Di John Brennan | Aggiornato il 30 agosto 2022
Quando l'anidride carbonica si dissolve in acqua, forma acido carbonico (H₂CO₃). Questo acido può dissociarsi per produrre bicarbonato (HCO₃⁻) o carbonato (CO₃²⁻). Gli ioni di calcio nell'acqua reagiscono con queste specie per produrre bicarbonato di calcio solubile o carbonato di calcio insolubile. Per i test ambientali e sulla qualità dell'acqua, il calcolo della concentrazione di bicarbonato dall'alcalinità totale e dal pH è un requisito comune.
L'alcalinità totale è solitamente espressa in milligrammi per litro di CaCO₃. Dividere il valore per 100 000gmol⁻¹ per ottenere moli per litro (molarità). Questo passaggio produce la concentrazione di base che verrà perfezionata nelle fasi successive.
La formula generale dell'alcalinità è:
2×Alcalinità totale = [HCO₃⁻] + 2[CO₃²⁻] + [OH⁻]
Con la concentrazione di carbonato espressa come [CO₃²⁻] = (K₂ [HCO₃⁻])/[H⁺] , dove K₂ = 5,6×10⁻¹¹, l'equazione diventa:
2×Alcalinità totale = [HCO₃⁻] + 2×(K₂ [HCO₃⁻]/[H⁺]) + [OH⁻]
Utilizzando la relazione [H⁺] = 10^(−pH) e la concentrazione di idrossido [OH⁻] = 10^(−14 + pH) , la soluzione algebrica è:
[HCO₃⁻] = (2×Alcalinità totale – 10^(−14 + pH)) / (1 + 2K₂ × 10^(pH))
Inserisci la molarità di CaCO₃ ottenuta nel passaggio 1 nella formula sopra. Il risultato è la concentrazione di bicarbonato in moli per litro.
La derivazione presuppone che le specie di calcio e carbonato dominino l'alcalinità. Se sono presenti altri componenti alcalini, come l’ammoniaca, è necessario un modello più sofisticato. Fare riferimento al primo collegamento nella sezione "Riferimenti" per ulteriori indicazioni.
