قلیائیت کل در برابر pH و نقش آنها در شیمی آب
تا به حال از خود پرسیده اید “تفاوت پ.هاش و قلیائیت کل” چیست؟ خیلی از ما در مسائل مربوط به آب قلیائیت کل را با پ.هاش اشتباه می گیریم. این که چقدر مرز بین دو کلمه “قلیایی” و “قلیائیت” باریک و گیج کننده است کاملا قابل درک می باشد. قطعا قلیائیت و پ.هاش در شیمی آب به هم وابسته هستند اما یکسان نیستند. این مقاله قصد دارد تا تمایز بین آنها را توضیح دهد.
پ. هاش چیست؟
پ. هاش مختصر شده power of Hydrogen یعنی قدرت هیدروژن است که در حقیقت میزان تمرکز یون های هیدروژن در یک محلول را تعیین می کند. ما با استفاده از مقیاس پ. هاش می توانیم میزان اسیدی یا پایه بودن (قلیایی بودن) مواد را اندازه بگیریم. مقیاس پ. هاش از 1 تا 14 تعیین شده و با آب خالص در تناسب بوده که پ. هاش آب به صورت خنثی 7 است. این مقیاس به صورت لگاریتمی است یعنی هر عدد، روی نمودارِ 1 تا 14، ده بار بزرگتر یا کوچکتر از اعداد کناری خود است. برای مثال ماده ای با پ.هاش 6، ده برابر اسیدی تر از آب خالص است. ماده دیگری با پ. هاش 5، ده برابر اسیدی تر از ماده ای با پ. هاش 6 و بنابراین 100 برابر اسیدی تر از آب خالص است (100=10×10).
بهتر است برای بررسی بیشترِ مقیاس پ. هاش کمی ریاضیات ساده انجام دهیم. تریکلر (Trichlor) نوع متداولی از کلر تثبیت شده است که بیشتر برای استخرهای روباز استفاده می شود و پ. هاشی حدود 3 دارد. برای کمی حساب و کتاب ریاضی آن را به 3.0 رُند می کنیم. حالا بگویید تریکلر نسبت به پ. هاش 7.0 آب خنثی چقدر اسیدی تر است؟ بهتر است حساب کنیم.
(7.0 – 3.0) = 4.0
مقیاس لگاریتمی یعنی 104 یا
10000=10×10×10×10
تریکلر 10000 برابر بیشتر از آب خالص اسیدی است.
نیاز نیست نگران ریاضیات باشید این اعداد فقط توضیحی برای شناختن خود مقیاس پ. هاش بود. از نقطه نظر شیمی آب، پ. هاش ایده آل برای استخر شنا بین 7.4 تا 7.6 است. اگر پ. هاش شما بالاتر بود (یعنی قلیایی تر) می توانید با تزریق دی اکسیدکربن (CO2) یا افزودن مقداری اسید چرب آن را پایین بیاورید. اگر پ. هاش شما پایین تر (یعنی اسیدی تر) بود می توانید با افزودن چیزی قلیایی مثل خاکستر سودا یا بیکربنات سدیم (جوش شیرین) پ. هاش آن را بالا ببرید.
نقش پ. هاش در شیمی آب
مدیریت پ. هاش بخشی بسیار مهم در رسیدن به شیمی آبی سالم است. دلیل اهمیت آن هم این است که پ. هاش عاملی محرک در شاخص اشباع لانژیلر (LSI) بوده و همچنین تعیین می کند که میزان اثرگذاری کلر چقدر خواهدبود. هر چه پ. هاش پایین تر باشد کلر قوی تر خواهدبود. به جز آنچه گفته شد اهمیت پ. هاش در این است که می فهمیم نوع کلر استفاده شده بر هر دوی پ.هاش و قلیا اثر می گذارد دلیل آن هم این است که انواع متفاوت کلر سطوح متفاوتی از پ.هاش را دارند. برای مثال تریکلر (که در بالا اشاره شد) پ. هاش پایینی دارد اما هیپوکلریت کلسیم (Cal Hypo) پ. هاش بالایی حدود 12 دارد. بنابراین هرگز انواع متفاوت کلر را به عنوان یک اسید با هم ترکیب نکنید چرا که به معنای واقعی قابلیت انفجار دارند.
پ. هاش پایین می تواند سبب آسیب به خطوط استخر، خراش روی گچ دیواره، خردگی قطعات فلزی در داخل و اطراف استخر، آسیب به چشم و پوست و همچنین کاهش میزان قلیا شود. از طرف دیگر پ. هاش بالای آب باعث شکل گیری پوسته؛ زنگ¬زدگی فلزی؛ آب غیرشفاف؛ کارایی ضعیف کلر و همچنین تحریک پوست و چشم شود. پس سعی کنید پ.هاش را در بازه 7.4 تا 7.6 نگه دارید تا از چنین مشکلاتی پیشگیری کنید.
قلیائیت کل (Total Alkalinity) چیست؟
ترجمه زیرنویس عکس: بی کربنات سدیم (جوش شیرین) عموما هم برای بالابردن پ.هاش و هم قلیایی استفاده می شود.
برخلاف پ. هاش که اساسا مقیاسی برای اندازه گیری است، قلیائیت کل برای سنجش تمام مواد قلیایی محلول در آب استفاده می شود. این مواد اساسا کربنات ها، بی کربنات ها و هیدروکسیدها به همراه چند مواد دیگر هستند. این مواد قلیایی با خنثی کردن اسیدها سبب بافر کردن پ. هاش در آب می شوند. به عبارتی دیگر قلیائیت کل یعنی سنجش قابلیت آب در مقاومت در برابر تغییر پ. هاش است.
قلیائیت کل با سیستم اندازه گیری بخش در یکای سنجش میلیون (ppm) اندازه گیری می شود و بازه ایده آل آن بین 80 تا 120 ppm است که بستگی به نوع کلر استفاده شده دارد. برای مثال تریکلر پ. هاش پایینی معادل 3 دارد که به این معنی است که شما قلیائیت کل را به 120ppm نزدیکتر می خواهید البته با دانش اینکه تا چه حد اسیدی است. سفیدکننده مایع پ. هاش بالایی معادل 13 دارد این یعنی شما می توانید قلیائیت پایین تری مثل 80 تا 100ppm داشته باشید.
توجه کنید: یکی از محصولات جانبی استفاده از سفیدکننده مایع (sodium hypochlorite) هیدروکسید سدیم است که روی قلیائیت کل تاثیر داشته و پ. هاش را بالا می برد.
آیا دقت کردید که قلیائیت کل روی نمودار پ. هاش اندازه گیری نمی شود؟
قایل شدن این تمایز بسیار مهم است زیرا در غیر اینصورت معمولا بین پ. هاش و قلیائیت کل اشتباه گرفته می شوند. قلیائیت کل با مقدار (ppm) اندازه گیری می شود که در آب وجود دارد نه با میزان قلیایی بودن (pH) آب. فرآورده های “افزاینده قلیائیت” در صنعت استخر متداول هستند اگرچه روی پ. هاش تاثیر می گذارند. اگر در بازار به دنبال افزاینده قلیا هستید رایج ترین آنها بی کربنات سدیم است. همینطور در حیطه فرآورده های “کاهنده قلیا” می توانید از اسید چرب (اسید موریاتیک) استفاده کنید.
نقش قلیائیت کل در شیمی آب
اگر مسئول استخر هستید ممکن است این را بدانید که پ. هاش می تواند نوسان داشته باشد. در این شرایط نوسانی استخر هم به طور مداوم نوسان خواهدداشت. بنابراین ثابت نگه داشتن قلیائیت کل بسیار مفید خواهدبود زیرا کمک می کند تا پ. هاش ثابت بماند. در حقیقت نقش قلیائیت کل خنثی نگه داشتن اسید است.
ممکن است شما یک تن بی کربنات سدیم با پ.هاش 8.3 داشته باشید که در آب شناور باشد و همین مقدار پ.هاش هم داشته باشید مثل اینکه مقدار کمتری از خاکستر سودا با پ.هاش 13.0 افزوده اید. اما قلیائیت کل برای بی کربنات سدیم بالاتر خواهدبود زیرا مقدار بیشتری از آن در آب وجود دارد.
چطور قلیائیت کل را افزایش دهیم؟
اگر می خواهید قلیائیت کل را در استخری افزایش دهید بهتر است گالناژ (ظرفیت) استخر و پ.هاش آب را بدانید تا بتوانید دوز آن را دقیق تر محاسبه کنید. بالابردن قلیائیت به سادگی افزودن کربنات، بی کربنات یا هیدروکسید به آب است. دو مورد از رایج ترین محصولات برای استخر کربنات سدیم (خاکستر سودا) و بی کربنات سدیم (سدیم بی کارب).
چطور قلیائیت کل را پایین بیاوریم؟
می توانید با استفاده از اسید، قلیائیت را کاهش دهید. برخی از کارشناسان “ریختن ناگهانی حجمی از اسید” را برای کاهش قلیائیت توصیه می کنند اما این توصیه ما نیست چراکه بر اساس تجربه ما و آزمایشات علمی این روش تنها باعث رقیق کردن بیشتر می شود. توصیه ما این است که آب را در یک سطل آب رقیق کنید و به طور مساوی آن را در اطراف استخر بریزید. علاوه بر این ریختن مقدار زیادی اسید ممکن است پ.هاش را تنها در یک نقطه از استخر شدیدا کاهش دهد (در کف استخر!) که در این صورت شاخص اشباع لانژیلر نادیده گرفته می شود و در نتیجه آن کف استخر خراش می افتد.
کاهش پ.هاش بدون تاثیر بر قلیائیت کل را می توان با استفاده از دی اکسید کربن انجام داد که خود مبحثی جداگانه است.
نتیجه پایانی
برای داشتن شیمی آب سالم قلیائیت کل را در بازه 80 تا 120 ppm حفظ کنید. برای بالا بردن قلیائیت کل از افزاینده ای مانند بی کربنات سدیم یا برای کاهش آن از اسید استفاده کنید. وقتی از کلری با پ.هاش بالا مثل سفیدکننده مایع یا هیپوکلریت کلسیم استفاده می کنید بهتر است در پایین بازه بمانید مثلا چیزی حدود 80 تا 100 ppm. و زمانیکه از کلری با پ.هاش پایین مثل تریکلر استفاده می کنید باید میزان قلیا را بین 110 تا 120ppm حفظ کنید. می توانید از کیت تست یا نرم افزار ماشین حساب دوز برای به دست آوردن اعداد دقیق استفاده کنید.
نکته آخر: کلسیم نیز یک بافر پ.هاش است که کاربرد یکسانی در قلیائیت کل دارد. به یاد داشته باشید کربنات کلسیم (پوسته) و هیدروکسید کلسیم (کریستال یا خاک گچ) هر دو برای قلیائیت کل محسوب می شوند.