Alcalinidade

 Imprimir

O que é a alcalinidade?

A alcalinidade é uma medida da capacidade da água para neutralizar os ácidos. Tal é conhecido como o efeito de tampão da água ou a capacidade da água de resistir a uma alteração no pH quando é adicionado um ácido.

A alcalinidade na água (com um pH de 7,0 ou superior) é causada principalmente pela presença de substâncias dissolvidas que neutralizam ácidos (álcalis). Está relacionada com o equilíbrio de dióxido de carbono na água e é uma função do pH.

Os três principais iões alcalinos na água que contribuem para a alcalinidade são:

  • Bicarbonato (HCO 3 -)
  • Carbonato (CO 3 2-)
  • Hidróxido (OH -)

Alcalinidade total

A alcalinidade total é uma medida, em partes por milhão, de todos os álcalis (todos os iões carbonato, bicarbonato e hidróxido) presentes numa amostra. Portanto, a alcalinidade total é uma medida da capacidade da água de resistir a alterações no pH.

A alcalinidade total é determinada por titulação com um pH de 4,9; 4,6; 4,5 ou 4,3, dependendo da quantidade de dióxido de carbono presente.

Alcalinidade à fenolftaleína

A alcalinidade à fenolftaleína (alcalinidade P) é determinada por titulação com um pH de 8,3 (o ponto final em que o indicador de fenolftaleína muda de cor) e regista o hidróxido total e metade do carbonato presente. A alcalinidade à fenolftaleína é um subconjunto da alcalinidade total.

Normalmente, a água dura é alcalina, enquanto a água macia é mais ácida. No entanto, existem algumas exceções em circunstâncias pouco habituais.


Compre já

Porque se deve realizar um teste de alcalinidade?

A alcalinidade é um fator importante numa grande variedade de aplicações, desde água potável e bebidas a água de caldeiras/refrigeração e tratamento de águas residuais, bem como muitos tipos de fabrico e produção química.

  • Níveis elevados de alcalinidade podem atenuar a toxicidade de metais pesados, utilizando bicarbonatos e carbonatos disponíveis para remover metais de soluções.
  • Em ambientes naturais, baixos níveis de alcalinidade tornam riachos, rios ou lagos vulneráveis a poluentes ácidos, podendo levar a uma queda do pH da água para níveis nocivos para anfíbios, peixes ou zooplâncton.
  • A alcalinidade é necessária para proteger ou estabilizar o pH para facilitar a fase de digestão anaeróbia do tratamento de águas residuais.
  • No tratamento de águas residuais biológicas, o processo de nitrificação consome alcalinidade à medida que a amónia é convertida em nitrito e, em seguida, em nitrato. Deve ser mantida uma concentração mínima de alcalinidade para uma atividade biológica adequada.
  • Quando consumida, a água com elevado teor alcalino tem um sabor a "bebida gaseificada" desagradável e pode ser prejudicial para a saúde dos seres humanos. Em equipamentos industriais e tubos, um elevado teor alcalino na água pode provocar a formação de calamina ou a acumulação de minerais.

Na Hach®, encontre o equipamento de teste, os recursos, a formação e o software de que necessita para monitorizar com sucesso a alcalinidade na sua aplicação de processo específica.

Produtos em destaque para medir a alcalinidade

Analisadores de Alcalinidade da série EZ

Os analisadores online da série EZ oferecem várias opções para monitorizar a alcalinidade na água.

Compre já

Tituladores Automáticos: Instrumento

Os equipamentos AT1000 e KF1000 são analisadores de laboratório automáticos de um só toque que abrangem tanto a titulação potenciométrica (série AT1000) como a titulação volumétrica Karl Fischer (série KF1000).

Compre já

SL1000 - Analisador Paralelo Portátil (PPA) - Colorímetro Portátil com USB

O analisador paralelo portátil (PPA) SL1000 da Hach realiza os mesmos testes com menos de metade dos passos manuais. Obtenha resultados de elevada precisão, com menos espaço para erros, numa fração do tempo.

Compre já

Espectrofotômetros

A Hach tem inovado em espectrofotometria há mais de 70 anos e oferece muitos dos principais espectrofotómetros no mercado de análise de água.

Compre já

Tiras de teste

Reagentes da Hach de elevada qualidade numa tira de teste fácil de utilizar.

Compre já

 

Que processos requerem monitorização da alcalinidade?

Tratamento de águas residuais

No tratamento de águas residuais, a alcalinidade é um parâmetro importante para se determinar a salubridade e a estabilidade de vários processos de tratamento biológico.

Na digestão anaeróbia, a alcalinidade e a sua proporção relativamente à concentração de ácidos gordos voláteis (AGV) são as medições mais importantes para se compreender a estabilidade deste processo biológico. Para obter excelentes resultados, um digestor deve ter um valor de pH entre 6,5 e 7,5. No entanto, apenas medir o pH não é suficiente. A fim de garantir um funcionamento sustentável e seguro, a água deve ter um efeito de tampão suficiente para compensar as alterações na concentração de ácido. Um digestor que é demasiado ácido é tóxico para as bactérias, sobretudo para as bactérias que produzem metano. Perturbações devido às condições tóxicas de um pH baixo podem ser muito dispendiosas devido à redução da produção de gás, à adição química para alcalinidade e ao aumento significativo do tempo e esforço do pessoal. Voltar a semear um digestor perturbado é um processo bastante moroso que pode demorar algumas semanas.

Em sistemas que necessitam de remover a amónia-azoto, a alcalinidade é um parâmetro de monitorização importante para uma nitrificação estável. Valores de alcalinidade inferiores a 50 mg/L inibem a conversão biológica de amónia/amónio em nitrito e, em seguida, em nitrato. Assim que a alcalinidade é esgotada num sistema biológico, o pH pode começar a diminuir rapidamente. Ao monitorizar a remoção de azoto biológico arejado, o pH é um indicador da estabilidade de nitrificação do sistema frequentemente utilizado e útil, mas é também um indicador de atraso. Para a máxima monitorização da estabilidade do sistema, a monitorização da alcalinidade é uma boa medição preditiva para indicar problemas antes de estes se tornarem críticos.

Uma bacia de aeração numa estação de tratamento de água ativa o processo de lamas biológicas. A água com elevado teor de alcalinidade presente em minerais dissolvidos afeta as bactérias necessárias para a digestão.

Tratamento de água potável

A alcalinidade funciona como um tampão de pH na coagulação e no amolecimento sódico-cálcico da água. A alcalinidade é monitorizada ao longo do processo de tratamento de água e no sistema de distribuição para garantir o fornecimento de água potável segura à comunidade.

Conhecer a alcalinidade da água não tratada é muito importante para se escolher os coagulantes corretos e configurar o processo de coagulação/floculação. Com o conhecimento correto de todos os parâmetros críticos, o processo de coagulação pode ser melhorado para se remover o carbono orgânico total (COT) e reduzir o potencial de formação de subprodutos de desinfeção (SPD) na água antes da cloração.

A alcalinidade da água filtrada é frequentemente ajustada para se controlar a sua corrosividade antes da libertação no sistema de distribuição, e a medição da alcalinidade da água canalizada na rede de distribuição é importante para se garantir um controlo adequado da corrosão e evitar a violação da regra sobre chumbo e cobre (LCR).

As estações de tratamento de água medem a alcalinidade, uma vez que esta funciona como um tampão do pH na coagulação.

Indústria das bebidas

Além de se monitorizar a alcalinidade na água de abastecimento de caldeiras e torres de refrigeração, esse parâmetro é essencial para a análise da água de nascente usada para a produção, pois uma alcalinidade incorreta ou inconsistente pode afetar negativamente o sabor e a qualidade geral de cervejas, sumos e outras bebidas.

Uma linha de produção de garrafas de vidro numa fábrica de bebidas serve como um lembrete de como a alcalinidade pode afetar o sabor final e a qualidade dos produtos.

Fabrico de produtos químicos para processos industriais

Juntamente com outros parâmetros, a alcalinidade é monitorizada durante os processos de refrigeração para se evitar a corrosão da tubagem, dos condensadores e dos secadores ao longo do tempo. A monitorização da alcalinidade, juntamente com outros importantes parâmetros, durante o tratamento de águas residuais industriais, ajuda as instalações a garantir a conformidade com os regulamentos relativos à indústria química, a evitar violações de licenças, a maximizar a eficiência, a controlar os custos e a operar com os mais elevados níveis possíveis de saúde e segurança.

As torres de refrigeração emitem vapor para o céu. É essencial monitorizar a alcalinidade no tratamento de águas industriais, de forma a se evitar danos causados por corrosão.

Como é monitorizada a alcalinidade?


Analisadores de alcalinidade da série EZ da Hach

Titulação

De bancada:

Titulação digital AT1000

Online:

Analisadores de alcalinidade da série EZ


Analisador de multiparâmetros SL1000 da Hach

Método colorimétrico

LCK362

SL1000


Tiras de teste de alcalinidade total da Hach

Tiras de teste/kits de teste

Kit de teste de alcalinidade

Perguntas frequentes

Qual é a diferença entre dureza e alcalinidade?

A dureza é a soma dos iões metálicos multivalentes numa solução, enquanto a alcalinidade é uma medida da capacidade da solução para neutralizar ácidos (soma dos iões hidróxido, carbonato e bicarbonato). Em sistemas de água natural, o carbonato de cálcio está geralmente presente e é responsável por diferentes características da água. Tanto a dureza como a alcalinidade são expressas como uma concentração de CaCO 3, pela conveniência de se comunicar um único número para representar múltiplos produtos químicos e para facilitar o cálculo da dureza carbonatada e não carbonatada de uma solução.

Qual é a alcalinidade da amostra se o indicador de fenolftaleína não ficar cor-de-rosa?

A determinação da alcalinidade à fenolftaleína por titulação utiliza um indicador de fenolftaleína que muda de cor-de-rosa para incolor no ponto final. Se a amostra não ficar cor-de-rosa depois de adicionar o indicador, a amostra não tem alcalinidade à fenolftaleína. A amostra não terá qualquer alcalinidade à fenolftaleína se o seu pH for inferior a 8,3.

Quais são as interferências para alcalinidade total, método colorimétrico, TNTplus 870, método 10239?

As amostras com uma capacidade de ácido superior a 8 mmol/L devem ser diluídas com água desionizada (DI) que não contenha dióxido de carbono (CO 2). Pode-se remover o CO 2 da água desionizada, fervendo-a. A ausência de CO 2 na água utilizada para diluição pode ser verificada através de uma medição em branco. Se as amostras tiverem um elevado efeito de tampão, diluir com água DI. O CO 2 na água DI interfere ao diluir amostras ou soluções-padrão para este teste colorimétrico. A água sem CO 2 não é tão crítica na titulação em comparação com o procedimento colorimétrico. O teste colorimétrico é mais sensível a ligeiras alterações na concentração de CO 2 devido ao método de deteção colorimétrico e ao pequeno volume de amostra utilizado.

Quais são algumas interferências comuns nos métodos de titulação de alcalinidade?

Algumas interferências comuns nos métodos de titulação de alcalinidade incluem:

  • Cloro – o cloro em níveis superiores a 3,5 mg/L pode causar uma cor amarelo-acastanhada quando a saqueta de pó vermelha, metilo de verde de bromocresol, é adicionada. Para eliminar a interferência, pré-trate a amostra adicionando 1 gota de solução-padrão de tiossulfato de sódio, 0,1 N por amostra de 100 mL, antes de adicionar quaisquer outros reagentes.
  • Cor ou turvação – a cor ou a turvação podem dificultar a visualização da mudança de cor no ponto final. Não filtre nem dilua amostras com cor ou turvação. Utilize um medidor de pH e titule as amostras para os pontos finais especificados:

    Composição da amostra Alcalinidade à fenolftaleína Alcalinidade total
    Alcalinidade de aproximadamente 30 mg/L pH 8,3 pH 4,9
    Alcalinidade de aproximadamente 150 mg/L pH 8,3 pH 4,6
    Alcalinidade de aproximadamente 500 mg/L pH 8,3 pH 4,3
    Contém silicatos ou fosfatos pH 8,3 pH 4,5
    Resíduos industriais ou sistemas complexos pH 8,3 pH 4,5
    Análises automatizadas ou de rotina pH 8,3 pH 4,5
  • Sabões, óleos, sólidos suspensos e precipitados - Óleos e sólidos podem agarrar-se/depositar no sensor de pH e causar uma resposta mais lenta. Limpe a sonda imediatamente após utilização.