาลีนและเมทิลออเรนจ์บ่งชี้ว่าสีจะเปลี่ยนสีเมื่อบริโภคคาร์บอเนตไอออนทั้งหมด | แคลเซียมและแมกนีเซียมไอออนซึ่งทำให้เกิดความแข็งสามารถจับกับ EDTA และเมื่อหาปริมาณของ EDTA ก็จะพบความกระด้างของตัวอย่างน้ำ |
สรุป – ความเป็นด่างเทียบกับความแข็ง
ความเป็นด่างและความกระด้างพบได้ในน้ำธรรมชาติในระดับต่างๆ เป็นพารามิเตอร์ที่ใช้ในการกำหนดคุณภาพน้ำ ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างความเป็นด่างและความกระด้างคือ ค่าความเป็นด่างจะวัดปริมาณเบสทั้งหมดที่มีอยู่ในน้ำ ในขณะที่ความกระด้างจะวัดปริมาณทั้งหมด (ความเข้มข้น) ของเกลือไดวาเลนต์
ดาวน์โหลดไฟล์ PDF ของ Alkalinity vs Hardness
คุณสามารถดาวน์โหลดไฟล์ PDF ของบทความนี้และใช้เพื่อวัตถุประสงค์ออฟไลน์ตามหมายเหตุอ้างอิง โปรดดาวน์โหลดไฟล์ PDF ที่นี่ ความแตกต่างระหว่างความเป็นด่างและความแข็ง