「pHとアルカリ度の違いは何ですか？ 水族館では、総アルカリ度とpHを混同している人が少なくありません。 それもそのはず、”アルカリ性 “と “アルカリ度 “という言葉の境界が曖昧だからです。 確かに、水化学におけるアルカリ度とpHは密接な関係にありますが、同じものではありません。
Listen to this topic on our Podcast:
What is pH?
pHとはpotenz Hydrogenの略で、一般的には「水素の力」と呼ばれています。 これは、溶液中の水素イオン濃度の負の対数です。
pH = -log(H+)
私たちは、物質がどれくらい酸性または塩基性（アルカリ性とも呼ばれる）であるかを、pHスケールを使って測定します。 水素イオンの濃度が上がればpHは下がり、逆に下がればpHは下がります。 pHの目盛りは対数であり，1〜14の各整数は，周囲の数字の10倍以上または以下であることを意味している。 例えば、pH6.0のものは、pH7.0の蒸留水よりも10倍酸性が強い。 また、pH5.0は6.0の10倍、7.0の100倍（10×10＝100）となります。
pHスケールを理解するために、簡単な計算をしてみましょう。 主に屋外プールで使用される安定化塩素の代表格であるトリクロールのpHは約3ですが、ここでは四捨五入して3.0とします。 3.0pHのトリクロールは、7.0pHの水と比べてどのくらい酸性なのでしょうか？
(7.0pH – 3.0pH) = 4.0
対数目盛は104、つまり10x10x10 = 10,000
トリクロルは純水の約10,000倍の酸性度があります。
数学は気にしなくていいですよ、pHスケール自体を説明するためのものですから。 水化学の観点から見ると、教科書にはプールやスパの理想的なpHは7.4～7.6と書かれています。
水化学におけるpHの役割
塩素の強さ（%HOCl）
pHの管理は、健康的でバランスのとれた水化学を維持するための重要な要素です。 これは、pHがラングリエ飽和指数（LSI）の原動力であり、また、pHが安定していないプールでの塩素の効果を決定するため、非常に重要です。 つまり、シアヌル酸（CYA）のないプールでは、pHが低いほど塩素が強くなります。これは、pHが強い塩素と弱い塩素の解離平衡をコントロールするためです。
HOCl ⇌ H+ + OCl-
次亜塩素酸は水素と次亜塩素酸イオンに解離します
また、pHが低いほど水素の濃度が高くなるため、pHは塩素の強さ(%HOCl)をコントロールします。 つまり、強いHOClと弱いOCl-の比率が高くなります。 イソシアヌレートはプールの化学的性質を根本的に変えてしまうので、CYAのあるプールではあまり関係ありません。
炭酸カルシウムの溶解度
炭酸カルシウム（CaCO3）の過飽和状態を判断するのはLSIですが、LSIにはpHが大きく影響します。 また、LSIの違反はプール全体ではなく局所的に発生するため、pHは非常に重要です。 例えば、下の図はアルカリ度の種類の平衡状態を示しています。 pHが8.2または8.3になると、カルシウムが溶液中に留まることが非常に困難になります。なぜなら、炭酸アルカリ性（CO3- -）はカルシウム（Ca++）と非常によく結合するからです。 そのため、pHが高くなりすぎると、プールの全体的なLSIがバランスしていても、カルシウムが溶液から析出する傾向があります。
CO2がpHを決める
水中の二酸化炭素（CO2）の量は、pHを大きく左右します。 CO2が多ければpHは低くなり、逆もまた然りです。
pHの影響
pHが低いとLSIが低下し、表面や機器の損傷、プール内や周辺の金属部品の腐食、皮膚や目の炎症、一般的なパトロンの不快感などの原因となります。 一方、pHが高いと、LSIが高くなり、炭酸塩のスケール形成、水の濁り、塩素の弱体化（非安定化プールの場合）などが起こります。
総アルカリ度とは
総アルカリ度とは、水中に溶けているアルカリ性物質のうち、水素イオンを引き寄せたり放出したりする物質の濃度を表したものです。 この水素との干渉が、アルカリ性がpHの変化を緩衝する理由です。 全アルカリ度は、主に重炭酸塩、炭酸塩、水酸化物に加えて、シアヌル酸アルカリ度のようないくつかの物質で構成されています。 酸が添加されると、これらのアルカリは酸の一部を中和する働きがあります。 簡単に言えば、総アルカリ度とは、水のpH変化に対する抵抗力を示す指標です。 特に、アルカリ度が高いとpHの低下が遅くなります。 アルカリ度が高すぎると、かえってpHを上昇させる原因となります。 アルカリ度が高ければ高いほど、pHを下げるのに必要な酸の量が多くなります。
関連しています。 アルカリ度とは
全アルカリ度は、その濃度をppm（parts-per-million）で表し、使用する塩素の種類にもよりますが、理想的な範囲は80～120ppmとされています。 例えば、トリクロルはpHが2.8と低いので、トリクロルが酸性であることを考えると、トリクロルのプールはより高いアルカリ度が必要となります。
液体塩素（漂白剤）やカルハイポのような非安定化塩素は、いずれも高いpHを持っています。
液体塩素（漂白剤）やカルハイポのような非安定化塩素は、いずれもpHが高いので、アルカリ度は80～100ppm程度、LSIが許せば80ppmよりも低くても構いません。 塩水系のプールでは、塩のセルから剥がれ落ちてプールに吹き込むスケールの蓄積に悩まされることが多いでしょう。 塩水系のプールでは、シーズン中、LSIのバランスが取れていれば、60〜70ppmのような低いレベルのアルカリ度でも問題ありません。 重要なのは、酸を測定し、過剰補正を避けるために注ぐ前に希釈することです。
総アルカリ度はpHスケールでは測れないことに気付きましたか？
これは重要な区別です。なぜなら、pHとアルカリ度は通常このように混同されるからです。 総アルカリ度は、水のアルカリ度（pH）ではなく、水の量、つまり濃度（ppm）で測ります。 プール業界では「アルカリ度アップ」製品が普及しています。 炭酸水素ナトリウム（NaHCO3）と炭酸ナトリウム（Na2CO3）が一般的で、ソーダ灰として知られています。 アルカリ度を下げる」製品は、ムリヤク酸や重硫酸ナトリウムのような酸になります。
水の化学における総アルカリ度の役割
プールを運営されている方なら、pHが上下に変動することをすでにご存知でしょう。 そして、そうなるとプールは常に戦っていることになります。 総アルカリ度が適切なレベルにあることは、pHを安定させるのに役立つので、良いことです。
技術的には、アルカリ性は必要に応じて水素イオン（H+）を放出したり吸収したりして、pHを緩衝します。 つまり、酸が加えられると、炭酸イオンが水素を吸収して重炭酸イオンを作ることができるのです。 これはpHと同じように平衡状態なので、逆になることもあります。 平衡状態は次のようになります。
HCO3- + H+ ↔ H2CO3
CO2が水のpHをコントロールしているので、CO2を直接加えて水のpHを下げることもできます。 炭酸ガスを直接加えてpHを下げるか、酸を使って重炭酸のアルカリ性を炭酸（H2CO3）に変え、CO2を溶かしただけの状態にすることができます。
8.3pHの重曹を数ポンド加えても、11.6pHのソーダ灰をもっと少量加えても、同じpHの影響を与えることができます。
How to increase Total Alkalinity and pH
プールの総アルカリ度を上げたい場合は、プールのガロン数とpHを知る必要があります。 正確な投与量計算機があると便利です。 アルカリ度を上げるには、水に重炭酸ナトリウムを加えるだけでよいのです。
関連しています。 アルカリ度とpHを上げる方法
総アルカリ度とpHを下げる方法
酸を使ってアルカリ度を下げることができます。 専門家の中には、アルカリ度を下げるために「酸柱流し込み」を推奨する人もいますが、私たちはそうしません。 私たちの経験上、そして実際に科学的な実験でも裏付けられていますが、カラム注ぎは希釈するよりも有害です。 酸をバケツの水で希釈して、プールに均等に注ぐことをお勧めします。 また、プールの底に集中してpHを下げることで、LSIの動作が不安定になり、表面がエッチングされてしまうことがあります。 全アルカリ度に影響を与えずにpHを下げるには、炭酸ガスを注入することで実現できます。 しかし、それはまた別の機会にご紹介します。
関連しています。 pHとアルカリ度を下げる方法
結論
まず第一に、プールをLSIバランス内に維持すること。 そして、アルカリ度を、あなたの主な塩素タイプに最も有利な範囲に保つようにしてください。 総アルカリ度を上げるには炭酸水素ナトリウムのようなアルカリ度増加剤を、下げるには酸を使います。 塩塩素発生剤や液体塩素、カルハイポなどの高pHの塩素剤を使用する場合は、60～80ppm程度の少ないアルカリ度が必要になります。 トリクロールのような低pHの塩素剤を使用する場合は、100〜120ppm程度が良いでしょう。 具体的な数値については、テストキットやオレンダ・アプリのドージング・カリキュレーターを参照してください。
余談ですが、異なるタイプの塩素を混ぜてはいけません。 爆発する可能性があります。
pHとアルカリ度を混同する人がいますが、その理由はわかります。
pHとアルカリ度を混同する人がいますが、その理由はわかります。 総アルカリ度は、水素を放出したり引き付けたりすることでpHの変化を緩衝することができる、溶解したアルカリの量または濃度（100万分の1）を測定します。 ご参考になれば幸いです！