Waterguide - Alkalinität
Was ist Alkalinität?
Alkalinität bezeichnet die Fähigkeit einer wässrigen Lösung, bei der Zugabe von Säure ihren pH-Wert beizubehalten. Sie wird auch Säurebindungskapazität oder Pufferkapazität genannt. Die SI-Einheit ist mmol/l, aber auch die (veraltete) Bezeichnung in Grad deutsche Härte °dH ist noch weit verbreitet.
Wodurch wird die Alkalinität bestimmt?
Abhängig ist der Wert vor allem von den basisch wirkenden Ionen im Wasser, also von säureneutralisierenden Substanzen (Alkalien).
- Hydrogencarbonat (HCO3-)
- Carbonat (CO32-)
- Hydroxide (OH-)
Die Alkalinität wird in zwei Gruppen unterteilt, die als Gesamt-Alkalinität und Carbonatalkalinität bezeichnet werden.
Die Carbonatalkalinität
Da Kohlenstoffdioxid bei Kontakt mit Wasser, in mehrere Produkte dissoziiert, unter anderem Hydrogencarbonat und Carbonat, ist die Carbonatalkalinität indirekt von der gelösten Menge an Kohlenstoffdioxid abhängig.
Es wird die Menge an Carbonat- und Bicarbonationen in einer Lösung gemessen. Liegt der pH-Wert > 8,3, ist das Carbonation der Puffer. Liegt der Wert unterhalb von 8,3 ist das Bicarbonation der Puffer.
Die Gesamt-Alkalinität
Die Gesamt-Alkalinität bezeichnet die Gesamtheit der Alkali-Ionen im Wasser. Die Carbonatalkalinität ist ein Teil der Gesamtalkalinität.
Wie wird die Alkalinität gemessen?
Carbonatalkalinität: Durch Titration mit einer Säure bis zu einem pH-Wert von 8,3, wird die Carbonatalkalinität gemessen.
Gesamtalkalinität: Durch Titration mit einer Säure von pH 8,3 bis pH 4,5 wird die Gesamtalkalinität gemessen.
Die Menge der Titrationen kann umgerechnet werden.
Alkalinität in natürlichen Gewässern und spezifische Anwendungen
Die Alkalinität in natürlichen Gewässern variiert je nach geologischer Formation, aus der das Wasser stammt. Gewässer aus Kalksteinformationen zeigen typischerweise eine recht hohe Alkalinität, während zum Bespiel Gewässer aus Granitformationen eher eine niedrige Alkalinität aufweisen.
In der Aquaristik stellt die Alkalinität einen wichtigen Messwert dar. Bei zu niedriger Alkalinität kann eine Säuredosierung schnell zu starken pH-Schwankungen führen, wodurch die Organismen im Aquarium geschädigt werden.
Ähnlich verhält es sich bei Schwimmbecken. Hier muss die Alkalinität auf einen bestimmten Wert eingestellt werden, um pH-Schwankungen zu vermeiden und optimale Reaktionsbedingungen für Desinfektionsmittel zu schaffen.
In der Landwirtschaft wiederum kann eine zu hohe Alkalinität dazu führen, dass bestimmte Nährstoffe chemisch gebunden werden und damit den Pflanzen nicht mehr zur Verfügung stehen. Das führt zu Mangelerscheinungen trotz scheinbar ausreichendem Nährstoffangebot.
Auch in verschiedenen industriellen Anwendungen wie Oberflächenbehandlung und Galvanik ist eine sorgfältige Einstellung der Alkalinität wichtig, um die richtigen Prozessbedingungen zu schaffen und vor allem um Korrosion an Werkstücken oder Ausrüstung zu vermeiden.