Hai mai chiesto “qual è la differenza tra pH e alcalinità? Molti di noi in acquariofilia confondono l’alcalinità totale e il pH. È comprensibile, dato che la linea di demarcazione tra parole come “alcalino” e “alcalinità” è molto sfumata. Infatti, l’alcalinità e il pH nella chimica dell’acqua sono strettamente correlati, ma non sono la stessa cosa. Questo articolo li distinguerà.
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Che cos’è il pH?
La scala pHpH sta per potenz Idrogeno, più comunemente chiamato “potenza dell’idrogeno”. È il logaritmo negativo della concentrazione di ioni idrogeno in una soluzione. Più basso è il pH, maggiore è la quantità di idrogeno.
pH = -log(H+)
Misuriamo quanto sono acide o basiche (chiamate anche alcaline) le sostanze usando la scala del pH. La scala del pH va da 0 a 14, ed è relativa all’acqua pura, che ha un pH perfettamente neutro di 7. Quando la concentrazione di ioni idrogeno sale, il pH scende (e viceversa). La scala è logaritmica, il che significa che ogni numero intero sulla scala del pH da 1 a 14 è 10 volte più o meno dei numeri che lo circondano. Per esempio, qualcosa con un pH di 6.0 sarebbe 10 volte più acido dell’acqua distillata con pH 7.0. Qualcosa con un pH di 5.0 è 10 volte più acido di 6.0, e 100 volte più acido di 7.0 (10×10=100).
Per mettere la scala del pH in prospettiva, facciamo qualche rapido calcolo. Il tricloro, un tipo popolare di cloro stabilizzato usato principalmente nelle piscine all’aperto, ha un pH di circa 3. Per questo calcolo, arrotondiamo esattamente a 3,0. Quanto è acido il triclor a 3,0pH rispetto all’acqua a 7,0pH? Scopriamolo.
(7.0pH – 3.0pH) = 4.0
La scala logaritmica significa 104, o 10x10x10x10 = 10.000
Il triclor è circa 10.000 volte più acido dell’acqua pura.
Non preoccupatevi della matematica, è solo per spiegare la scala del pH in sé. Dal punto di vista della chimica dell’acqua, i libri di testo ci dicono che il pH ideale per una piscina o una spa è tra 7,4-7,6. Ma realisticamente, il pH aumenta nel tempo nella maggior parte delle piscine, quindi la gamma normale di piscine è più simile a 7,4-8,2.
Il ruolo del pH nella chimica dell’acqua
La forza del cloro (%HOCl)
Gestire il pH è una componente critica per mantenere una chimica dell’acqua sana ed equilibrata. È così importante perché il pH è un fattore trainante dell’indice di saturazione di Langelier (LSI), e anche perché il pH determina l’efficacia del cloro nelle piscine non stabilizzate. Quindi, nelle piscine senza acido cianurico (CYA), più basso è il pH, più forte sarà il cloro, perché il pH controlla gli equilibri di dissociazione tra cloro forte e debole:
HOCl ⇌ H+ + OCl-
L’acido ipocloroso si dissocia in idrogeno e ione ipoclorito
Ancora una volta, il pH controlla la forza del cloro (%HOCl) perché minore è il pH, maggiore è la concentrazione di idrogeno. Questo significa una % più alta di HOCl forte contro OCl- debole. Questo non è così rilevante nelle piscine con CYA, perché gli isocianurati cambiano fondamentalmente la chimica della piscina.
Solubilità del carbonato di calcio
Mentre il LSI determina quando l’acqua è sovrasatura di carbonato di calcio (CaCO3), il pH è un fattore importante sul LSI. E poiché le violazioni dell’LSI si verificano localmente, non universalmente in tutta la piscina, il pH conta molto. Per esempio, c’è un grafico qui sotto che mostra gli equilibri dei tipi di alcalinità. Quando il pH arriva a 8,2 o 8,3, diventa molto difficile per il calcio rimanere in soluzione, perché l’alcalinità carbonatica (CO3- -) si lega molto bene al calcio (Ca++). Quindi, quando il pH diventa troppo alto, il calcio tende a precipitare fuori dalla soluzione anche se l’LSI complessivo della piscina è equilibrato. Vediamo questo fenomeno intorbidire le piscine, come quando qualcuno aggiunge la soda troppo rapidamente.
Il CO2 determina il pH
La quantità di anidride carbonica (CO2) nell’acqua determina in gran parte il pH. Più CO2, più basso è il pH, e viceversa. Questo spiega perché i giochi d’acqua, i bordi sfumati e i getti della spa aumentano il pH più velocemente che in acqua ferma; l’aerazione accelera la perdita di CO2 nell’atmosfera.
conseguenze del pH
Un pH basso abbassa l’LSI, e può causare danni alle superfici e alle attrezzature, corrosione dei componenti metallici dentro e intorno alla piscina, irritazione della pelle e degli occhi, così come il malessere generale del cliente. D’altra parte, un pH elevato aumenta l’LSI, e porta alla formazione di calcare carbonato, acqua torbida, e cloro più debole (nelle piscine non stabilizzate). I libri di testo dicono di rimanere nell’intervallo 7.4-7.6 per evitare questi problemi, ma una strategia basata sull’LSI eviterà i problemi meglio che rimanere semplicemente in quell’intervallo.
Che cos’è l’alcalinità totale?
L’alcalinità totale è una misura della concentrazione di tutte le sostanze alcaline dissolte nell’acqua che possono sia attrarre che rilasciare ioni idrogeno. Questa interferenza con l’idrogeno è il motivo per cui l’alcalinità tampona il cambiamento del pH. L’alcalinità totale è principalmente bicarbonato, carbonato e idrossido, insieme a pochi altri come l’alcalinità cianurata. Quando viene aggiunto dell’acido, questi alcali hanno la capacità di neutralizzare parte dell’acido. In termini più semplici, l’alcalinità totale è una misura della capacità dell’acqua di resistere al cambiamento del pH. In particolare, l’alcalinità rallenta la riduzione del pH. Troppa alcalinità è in realtà una fonte di aumento del pH. Più alcalinità hai, più acido ci vuole per ridurre il pH.
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L’alcalinità totale è misurata dalla sua concentrazione in parti per milione (ppm), e la gamma ideale è da 80-120 ppm, a seconda del tipo di cloro che usate. Per esempio, il tricloro ha un pH basso di 2,8, quindi, dato che il tricloro è acido, una piscina di tricloro ha bisogno di una maggiore alcalinità. Un’altra ragione per una maggiore alcalinità in una piscina con tricloro è perché il CYA nel tricloro compensa l’alcalinità quando si fanno le correzioni LSI.
I cloruri non stabilizzati, come il cloro liquido (candeggina) o il cal hypo, hanno un pH elevato. Quindi puoi avere un’alcalinità più bassa, come 80-100 ppm, o anche più bassa di 80 ppm se il tuo LSI lo permette. Le piscine a cloro salino spesso lottano con l’accumulo di calcare che si sfalda dalla cella di sale e soffia nella piscina. Le piscine salate, in stagione, possono di solito beneficiare di livelli più bassi di alcalinità, come 60-70 ppm, a condizione che l’LSI rimanga equilibrato. La chiave è misurare l’acido e diluirlo prima di versarlo per evitare correzioni eccessive. Troppo acido con un’alcalinità più bassa causerà problemi maggiori, quindi fate attenzione.
Avete notato che l’alcalinità totale non si misura sulla scala del pH?
Questa è una distinzione importante da fare, perché di solito è così che il pH e l’alcalinità vengono confusi. L’alcalinità totale è misurata dalla quantità, o concentrazione (ppm) nell’acqua, non da quanto l’acqua è alcalina (pH). I prodotti “Alcalinity up” sono prevalenti nell’industria delle piscine. Se siete sul mercato per un prodotto per aumentare l’alcalinità, i due più comuni sono il bicarbonato di sodio (NaHCO3) e il carbonato di sodio (Na2CO3), più comunemente noto come soda. I prodotti che abbassano l’alcalinità saranno un acido come l’acido muriatico o il bisolfato di sodio.
Il ruolo dell’alcalinità totale nella chimica dell’acqua
Se sei un operatore di piscina, probabilmente sai già che il pH può oscillare su e giù. E quando ciò accade, la piscina è costantemente in lotta contro di voi. Avere il giusto livello di alcalinità totale è una buona cosa, perché aiuta a mantenere il pH stabilizzato. Un modo semplice per pensare all’alcalinità è che essa isola il pH dal cambiare troppo facilmente, specialmente andando verso il basso.
Tecnicamente, l’alcalinità tampona il pH rilasciando o assorbendo uno ione idrogeno (H+) secondo necessità. Così, quando si aggiunge un acido, gli ioni carbonato possono assorbire idrogeno per creare ioni bicarbonato. Questo è un equilibrio, proprio come il pH, quindi può andare anche nell’altro modo. L’equilibrio si presenta così:
HCO3- + H+ ↔ H2CO3
Siccome la CO2 controlla il pH dell’acqua, si può aggiungere direttamente CO2 per abbassare il pH, oppure si può usare un acido per convertire l’alcalinità del bicarbonato in acido carbonico (H2CO3), che è solo CO2 disciolta: (H2O + CO2 → H2CO3).
Si potrebbero aggiungere diverse libbre di bicarbonato di sodio 8.3pH e avere lo stesso impatto sul pH se si aggiungesse una quantità molto minore di carbonato di sodio 11.6 pH. Ma l’alcalinità totale sarebbe più alta per il bicarbonato di sodio, perché ce n’è semplicemente di più nell’acqua.
Come aumentare l’alcalinità totale e il pH
Se si vuole aumentare l’alcalinità totale in una piscina, è necessario conoscere il numero di litri della piscina e il pH. È utile avere un calcolatore di dosaggio accurato. Aumentare l’alcalinità è semplice come aggiungere bicarbonato di sodio all’acqua.
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Come abbassare l’alcalinità totale e il pH
È possibile abbassare l’alcalinità usando l’acido. Alcuni esperti raccomandano una “colata di acido” per abbassare l’alcalinità, ma noi non lo facciamo. Secondo la nostra esperienza – e gli esperimenti scientifici lo confermano – il versamento in colonna è più dannoso della diluizione. Raccomandiamo di diluire l’acido in un secchio d’acqua e di versarlo uniformemente intorno alla piscina. Inoltre, il versamento a colonna può abbassare gravemente il pH in una posizione concentrata (sul fondo della piscina!), il che può far perdere l’LSI e, a sua volta, incidere la superficie. L’abbassamento del pH senza influire sull’alcalinità totale può essere ottenuto iniettando anidride carbonica. Ma questo è un argomento per un’altra volta.
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Conclusione
Mantenete la vostra piscina in equilibrio LSI, prima di tutto. Poi, cerca di mantenere l’alcalinità in una gamma che è più vantaggiosa per il tuo tipo di cloro primario. Utilizzare un aumentatore di alcalinità come il bicarbonato di sodio per aumentare l’alcalinità totale, o un acido per abbassarla. Quando si usano cloro ad alto pH come i generatori di sale, il cloro liquido o il cal hypo, si avrà bisogno di meno alcalinità, come 60-80 ppm. Per le clorine a basso pH come il Trichlor, 100-120 ppm potrebbero essere una gamma migliore per voi. Consultate il vostro kit di test o il calcolatore di dosaggio sull’App Orenda per numeri specifici.
A parte, non mischiate mai diversi tipi di cloro. Possono esplodere. Letteralmente.
La gente confonde il pH con l’alcalinità e possiamo capire perché. Basta ricordare che il pH è un equilibrio che ci dice quanto è acida o basica una soluzione. L’alcalinità totale misura la quantità o la concentrazione (in parti per milione) di alcali dissolti che possono tamponare il cambiamento del pH rilasciando o attraendo idrogeno. Speriamo che questo sia d’aiuto!