Su Analizi Hakkında Bilmeniz Gerekenler

GİRİŞ

Bir suyun alkaliliği HCO₃, CO₃ ve OH ile borat, silikat, fosfat ve organik maddelerin mevcudiyetinden ileri gelir. Alkaliliği oluşturan en önemli elemanlar Ca ve Mg bikarbonatlardır. Alkaliliğin insan sağlığı üzerinde bilinen zararlı etkileri olmamakla birlikte, gereğinden yüksek alkali suların fena bir tadı olması bakımından istenmediği gibi, yüksek pH, sertlik ve aşırı çözünmüş katılarla ilişkili alkalilik zararlıdır.

Alkalilik özellikle yiyecek ve içecekle ilgili birçok işlemler için zararlıdır. Alkalilik, içeceklerdeki doğal Tat yapan maddeleri nötralleştirdiğinden ve içecekleri bakteriyel faaliyete karşı daha duyarlı hale getirdiğinden, özellikle karbonatlı ve asitli meyve sularının üretiminde önemlidir. Buna karşılık alkalilik korozyonu önlemeye yarayan CaCO₃ dengesini sağladığından birçok sanayi suyunda bulunması istenen bir parametredir.

Alkaliliğin içme suyunu ilgilendiren en önemli özelliği, sert suların yumuşatılmasında suya ilâvesi gereken kireç - soda miktarının hesaplanmasında işe yaramasıdır. İçme suyu borularının aşınmasına sebep olan korozyonun kontrolünde alkaliliğin önemi büyüktür. Sağlık açısından bilinen kötü bir reaksiyonu yoktur ama alkaliliği fazla olan sular toplumun istifadesine arz edildiklerinde içim tadının hoş olmaması dolayısıyla rağbet görmemektedir.

Alkalilik suyun proton alma kapasitesidir. Suyun alkaliliğini, özellikle kapsamındaki karbonat, bikarbonat ve hidroksil iyonları meydana getirir. Sudaki miktarları az olmakla beraber borat, fosfat ve silikat gibi asit kökleri de suyun alkaliliğini etkiler.

Alkalinite 2 indikatör ve asit tittasyonu ile veya elektro metrik metotlarla tayin edilebilir.

Su hidroksit veya karbonat içerdiği zaman fenolftalein pembe renk verir. Asitle titrasyonda pembeden renksiz hale geçtiği anda pH 8,2 - 8,3 dür.

Metiloranj ise bu üç alkali niteden bininin bulunması halinde sarı renk verir, asit mevcudiyetinde turuncu - pembe - kırmızıya döner. Şu reaksiyonlar meydana gelir,

       p - CO₃⁼ + H⁺  --> HCO₃^-  (pH 8,2)
       p-HCO₃^- (CO₃⁼ den gelen) + H⁺--> CO₂ + H₂O
 m (                                                                )pH 4,5

       HCO₃^-  (tabii haldeki)  +  H⁺  --> CO₂ + H₂O

Toplam alkaliliğin titrasyonunda son noktası, titrasyonun sonunda bulunan CO₂ konsantrasyonu tarafından tayin edilir. Özellikle numunenin kapsamında az miktarda CO₂ veya OH^- iyonu varsa ve titrasyon sırasındaki karıştırma şiddetli değilse, alkalilik kendi son noktasında tayin edilecektir. Alkalilik sonuçlarının CaCO₃cinsinden verilmesi uygun olup, önerilen pH değerleri şu şekildedir;

30 mg / lt civarındaki toplam alkalilik için pH: 5,1
150 mg / lt civarındaki toplam alkalilik için pH: 4,8
500 mg / lt civarındaki toplam alkalilik için pH: 4,5

Endüstriyel atık su veya kompleks sistemlerde toplam alkalilik için pH : 3,7

Hepsi için fenolftalein alkali nitesinde son noktada pH: 8,3 dür.

Bu aralıklarda değişen indikatörler güvenilir netice vereceklerdir. pH 4,6 nın altında olduğu zaman metil oranj kullanılabilirken, yüksek pH değerleri için metil kırmızısı ile brom kresol yeşilinden hazırlanmış olan karma indikatör uygundur. Alkalilik için alınan su numuneleri süzme, seyreltme, derişikleştirme gibi işlemler veya herhangi bir yolla değişmeye uğratılmamalıdır. Numunelerin polietilen veya pyrex şişelere toplanması önerilir. Ayrıca mümkün olduğu kadar kısa sürede analiz edilmesi ile daha doğru sonuçlar elde edilebilir.

Serbest klor artığı indikatörün renginin açılmasına neden olur.(Aynı etkiyi ozon ve benzeri diğer oksidanlarda gösterir) Bu etki numuneye çok az miktarda tiyosülfat çözeltisi ilave edilerek önlenir. Su arıtım sistemlerinde, kireç - soda yöntemi ile suyun yumuşatılması sırasında CaCO₃ ve Mg(OH)₂ meydana gelerek son noktasının soluk görünmesine neden olur.

Normal karbonat alkali nitesi, hidroksit veya bikarbonat alkali nitelerinden biri ile birlikte bulunur. Fakat hidroksit ve bikarbonat alkali nitesi bir arada aynı numunede bulunamaz.

Eğer numunede fenolftalein alkali nitesi varsa hidroksit veya normal karbonattan biri veya her ikisi de bulunabilir. Numunede sadece metiloranj alkali nitesi mevcutsa, bu üç alkali niteden herhangi biri mevcut olabilir veya hidroksit ve karbonat birlikte, veya da karbonat ve bikarbonat ile birlikte bulunabilir.

Aşağıda 3 tip alkali nitenin asitle titre edildiği zaman meydana gelen reaksiyonlar gösterilmektedir.

1. Hidroksit (OH^- )

Ca(OH)₂ + H₂SO₄  --> CaSO₄ + 2 H₂O

2 NaOH + H2SO₄ --> Na₂SO₄ + 2 H₂O

2. Normal Karbonat (CO₃⁼)

CaCO₃ + H₂SO₄ --> CaSO₄ + H₂CO₃

2 Na₂CO₃ + H₂SO₄--> 2 NaHCO₃ + Na₂SO₄

2 NaHC₃ + H₂SO₄  --> Na₂SO₄ + 2 H₂CO₃

3. Bikarbonat (HCO₃^-)

Ca(HCO₃)₂ + H₂SO₄  CaSO₄ + 2 H₂CO₃

2 NaHCO₃ + H₂SO₄ Na₂SO₄ + 2 H₂CO₃

Görüldüğü gibi herhangi bir numunede alkali nite 5 değişik durumda görülebilir.

• 1. Yalnız hidroksit (OH^-)
• 2. Hidroksit ve karbonat
• 3. Yalnız karbonat (CO₃⁼)
• 4. Karbonat ve bikarbonat
• 5. Yalnız bikarbonat (HCO₃^-)

Amerikan literatürlerine göre fenolftalein alkali nitesi (P) metiloranj alkali nitesi (m) toplam alkali nite de (T) harfleriyle gösterilmektedir.