Belangrijk verschil - Alkaliteit versus hardheid
Hoewel water 71,1% van de aardkorst bedekt, is water niet overal hetzelfde. Water is echter de enige anorganische stof die van nature in alle drie de fysieke toestanden kan voorkomen als vloeibaar water, ijs of waterdamp. Dit komt door de variaties in temperatuur. Afhankelijk van de bestanddelen die erin zijn opgelost, kan water van plaats tot plaats verschillen in kleur, smaak of chemische samenstelling. Zeewater is bijvoorbeeld heel anders dan watermonster uit een put. Daarom zijn er watertestparameters ingevoerd om de waterkwaliteit te testen. Alkaliteit en hardheid zijn zulke parameters die zeer belangrijke factoren zijn die moeten worden getest voordat water wordt verbruikt. Het belangrijkste verschil tussen alkaliteit en hardheid is dat alkaliteit de totale hoeveelheid basen in water meet, terwijl hardheid de totale hoeveelheid (concentratie) van tweewaardige zouten meet.
Wat is alkaliteit?
Alkaliteit is het vermogen van water om de pH stabiel te houden. Met andere woorden, alkaliteit is het vermogen van water om zuren te neutraliseren. De mate van alkaliteit is meestal afhankelijk van de grond of rotsen waar het doorheen gaat. Alkaliteit treedt voornamelijk op door de aanwezigheid van carbonaatsoorten die in water aanwezig zijn. Het heeft te maken met de basiciteit van water. Alkaliteit komt voornamelijk van hydroxiden of basen. Carbonaatsoorten dragen bij aan de alkaliteit dan andere basissoorten, omdat van nature aanzienlijke hoeveelheden carbonaatsoorten in het water worden aangetroffen.
Alkaliteit is een belangrijke parameter omdat het het waterleven rechtstreeks kan beïnvloeden. Het beste pH-bereik om het waterleven goed te laten functioneren is 6,0-9,0 pH. Alkaliteit helpt om deze pH van waterlichamen te behouden. Het wordt gemeten met behulp van zuur-base-titratie. Bij deze titratie wordt de hoeveelheid van een zuur gemeten die kan worden geneutraliseerd door een watermonster. De carbonaatsoort zal het zuur neutraliseren en het eindpunt wordt verkregen wanneer alle carbonaatsoorten zijn verbruikt.
Figuur 01: Alkaliwater in Mono Lake
Wat is hardheid?
Waterhardheid is de meting van de concentratie van de totale tweewaardige ionen die in water aanwezig zijn. Voorbeelden van enkele tweewaardige ionen die in water aanwezig zijn, zijn calciumionen, magnesiumionen en Fe2+ ionen. Calcium en magnesium zijn echter de meest voorkomende bronnen van waterhardheid. De eenheid voor hardheid is ppm per CaCO3 equivalenten. Er zijn twee soorten waterhardheid:
Tijdelijke hardheid
Tijdelijke hardheid treedt op door de aanwezigheid van calciumwaterstofcarbonaat (Ca (HCO3)2) en magnesiumwaterstofcarbonaat (Mg (HCO 3)2). Beide soorten ontleden bij verhitting en CaCO3 of MgCO3 neerslag treedt op. Daarom kan tijdelijke hardheid worden verwijderd door water te koken.
Permanente hardheid
Permanente waterhardheid treedt op door de aanwezigheid van calciumsulfaat. Het kan niet worden verwijderd door kokend water.
Natriumcarbonaat kan worden gebruikt voor zowel tijdelijke als permanente hardheid om hard afval te verzachten. Natriumcarbonaat wordt opgelost in water en levert voldoende carbonaationen om te reageren met calciumionen in het water. Dit helpt om het harde water zachter te maken.
De hardheid van water kan eenvoudig worden geschat met een EDTA-titratie. EDTA zal binden met zowel calcium- als magnesiumionen; daarom kan het de hoeveelheid van die aanwezige ionen bepalen.
Wat zijn de overeenkomsten tussen alkaliteit en hardheid?
De termen alkaliteit en hardheid worden vaak verward vanwege verschillende overeenkomsten die ze delen. Een van die overeenkomsten is dat de meeteenheid voor beide parameters hetzelfde is, namelijk ppm (parts per million) in CaCO3-equivalenten.
Een andere overeenkomst is dat de hardheid en alkaliteit van water voornamelijk afkomstig is van kalksteen of dolomietbronnen in de natuur. Dit gebeurt wanneer het water door rotsen stroomt en mineralen opneemt die alkaliteit en hardheid veroorzaken. Wanneer kalksteen en dolomiet oplossen in water, worden calciumionen, magnesiumionen en carbonaatsoorten gemengd met water. Calcium- en magnesiumionen veroorzaken waterhardheid en de alkaliteit treedt op door de aanwezigheid van carbonaatsoorten.
Wat is het verschil tussen alkaliteit en hardheid?
Alkaliteit versus hardheid |
|
| Alkaliteit is het vermogen van water om pH-veranderingen te weerstaan die optreden als gevolg van zuren. | Hardheid is de meting van de totale hoeveelheid tweewaardige ionen die in water aanwezig zijn. |
| Veroorzakende soorten | |
| Alkaliteit wordt voornamelijk veroorzaakt door de aanwezigheid van carbonaatsoorten. | Hardheid wordt veroorzaakt door tweewaardige ionen zoals calcium-, magnesium- of ijzerionen. |
| Bepaling | |
| Alkaliteit kan worden bepaald door zuur-base-titraties. | Hardheid kan worden bepaald door EDTA-titraties. |
| Reacties in titraties | |
| Carbonaatsoorten die alkaliteit veroorzaken, kunnen reageren met sterke zuren in de aanwezigheid van fenolftaleïne en methyloranje-indicatoren om kleurveranderingen te geven wanneer alle carbonaationen zijn verbruikt. | Calcium- en magnesiumionen die hardheid veroorzaken, kunnen binden met EDTA en door de hoeveelheid EDTA te vinden, kan men de hardheid van het watermonster vinden. |
Samenvatting – Alkaliteit versus hardheid
Alkaliteit en hardheid komen in verschillende gradaties voor in natuurlijk water. Dat zijn parameters die worden gebruikt om de waterkwaliteit te bepalen. Het belangrijkste verschil tussen alkaliteit en hardheid is dat alkaliteit de totale hoeveelheid basen in water meet, terwijl hardheid de totale hoeveelheid (concentratie) tweewaardige zouten meet.
Download PDF-versie van alkaliteit versus hardheid
U kunt de PDF-versie van dit artikel downloaden en gebruiken voor offline doeleinden volgens de citatienotities. Download hier de PDF-versie. Verschil tussen alkaliteit en hardheid.
