Asidite

Asidite, bir su veya sulu çözeltinin alkali veya baz nötralize etme kapasitesinin kantitatif ölçüsüdür. Genellikle standart sodyum hidroksit (NaOH) çözeltisi ile titrasyon yoluyla belirlenir ve kalsiyum karbonat (CaCO₃) eşdeğeri olarak ppm veya mg/L cinsinden ifade edilir. Asidite, sudaki serbest karbondioksit, mineral asitler ve zayıf asitlerin varlığından kaynaklanır.

Ayrıntılı Açıklama

Su kimyasında asidite, alkalinite kavramının zıddıdır. Alkalinite suyun asit nötralize etme kapasitesini ölçerken, asidite suyun baz nötralize etme kapasitesini ölçer. Asidite iki ana başlıkta incelenir:

Mineral Asidite (Kuvvetli Asidite): Kuvvetli asitlerin (HCl, H₂SO₄, HNO₃ vb.) varlığından kaynaklanır. Fenolftalein son noktasına kadar (pH ≈ 8,3) titrasyonla ölçülmez; genellikle ayrı olarak düşük pH’lı sularda belirlenir.
Karbondioksit Asiditesi (Toplam Asidite veya Metiloranj Asiditesi): Başlıca karbondioksit (CO₂), bikarbonat ve karbonat dengesinden kaynaklanan zayıf asit katkısıdır. Metiloranj indikatörüyle pH ≈ 4,5’e kadar titrasyonla ölçülür ve toplam asiditeyi verir.

Doğal sularda asidite genellikle serbest CO₂‘nin suda çözünerek oluşturduğu karbonik asitten (H₂CO₃) kaynaklanır. Reaksiyonlar:

$$ \text{CO}_2 + \text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{H}_2\text{CO}_3 $$

$$ \text{H}_2\text{CO}_3 \rightleftharpoons \text{H}^+ + \text{HCO}_3^- $$

$$ \text{HCO}_3^- \rightleftharpoons \text{H}^+ + \text{CO}_3^{2-} $$

Asidite ölçümü standart titrasyon yöntemleriyle yapılır. 0,02 N NaOH çözeltisiyle titrasyon sonunda tüketilen baz miktarı CaCO₃ eşdeğeri olarak hesaplanır:

$$ \text{Asidite (mg/L CaCO}_3\text{ eşd.) } = \frac{\text{NaOH hacmi (mL)} \times \text{Normalite} \times 50000}{\text{Örnek hacmi (mL)}} $$

Endüstriyel atıksularda organik asitler (asetik, laktik), inorganik asitler ve hidrolize uğrayan tuzlar (Al³⁺, Fe³⁺) da asiditeye katkı sağlar.

Uygulamalar

pH kontrolü ve nötralizasyon: Atıksu arıtma tesislerinde deşarj öncesi pH’ı yükseltmek için kireç veya soda ilavesi öncesi asidite tayini.
Korozyon kontrolü: Yüksek asiditeli sular boru ve ekipmanlarda korozyona neden olur; Langelier İndeksi hesaplamalarında kullanılır.
Koagülasyon optimizasyonu: Alüm veya demir tuzları ile çöktürmede optimum pH için asidite bilgisi gereklidir.
İçme suyu arıtımı: Agresif (korozyon yapıcı) suların tespiti ve stabilizasyonu.
Endüstriyel proses suyu: Kazan besleme suyunda düşük asidite istenilir; yüksek asidite korozyon ve kazan taşı oluşumuna yol açar.
Maden drenajı ve asit maden suları: Çok yüksek mineral asiditeye sahip sularda nötralizasyon tesisi tasarımı için temel parametre.
Laboratuvar analiz: Standart Yöntemler (SM 2310 Acidity) ve EPA Method 305.1’e göre rutin ölçüm.

Avantajlar ve Dezavantajlar

Avantajlar

Asiditenin bilinmesi proses kontrolünü ve kimyasal dozajını optimize eder.
Korozyon riskini önceden belirleyerek altyapı ömrünü uzatır.
Atıksu deşarj standartlarına uyumu sağlar (pH 6-9 arası zorunlu).
Basit titrasyon yöntemiyle hızlı ve ucuz ölçüm yapılabilir.
Alkalinite ile birlikte karbonat dengesinin tam resmini verir.

Dezavantajlar

Yüksek asidite nötralizasyon maliyeti artırır (kireç tüketimi).
Mineral asidite varlığında toksik etki ve çevresel zarar riski yüksektir.
Yanlış ölçüm (indikatör seçimi veya CO₂ kaybı) hatalı sonuç verir.
Organik asit varlığında biyolojik arıtma süreçlerini olumsuz etkiler (pH düşüşü).
Ölçüm sırasında numunenin havayla teması serbest CO₂ kaybına neden olabilir.

Ölçüm Yöntemleri ve Standartlar

En yaygın yöntem potansiyometrik titrasyon (pH metre ile son nokta tespiti) veya indikatörlü titrasyondur:

Fenolftalein asiditesi: pH 8,3’e kadar (genellikle doğal sularda sıfırdır).
Metiloranj veya karışık indikatör asiditesi: pH 4,5’e kadar (toplam asidite).

Uluslararası standartlar: APHA Standard Methods 2310, ISO 9963-1, EPA Method 305.2.