Jak CO2 ovlivňuje pH vody? | Atlas vědecký

Množství oxidu uhličitého (CO₂) v roztoku je jedním z mnoha faktorů, které určují pH vody. Jak hladiny pH během dne kolísají v důsledku fotosyntézy, dýchání a rozkladu; extrémní charakter těchto změn závisí na zásaditosti vody, která je ovlivněna CO₂ úrovně. Když CO₂ ve vodě se zvyšuje hladina, hladina pH klesá, čímž se voda stává kyselejší.

<strong>Jak se CO</strong><strong>₂</strong> <strong>Ovlivňuje pH vody?</strong>

Oxid uhličitý má vliv na regulaci pH ve vodě. Měření množství CO₂ v roztoku je jedním ze způsobů stanovení pH. Například čím více CO₂ ve vodě (H₂O), tím nižší bude pH. Když CO₂ je rozpuštěn ve vodě, část z nich reaguje s vodou za vzniku kyseliny uhličité (H₂CO₃). Vodíkové ionty přítomné v kyselině uhličité činí vodu kyselou a snižují pH.

Jak vzniká kyselina uhličitá, můžeme se podívat na následující rovnici:

Kyselina uhličitá se také může rozložit nebo „disociovat“ na vodíkové ionty (H+) a uhličitanové ionty (CO₃ –2 ), což lze vidět v následující rovnici:

Když k tomu dojde, vytvoří se dva vodíkové ionty pro každý jednotlivý uhličitanový iont.

Ve vodě je to vztah mezi oxidem uhličitým a pH, který ovlivňuje hodnoty pH. Jak již bylo zmíněno, když je oxid uhličitý rozpuštěn ve vodě, uvolňování vodíkových iontů v kyselině uhličité snižuje pH. Jako CO₂ hladiny se zvyšují kolem Země, množství rozpuštěného CO₂ se také zvyšuje, což zvyšuje množství kyseliny uhličité, čímž se snižuje pH.

Příkladem může být pH dešťových srážek ovlivněných oxidem uhličitým. Když dešťové kapky padají vzduchem, CO₂ molekuly interagují a vytvářejí v dešťových kapkách kyselinu uhličitou, která snižuje hodnotu pH. I když je hodnota pH 5.65 kyselá, nepovažuje se za kyselý déšť. Normální a čistý déšť má hodnotu pH mezi 5.0 a 5.5, zatímco kyselý déšť má typicky hodnotu 4.0.

Kyselé deště ovlivňují půdy, které zabíjejí stromy a další vegetaci, protože vyluhují hliník z půdy a odstraňují základní živiny a minerály, které mohou být také škodlivé pro zvířata.

Zvýšená antropogenní aktivita může také způsobit kolísání hladin pH v důsledku extrémně vysokých hladin CO₂ vypouštění do atmosféry. To dále snižuje pH dešťových kapek, což přispívá ke kyselým dešťům.

Stratifikace ve vodě obvykle pochází z teplotních rozdílů ve stejném vodním útvaru, který vytváří vrstvy, tyto jsou známé jako termokliny nebo chemokliny. Termočlíny jsou teplotní předěly a chemokliny jsou chemické gradienty, které jsou ovlivněny kyslíkem, salinitou nebo CO.₂.

Když CO₂ ovlivňuje pH vody, chemoklinová stratifikace může vytvořit různé úrovně pH ve stejném vodním útvaru. Rozdíly v pH pocházejí ze zvýšeného CO₂ úrovně dýchání a rozkladu organického materiálu.

Oxid uhličitý také ovlivňuje pH v lidské krvi, která obsahuje 90 % vody. Jak víme, když CO₂ spojuje se s vodou, tvoří kyselinu uhličitou. Jako CO₂ se dostává do krevního oběhu, snižuje pH v krvi, čímž je kyselejší.

<strong>Význam pH ve vodě</strong>

pH je důležitým parametrem stability vody, proto je v mnoha průmyslových odvětvích, jako jsou bazény a lázně, akvária a potravinářský a nápojový průmysl, důležité pravidelné testování pomocí sady pH a chemická úprava hodnot pH.

<strong>Snížení pH ve vodě pomocí CO</strong><strong>₂</strong>

Je možné snížit pH zvýšením množství kyseliny uhličité ve vodě. To lze provést vstřikováním CO₂ přímo do vody ke snížení pH, tato metoda však nesnižuje alkalitu.

Pokud se však do vody přidá kyselina, sníží se tím jak pH, tak zásaditost, protože kyselina musí převést hydrogenuhličitanovou zásaditost na kyselinu uhličitou přidáním vodíku; Když se hydrogenuhličitan přemění na kyselinu uhličitou, zásaditost se sníží.

<strong>Zvyšování pH ve vodě pomocí CO</strong><strong>₂</strong>

Pokud CO₂ se ve vodě sníží, pH se zvýší. Nejlepší metodou je přidat přísady s vysokým pH, jako je nestabilizovaný chlór, prostředek na úpravu pH (např. uhličitan sodný nebo hydrogenuhličitan sodný) nebo generátor soli a chlóru.

Dalším způsobem, jak zvýšit pH vody, je nechat ji přirozeně zvýšit odplyňováním. Odplyňování je uvolňování rozpuštěného plynu, v tomto případě CO₂.

K systémům, jako jsou bazény, lze přidat funkce provzdušňování, jako jsou trysky, aby se uvolnil CO₂ z vody, přirozeně zvyšuje pH.

Abychom pochopili, jak CO₂ dále ovlivňuje pH vody, zejména ztrátu CO₂, musíme se podívat na fyzikální zákon zvaný Henryho zákon.

<strong>Henryho zákon</strong>

Henryho zákon říká, že množství plynu rozpuštěného ve vodě bude úměrné množství stejného plynu v okolním vzduchu mimo vodu, aby se dosáhlo rovnováhy. Jakmile je dosaženo rovnováhy, proces odplyňování se zastaví. Podle Henryho zákona víme, že pH může přirozeně dosáhnout pouze určitých úrovní, protože atmosférický tlak bude tlačit CO₂ zpět do vody.

Bod rovnováhy znamená limit nebo strop. Například jako CO₂ opustí vodu v bazénu, pH stoupá, což je známé jako „strop pH“. pH ve vodě může stoupnout nad strop, ale ne přirozeně, což znamená, že se do vody musí přidat něco, jako je látka bohatá na vápník, aby se pH zvýšilo nad přirozený strop pH.

Další ukázkový příklad toho, jak CO₂ ovlivňuje pH ve vodě, lze pozorovat při acidifikaci oceánů.

<strong>Okyselení oceánů</strong>

Oxid uhličitý, přirozeně se vyskytující plyn v atmosféře, se může rozpouštět v mořské vodě a měnit pH. Když se oxid uhličitý a voda spojí za vzniku kyseliny uhličité, slabá kyselina se rozpadne na vodíkové a hydrogenuhličitanové ionty. Kvůli zvýšeným antropogenním hladinám CO₂ v atmosféře více CO₂ se rozpouští v oceánu. Protože mořská voda absorbuje více CO₂pH se snižuje a oceán se stává kyselejším, což způsobuje okyselování oceánů.

Když je voda nasycená CO₂vyčerpává zdroje uhličitanu vápenatého ve vodě. Jak víme, když CO₂ Když se kyselina uhličitá absorbuje do vody oceánu, zvyšuje kyselost. K tomu obvykle dochází na hladině vody, což inhibuje růst mořských řas a vytváří reprodukční poruchy u některých ryb.

Hladiny pH v oceánech se dramaticky snížily o ~30 % a pokud CO₂ je nepřetržitě emitováno současným tempem, odhaduje se, že do roku 2100 se kyselost oceánu zvýší o 150 %.

Jak se oceány stávají kyselejšími, jsou silně ovlivněny mořské organismy vytvářející skořápky, jako jsou měkkýši. Když se okyselování oceánů zvyšuje, volné uhličitanové ionty se vážou s volným vodíkem, čímž vzniká méně uhličitanových iontů pro kalcifikující organismy, aby si udržely své schránky, kostry a další struktury na bázi vápníku. Když se voda příliš okyselí, začnou se jejich skořápky a kostry rozpouštět.

<strong>Proč investovat do čističky vzduchu?</strong>

Oxid uhličitý má vliv na regulaci pH ve vodě; množství CO₂ v roztoku je jedním ze způsobů stanovení pH. Čím více CO₂ ve vodě, tím nižší je pH.

Když hladiny pH klesnou kvůli zvýšeným hladinám CO₂vytváří nestabilní vodní prostředí, produkuje kyselé deště a pohání okyselování oceánů.

Máte-li jakékoli dotazy týkající se pH/CO₂, nebo sady na testování vody, které nabízíme, neváhejte kontaktovat náš prvotřídní tým v Atlas Scientific, vždy vám rádi pomůžeme!