Aluselisus: erinevus redaktsioonide vahel

Eemaldatud sisu Lisatud sisu
JPaidla (arutelu | kaastöö)
Resümee puudub
JPaidla (arutelu | kaastöö)
Resümee puudub
3. rida:
Loodusvetes võivad [[hüdroksiidioon]]e (OH-) moodustada näiteks vesinikkarbonaadid (HCO<sub>3</sub><sup>-</sup>), mis veega reageerivad:
HCO<sub>3</sub><sup>-</sup> + H<sub>2</sub>O = H<sub>2</sub>CO<sub>3</sub> + OH<sup>-</sup>.
Teisteks leelisuse tekitajateks on: süsiniktrioksiid CO<sub>3</sub>, vesinikfosfaat HPO<sub>4</sub>, [[fosfaat]] PO<sub>4</sub><sup>-</sup>, H<sub>2</sub>SiO<sub>4</sub><sup>-</sup>, H<sub>3</sub>SiO<sub>4</sub>, H<sub>2</sub>BO<sub>2</sub><sup>-</sup>, Atsetaatatsetaat CH<sub>3</sub>COO<sup>-</sup>.<ref name="ibor">U.S department of the Interior Bureau of Reclamation – Managing Water in the West Alkalinity fact sheet 2009</ref>
<p>Olles tugevate [[alus]]te ja tugevate [[hape]]te koguse vahe vees, võib leelisus olla nii positiivne kui ka negatiivne. <p>
Kõrge leelisusega vesi on üldiselt [[pH]] väärtusega üle 7, aga vesi mille pH on üle 7, ei pruugi veel olla kõrge leelisusega. See tähendab, et aine pH ei määra leelisust, aga leelisus määrab aine pH.
 
=== Olulisus ===
Leelisus töötab vees puhvrina, mis happeid ja aluseid neutraliseerides ennetab järske pH muutusi,. kuiKui leelisus on madal (alla 80 ppm), võib esineda suuri pH kõikumisi.<ref name="frank">The science of water Concepts and Applications second edition Frank R. Spellman 2008 lk 111</ref> Korralik leelise puhversüsteem tähendab, et CO<sub>3</sub> päevane muutumine mõjutab pH kõikumist vähesel määral. Stabiilne veekeskkond, ilma pH kõikumisteta, on vajalik kalade ja veeorganismide eluks. Uuringud on näidanud, et kõrge leelisus soodustab teatud organismide kasvu, näiteks [[vesikirp]] kasvas leeliselises ja karedas vees 14,5% pikemaks ja 36,6% viljakamaks kui pehmes ja vähem leeliselises vees. <ref> Celso Martins, Fátima T Jesus, António J. A. Nogueira (2014) Changes in life-history parameters of Daphnia longispina (Cladocera, Crustacea) as a function of water chemistry, Journal of limnology </ref> <p>
Leelise loodud puhversüsteem neutraliseerib [[happevihmad]]e mõju, millega ta kaitseb inimeste veevarusid liigse happelisuse eest. <ref name="ibor" />
<p> Järsk pH muutus segab ka vee puhastusprotsesse. Leelisuse tõus mõjub aktiivmudaorganismidele toksiliselt, mille tõttu aktiivmudaaktiivmudas elavad [[mikroorganismid]] hukuvad ja puhastusprotsess aeglustub.<ref>Eero Siida (2014), Virtsu reoveepuhasti tööprotsessi optimeerimine ja liigse vahutamise põhjused</ref> Vee puhastusprotsessis on leeliselisus vajalik ka selleks, et [[alumiiniumkaaliumsulfaatdodekahüdraat]] ehk maarjajää saaks töötada. Maarjajää aitab kaasa reovee koaguleerumisele, moodustuvad helbed, mida on hiljem võimalik välja filtreerida, pinnalt või põhjast ära korjata.<ref>http://water.me.vccs.edu/courses/env211/lesson7_4.htm </ref>
Kõrge leelisus aitab kaasa ka vee söövitavate kalduvuste vähendamisele.<ref name="frank" />
 
=== Vette sattumine ===
[[File:Lubjakivi.jpg|thumb|Lubjakivi]]
Vesi muutub leeliseliseks, läbides pinnast ja puutudes seal kokku erinevate leelisust muutvate teguritega, nagu kivimid , mullad ja teatud taimede tegevus. Kivimitest mõjutab leelisust eriti [[lubjakivi]] ja sellest tekkinud moondekivim [[marmor]], sest nad koosnevad peamiselt kaltsiumkarbonaadist. Lubjakivist lahustub kaltsiumkarbonaat vette kaltsiumiks ja karbonaatiooniks. Kõige leeliselisemad on [[mesosoikum]]i settekivimid ja kõige vähem leeliselised [[tardkivim]]id. Inimesed tekitavad leelisust [[reovesi|reovee]]ga, mis sisaldab [[detergent]]e ja [[seep]]e.<ref name="ibor" /> Detergentidest, mis leeliselisust mõjutavad tuntumad, on tuntumad soodad, nagu [[naatriumkarbonaat]] ehk pesusooda, [[naatriumvesinikkarbonaat]] ehk söögisooda ja [[naatriumhüdroksiid]] ehk kaustiline sooda või seebikivi (kasutatakse torupuhastuvahendina). Lisaks karbonaatidele sisaldavad detergendid ka leeliselisust mõjutavaid fosfaate, boraate ja silikaate.<ref> http://www.lanfaxlabs.com.au/alkalinity.htm</ref>
 
=== Leelisus ookeanides ja meredes ===
Merevee leeliselisus on keskmiselt 116 mg/l, mis on suurem kui magevee 30-9030–90 mg/l.<ref name="EPA" /> Kuna leeliselisust mõõdetakse mg-ekv/l, siis oma suure vee koguse tõttu võtavad leeliselisuse muutused ookeanis kaua aega, see tähendab et kuud ja aastad ei mõjuta sedaprotsessi vägaolulisel paljumääral. <ref>Doney, S. C.; Fabry, V. J.; et al. Ocean Acidification: The Other CO2 Problem. Annu. Rev. Mar. Sci., 2009, 69-92. doi:10.1146/annurev.marine.010908.163834</ref> Ookeanide vett muudavad leeliseliseks lisaks lubjakivi lahustumisele ka bakterite poolt toimuvadpõhjustatud anaeroobse lagunemise protsessid, mis toimuvad sügaval ookeanis ja kasutavad vesinikioone vesiniksulfaadi ja lämmastiku tootmiseks, mis lõpuks atmosfääri vabanevad. Vesinikioonide vähenemine suurendab leeliselisust. Vastupidiselt anaeroobsele hingamisele vähendab aeroobne hingamine, mis toimub vee pinna kihtides, leelisust. Aeroobse hingamise mõju on aga suhteliselt väiksem, sest aeroobsel hingamisel võivad tekkida funktsionaalsed grupid, mis kasutavad hingamisel vabanevad vesinikioonid ära ja neutraliseerivad hingamise efekti leeliselisusele. <ref name="ookean">Thomas, H.; Schiettecatte, L.-S.; et al. Enhanced Ocean Carbon Storage from Anaerobic Alkalinity Generation in Coastal Sediments. Biogeosciences Discussions. 2008 - http://www.biogeosciences.net/6/267/2009/bg-6-267-2009.pdf</ref> OokeanidesOokeanide leeliselisuseleeliselisuses esineb lokaalseid erinevusi, mida põhjustavad peamiselt jõed ja hoovused. <ref>Cai, W.-J.; Hu, X. et al. Alkalinity Distribution in the Western North Atlantic Ocean Margins. Journal of Geophysical Research. 2010, 115, 1-15. doi:10.1029/2009JC005482</ref> Suured jõed võivad oma suudmete lähedal olla ookeanides nii leeliselisuse tõstjateks kui langetajateks olenevalt sissevoolava vee leeliselisusest. Enim mõjutab see leeliselisust hilistalvel ja kevadel, kui lume sulamisega suurenevad jõevee voolu kogused
<ref>Thomas, H.; Schiettecatte, L.-S.; et al. Enhanced Ocean Carbon Storage from Anaerobic Alkalinity Generation in Coastal Sediments. Biogeosciences Discussions. 2008, 5, 3575-3591</ref>
 
=== Mõju taimedele ===
Leelisus on oluline taimekasvatuse seisukohalt, kuna see mõjutab pH muutumist ja määrab sellega ära, mis liike on võimalik kasvatada. Kõrge leelisus pärsib raua lahustuvust ja on seega taimedele kahjulik, kuna rauda on vaja [[klorofüll]]i sünteesiks. Samas ei ole ka leelise vaba vesi hea, sest soodustab pH järske muutusi, mis omakorda võivad tekitada teatud toitainete nappuse. See tähendab, et taimede kasvuks on sobivaim madala leelisusega vesi. Hetkel valdab arvamus, et kõige sobivam kaltsiumkarbonaadi kogus vees on 0–160 mg/ l.
Leelise tõttu kõrge pH toob kaasa kaaliumi, fosfori, kaltsiumi ja magneesiumi väikese ning mangaani, tsingi, vase ja eriti raua suure puuduse. <ref>Hamid R. Roosta (2011) INTERACTION BETWEEN WATER ALKALINITY AND NUTRIENT SOLUTION PH ON THE VEGETATIVE GROWTH, CHLOROPHYLL FLUORESCENCE AND LEAF MAGNESIUM, IRON, MANGANESE, AND ZINC CONCENTRATIONS IN LETTUCE, Journal of Plant Nutrition, 34:5,717-731, DOI: 10.1080/01904167.2011.540687</ref>
 
=== Olulisus ja kasutus Eestis ===
Eesti jaoks on oluline probleem [[põlevkivi]] tööstuse jääkidest tehtud tuhamäed. Viiekümnendatest aastatest on kogutud üle 300 miljoni tonni põlevkivi tuhka, millele lisandub igal aasta viis kuni seitse miljonit tonni. See on keskkonna reostuse risk, sest tuha kokkupuutel veega muutub vesi väga leeliseliseks (pH 12–13). Ühe kilogrammi põlevkivi tuha neutraliseerimiseks (pH 7 juurde viimiseks) kuluks 700 kuupmeetrit vihmavett. [[TuhamägeTuhamägi|tuhamäge]]de täielikuks neutraliseerimiseks vihmavee poolt kuluks sadu tuhandeid aastaid, seega on põlevkivi tuha leeliselisus keskkonnale ohuks veel kauaks.
<ref>Riho Mõtlep, Terje Sild, Erik Puura, Kalle Kirsimäe (2010) Composition, diagenetic transformation and alkalinity potential of oil shale ash sediments</ref>
 
=== Määramine ===
[[File:Methyl orange 02035.JPG|thumb|Metüüloranži lahused]]
Leelisust mõõdetakse happe kogusega, mis kulub pH viimiseks 4,2ni. PealeSellest sedamadalama pHdpH väärtuse juures muutuvad kõik karbonaadid ja bikarobanaadid karbonaathappeks ja pH muutus happe lisamisel on lineaarne.<ref name="EPA">Volunteer Estuary
Monitoring Manual, A Methods Manual, Second Edition , chapter 11 (2006) - http://water.epa.gov/type/oceb/nep/upload/2009_03_13_estuaries_monitor_chap11.pdf</ref><p>
Eristatakse [[fenoolftaleiin]]set leelisust (ühikud mmol/l kaltsiumkarbonaati või mg-ekv/l kaltsiumkarbonaati), mis näitab happe hulka pH viimiseks 8,3ni ja üldleelisust (ühikud mmol/l kaltsiumkarbonaati või mg-ekv/l kaltsiumkarbonaati), mis näitab kuluvat happe hulka pH 4,2ni viimiseks.<p>
FenoolftaleiineFenoolftaleiinne leelisus näitab kui palju mõjutavad leelisust karbonaat- ja hüdroksiidioonid, mis mõjuvad pH juures üle 8,3. Alla selle pH mõjutab leelisust põhiliselt bikarbonaat, mille mõju näitab üldleelisus. <ref name="EPA" /><p>
Leelisust on võimalik määrata tiitrimise teel. Tiitrimine on võimalik, kas digitaalse tiitrija või [[bürett|büret]]iga. Büretiga tiitrides lisatakse tiitritavale lahusele indikaatorainet ja jälgitakse kui palju kulub vesinikkloriidhapet, et indikaatorid lahustes värvust muudaksid. Fenoolftaleiinse leelisuse määramisel kasutatakse indikaatoriks [[fenoolftaleiin]]i, mis muutub pH langemisel roosakaspunasest värvusetuks. Üldleelisuse määramisel kasutatakse vesinikkloriid happegavesinikkloriidhappega tiitrimisel [[metüüloranž]]i, mille värvus muutub pH langemisel oranžist punaseks. Indikaatoraine asemel või sellega koos on võimalik kasutada ka pH meetrit või väävelhappega tiitrimisel indikaatorit bromokresool-roheline metüül-punane indikaatorit.<ref name="EPA" /><p>
 
Kui lahused on tiitritud, arvutatakse leelisus valemiga
X<sub>1</sub>= V<sub>1</sub> * z * 1000 / V ;<p>
V<sub>1</sub> – lahuse ruumala, mis kulub tiitrimiseks, z–z – lahuse molaarne kontsentratsioon, V–V – vee proovi ruumala.
 
=== Leelisusest vabanemine ===