形成水中鹼度的物質碳酸氫鹽可以共存,硫酸鹽和氫氧化物也可以共存。然而,碳酸氫鹽與氫氧化物不能同時存在,它們在水中能起如下反應:
HCO3- + OH- = CO32- + H2O
由此可見,碳酸鹽、碳酸氫鹽、氫氧化物可以在水中單獨存在之外,還有兩種鹼度的組合,所以,水中的鹼度有五種形式存在,即:
(1) 碳酸氫鹽鹼度HCO3-;
(2) 碳酸鹽鹼度CO32-;
(3) 氫氧化物鹼度OH-;
(4) 碳酸氫鹽和碳酸鹽鹼度HCO3- + CO32-;
(5) 碳酸鹽和氫氧化物鹼度CO32- + OH-。
水中各種鹼度的相互關係如何?
水中的鹼度是用鹽酸中和的方法來測定的。在滴定水的鹼度時採用兩種指示劑來指示滴定的終點。
用酚酞作指示劑時,滴定的終點為PH8.2~8.4,稱為酚酞鹼度或P鹼度。此時,水中的氫氧化物全部被中和,並有一半的碳酸鹽轉化為碳酸氫鹽。即P鹼度=1/2 CO32- + 全部OH-。
用甲基橙作指示劑時,滴定的終點pH為4.3~4.5,稱為甲基橙鹼度或M鹼度。此時,水中的氫氧化物、碳酸鹽及碳酸氫鹽全部被中和,所測得的是水中各種弱酸鹽類的總和,因此又稱為總鹼度。即M鹼度=全部HCO32- + 全部CO32- + 全部OH- 。
如果水中單獨存在OH-鹼度,水中pH>11.0;水中同時存在OH-、CO32-時,PH9.3~11.0;如水中只有CO32-存在時,pH=9.4;當CO32-、HCO3-共同存在時,PH8.3~9.4;單一的HCO3-其存在範圍是pH=8.3;但pH<8.3時,如水中鹼度只有HCO3-存在,此時的pH值變化只與HCO3-和游離的CO2含量有關。