สภาพด่าง

จากวิกิพีเดีย สารานุกรมเสรี
สภาพด่างผิวน้ำทะเล

สภาพด่าง หรือ อัลคาไลนิตี้ หรือ ค่าอัลคาไลน์ (อังกฤษ: Alkalinity; AT) เป็นการวัดความสามารถของสารละลายในการเปลี่ยนสภาพกรดให้เข้าสู่จุดสะเทินของคาร์บอเนตหรือไบคาร์บอเนต สภาพด่างเท่ากับผลรวมของปริมาณสัมพันธ์ของเบสในสารละลายนั้น ในสิ่งแวดล้อมธรรมชาติ สภาพด่างคาร์บอเนตมีผลกระทบต่อสภาพด่างรวมมากที่สุดเนื่องจากการพบได้ทั่วไปและการสลายตัวของหินคาร์บอเนตและการมีอยู่ของคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศ สารประกอบทางธรรมชาติอื่นที่สามารถมีผลต่อสภาพด่างได้ คือ บอเรต ไฮดรอกไซด์ ฟอสเฟต ซิลิเกต ไนเตรด แอมโมเนียละลาย คู่ของเบสที่จับกับกรดอินทรีย์บางชนิดและซัลเฟต ค่าสภาพด่างมักระบุในหน่วย mEq/L (มิลลิอิควิวาเลนท์ต่อลิตร) ในทางพาณิชย์ อย่างเช่นในอุตสาหกรรมสระน้ำ สภาพด่างอาจระบุในหน่วยส่วนต่อล้านส่วน (ppm) ได้ด้วย

การวัดสภาพด่างตามทฤษฎี[แก้]

ในการวัดสภาพด่างของน้ำบาดาลหรือน้ำทะเล สามารถหาได้จากสูตร

AT = [HCO3]T + 2[CO3−2]T + [B(OH)4]T + [OH]T + 2[PO4−3]T + [HPO4−2]T + [SiO(OH)3]T − [H+]sws − [HSO4]

ตัวห้อย T หมายถึง ความหนาแน่นของเคมิกอลสปีซีที่พบในสารละลาย

สภาพด่างสามารถวิเคราะห์ได้จากการไตเตรดตัวอย่างสารละลายกับกรดเข้มข้นจนกระทั่งไอออนข้างต้นมีคุณสมบัติเป็นบัฟเฟอร์ทั้งหมดเหนือค่า pH ของไบคาร์บอเนตหรือคาร์บอเนตที่ใช้ไป เมื่อถึงจุดนี้ เบสทั้งหมดที่สนใจศึกษาจะได้รับโปรตอนเข้ามาจนถึงสปีซีระดับศูนย์ ซึ่งจะไม่ก่อให้เกิดสภาพด่างอีกต่อไป ยกตัวอย่างเช่น ปฏิกิริยาด้านล่างนี้เกิดขึ้นระหว่างการเติมกรดเข้าไปในสารละลายน้ำทะเล:

HCO3 + H+ → CO2 + H2O
CO3−2 + 2H+ → CO2 + H2O
B(OH)4 + H+ → B(OH)3 + H2O
OH + H+ → H2O
PO4−3 + 2H+ → H2PO4
HPO4−2 + H+ → H2PO4
[SiO(OH)3] + H+ → [Si(OH)40]

จะสังเกตจากปฏิกิริยาการรับโปรตอนข้างต้นได้ว่าเบสส่วนใหญ่จะได้รับโปรตอน (H+) หนึ่งตัวเพื่อให้ตัวเองกลายมาเป็นสปีซีที่เป็นกลาง และเพิ่มสภาพด่างหนึ่งต่อสมมูล อย่างไรก็ตาม CO3−2 จะได้รับโปรตอนสองตัวก่อนที่จะเข้าสู่สปีซีระดับศูนย์ (CO2) จึงเพิ่มสภาพด่างทีละสองต่อโมลของ CO3−2 [H+] และ [HSO4] ลดสภาพด่าง เนื่องจากทั้งสองทำหน้าที่ให้โปรตอน ซึ่งมักใช้แสดงร่วมกับ [H+]T

แหล่งข้อมูลอื่น[แก้]

  • Holmes-Farley, Randy. "Chemistry and the Aquarium," Advanced Aquarist's Online Magazine. Alkalinity as it pertains to salt-water aquariums.
  • DOE (1994) "[1],"Handbook of methods for the analysis of the various parameters of the carbon dioxide system in sea water. Version 2, A. G. Dickson & C. Goyet, eds. ORNL/CDIAC-74.