Alkaliteit

 Printen

Wat is alkaliteit?

Alkaliteit is een maatstaf voor de capaciteit van water om zuren te neutraliseren. Dit staat bekend als de buffercapaciteit van water, of het vermogen van water om een verandering in pH te weerstaan wanneer zuur wordt toegevoegd.

Alkaliteit in water (pH 7.0 of hoger) wordt hoofdzakelijk veroorzaakt door de aanwezigheid van opgeloste zuurneutraliserende stoffen (alkali). Het heeft betrekking op de balans van kooldioxide in water en is een functie van pH.

De drie primaire alkalische ionen in water die bijdragen aan alkaliteit zijn:

  • Bicarbonaat (HCO 3 -)
  • Carbonaat (CO 3 2-)
  • Hydroxide (OH -)

Totale alkaliteit

Totale alkaliteit is een maatstaf in ppm van alle alkali-ionen (alle carbonaat-, bicarbonaat- en hydroxide-ionen) die in een monster aanwezig zijn. Daarom is de totale alkaliteit een maatstaf voor het vermogen van water om veranderingen in pH te weerstaan.

De totale alkaliteit wordt bepaald door titratie tot een pH van 4,9, 4,6, 4,5 of 4,3, afhankelijk van de aanwezige hoeveelheid kooldioxide.

Alkaliteit van fenolftaleïne

De alkaliteit van fenolftaleïne (p-alkaliteit) wordt bepaald door titratie tot een pH van 8,3 (het eindpunt wanneer de fenolftaleïne-indicator van kleur verandert) en registreert de totale hydroxide en de helft van het aanwezige carbonaat. Alkaliteit van fenolftaleïne is een subset van totale alkaliteit.

In het algemeen is hard water alkalisch, terwijl zacht water zuurder is. Er zijn echter uitzonderingen onder ongebruikelijke omstandigheden.


Naar de webshop

Waarom een alkaliteitstest uitvoeren?

Alkaliteit is een belangrijke factor in een breed scala aan toepassingen, van drinkwater en dranken tot ketel-/koelwater en afvalwaterbehandeling, evenals vele soorten fabricage en chemische productie.

  • Hoge alkaliteit kan de toxiteit van zware metalen tegengaan door gebruik te maken van beschikbare bicarbonaten en carbonaten om metalen uit oplossingen te verwijderen.
  • In natuurlijke omgevingen maakt een lage alkaliteit beken, rivieren of meren kwetsbaar voor zure verontreinigingen, waardoor de pH van water kan dalen tot niveaus die schadelijk zijn voor amfibieën, vissen of zoöplankton.
  • Alkaliteit is nodig om de pH te bufferen of te stabiliseren ten behoeve van de anaerobe ontsluitingsfase van de afvalwaterwaterhandeling.
  • Bij biologische afvalwaterbehandeling verbruikt het nitrificatieproces alkaliteit wanneer ammoniak wordt omgezet in nitriet en vervolgens in nitraat. Voor een goede biologische activiteit moet een minimale concentratie alkaliteit worden gehandhaafd.
  • Bij consumptie heeft zeer alkalisch water een nare smaak van "koolzuurhoudende drank" en kan het schadelijk zijn voor de menselijke gezondheid. In industriële uitrusting en leidingen kan een hoge alkaliteit in water leiden tot vorming van kalk of mineralen.

Bij Hach® vindt u de testapparatuur, hulpmiddelen, training en software die u nodig hebt om alkaliteit in uw specifieke procesapplicatie te bewaken.

EZ Series alkaliteitsanalysers

Aanbevolen producten om alkaliteit te meten

EZ Series alkaliteitsanalysers

De EZ Series online analysers bieden meerdere opties voor de bewaking van alkaliteit in water.

Naar de webshop

Automatische titrators: AT1000 serie

De instrumenten AT1000 en KF1000 zijn automatische laboratoriumanalysers die werken met één druk op de knop. De systemen omvatten zowel potentiometrische titratie (AT1000 Series) als Karl Fischer volumetrische titratie (KF1000 Series).

Naar de webshop

SL1000 - PPA draagbare parallelle analyser - draagbare colorimeter met USB

De Hach SL1000 Draagbare parallelle analyser (PPA) voert dezelfde testen uit met minder dan de helft van de handelingen. Verkrijg zeer nauwkeurige resultaten met minder kans op fouten, in een korter tijdsbestek.

Naar de webshop

Spectrofotometers

Hach innoveert al meer dan 70 jaar met spectrofotometrie en is verantwoordelijk voor veel van de toonaangevende spectrofotometers op de wateranalysemarkt.

Naar de webshop

Teststrips

Hoogwaardige Hach-chemie op een gebruiksvriendelijke teststrip.

Naar de webshop

 

Welke processen vereisen alkaliteitbewaking?

Afvalwaterzuivering

Bij afvalwaterbehandeling is alkaliteit een belangrijke parameter voor het bepalen van de gezondheid en stabiliteit van verschillende biologische behandelingsprocessen.

Bij anaerobe ontsluiting zijn alkaliteit en de verhouding ervan tot de concentratie van vluchtige vetzuren (VFA's) de belangrijkste maatstaf om de stabiliteit van dit biologische proces te bepalen. Voor optimale resultaten moet een vergister een pH-waarde tussen 6,5 en 7,5 hebben. Het meten van alleen de pH is echter niet voldoende. Om een duurzame en veilige werking te garanderen, moet het water voldoende buffercapaciteit hebben om veranderingen in de zuurconcentratie te compenseren. Een vergister met een te hoge zuurgraad is giftig voor de bacteriën, met name voor bacteriën die methaan produceren. Verstoringen als gevolg van de toxische omstandigheden van een lage pH kunnen zeer kostbaar zijn door een verminderde gasproductie, toevoeging van chemicaliën voor alkaliteit en een aanzienlijke toename van tijd en arbeid. Het opnieuw seeden van een ontregelde vergister kan weken duren en is zeer tijdrovend.

In systemen die nodig zijn om ammoniakstikstof te verwijderen, is alkaliteit een essentiële bewakingsparameter voor stabiele nitrificatie. Alkaliteitswaarden lager dan 50 mg/l remmen de biologische omzetting van ammoniak/ammonium naar nitriet en vervolgens naar nitraat. Zodra de alkaliteit in een biologisch systeem is uitgeput, kan de pH snel afnemen. Bij het bewaken van de verwijdering stikstof door middel van beluchting, is pH een veel gebruikte en nuttige indicator voor de stabiliteit van de nitrificatie van het systeem, maar het is een indicator met vertraging. Voor een maximale systeemstabiliteit is bewaking van alkaliteit een goede voorspellende meting om problemen aan te signaleren voordat ze kritiek worden.

Een beluchtingsbassin bij een waterzuiveringsinstallatie activeert het biologische slibproces. Water met een hoge alkaliteit in opgeloste mineralen beïnvloedt de bacteriën die nodig zijn voor de ontsluiting.

Drinkwaterzuivering

Alkaliteit fungeert als een pH-buffer bij coagulatie en waterverzachting met kalk-soda. De alkaliteit wordt gedurende het gehele waterbehandelingsproces en in het distributiesysteem bewaakt om de levering van veilig drinkwater aan de gemeenschap te garanderen.

De alkaliteit van onbehandeld water is zeer belangrijk voor het kiezen van de juiste coaguleringsmiddelen en het instellen van het coagulatie-/flocculatieproces. Met de juiste kennis van alle kritieke parameters kan het coagulatieproces worden verbeterd om totaal organische koolstof (TOC) te verwijderen en de kans op vorming van bijproducten van de desinfectie (DBP) in het water te verminderen voorafgaand aan chlorering.

De alkaliteit van gefilterd water wordt vaak afgestemd om de corrosiviteit ervan te beheersen voordat het aan het distributiesysteem wordt vrijgegeven en het meten van alkaliteit van het leidingwater in het distributienetwerk is belangrijk om een adequate corrosiebeheersing te garanderen en overtreding van de wetgeving inzake lood en koper te voorkomen.

Waterzuiveringsinstallaties meten de alkaliteit, aangezien deze fungeert als een pH-buffer bij coagulatie.

Drankenindustrie

Naast het bewaken van de alkaliteit in het voedingswater voor ketels en koeltorens is deze parameter van essentieel belang voor de evaluatie van het bronwater dat voor productie wordt gebruikt, omdat een onjuiste of inconsistente alkaliteit de smaak en de algehele kwaliteit van bier, vruchtensappen en andere dranken negatief kan beïnvloeden.

Een productielijn van glazen flessen in een drankenfabriek is voorbeeld van hoe alkaliteit de uiteindelijke smaak en kwaliteit van producten kan beïnvloeden.

Chemische productie voor industriële processen

Samen met andere parameters wordt de alkaliteit tijdens koelprocessen bewaakt om corrosie in de loop van de tijd van leidingen, condensors en drogers te voorkomen. Bewaking van de alkaliteit, samen met andere belangrijke parameters tijdens de industriële afvalwaterbehandeling, helpt installaties te voldoen aan de regelgeving in de chemische industrie, overtredingen van vergunningen te voorkomen, efficiëntie te maximaliseren, kosten te beheersen en te werken met de hoogst mogelijke gezondheids- en veiligheidsniveaus.

Koeltorens stoten stoom uit in de lucht. Alkaliteit is essentieel voor bewaking in industriële waterbehandeling om schadelijke corrosie te voorkomen.

Hoe wordt alkaliteit bewaakt?


Hach EZ Series alkaliteitsanalysers

Titratie

Lab:

AT1000 automatische titratie

Online:

EZ Series alkaliteitsanalysers


HACH SL1000 multiparameter-analyser

Colorimetrische methode

LCK362 Kuvettentesten voor zuurcapaciteit

SL1000


HACH teststrips voor totale alkaliteit

Teststrips/testkits

Testkit voor alkaliteit

Teststrips voor totale alkaliteit

Veelgestelde vragen

Wat is het verschil tussen hardheid en alkaliteit?

Hardheid is de som van de multivalente metaalionen in oplossingen, terwijl alkaliteit een maatstaf is voor het vermogen van de oplossing om zuren te neutraliseren (som van hydroxide-, carbonaat- en bicarbonaat-ionen). In natuurlijke watersystemen is meestal calciumcarbonaat aanwezig en verantwoordelijk voor verschillende eigenschappen van het water. Zowel de hardheid als de alkaliteit worden uitgedrukt als een concentratie van CaCO 3, zodat u eenvoudig één enkel getal kan worden gemeld dat voor diverse chemicaliën staat en eenvoudig de carbonaat- en niet-carbonaathardheid van een oplossing kan worden berekend.

Wat is de alkaliteit van het monster als de fenolftaleïne-indicator het monster niet roze kleurt?

Bij bepaling van de alkaliteit van fenolftaleïne door titratie wordt gebruikgemaakt van een fenolftaleïne-indicator die op het eindpunt van roze in kleurloos verandert. Als het monster na het toevoegen van de indicator niet roze wordt, heeft het monster geen fenolftaleïne-alkaliteit. Het monster heeft geen fenolftaleïne-alkaliteit als de pH lager is dan 8,3.

Wat zijn enkele veel voorkomende interferenties in de titratiemethoden voor alkaliteit?

Enkele veel voorkomende interferenties bij titratiemethoden voor alkaliteit zijn:

  • Chloor - Chloor kan bij concentraties hoger dan 3,5 mg/L een geelbruine kleur veroorzaken wanneer het broomcresolgroen-methylrode poederkussen wordt toegevoegd. Om de interferentie te verwijderen, dient u het monster voor te behandelen door 1 druppel natriumthiosulfaat-standaardoplossing, 0,1 N per monster van 100 mL, toe te voegen voordat u andere reagentia toevoegt.
  • Kleur of troebelheid - Kleur of troebelheid kunnen het moeilijk maken om de kleurverandering op het eindpunt te zien. Monsters niet filteren of verdunnen met kleur of troebelheid. Gebruik een pH-meter en titreer de monsters tot de gespecificeerde eindpunten:

    Monstersamenstelling fenolftaleïne alkaliniteit totale alkaliniteit
    Alkaliteit ongeveer 30 mg/L pH 8.3 pH 4.9
    Alkaliteit ongeveer 150 mg/L pH 8.3 pH 4.6
    Alkaliteit ongeveer 500 mg/L pH 8.3 pH 4.3
    Bevat silicaten of fosfaten pH 8.3 pH 4.5
    Industrieel afval of complexe systemen pH 8.3 pH 4.5
    Routinematige of geautomatiseerde analyse pH 8.3 pH 4.5