Uso razionale delle risorse nel florovivaismo: l'acqua - Demetra

104 QUADERNO ARSIA 5/2004La prima e la seconda dissociazione dell’acidocarbonico sono caratterizzate dalle seguenti costantidi equilibrio:K 1= ([HCO 3-] • [H + ]) / [H 2CO 3] = 4,45 • 10 -7Eq. 6quindi pK1 = 6,352-K 2= ([CO 3] • [H + ]) / [HCO 3-] = 4,7 • 10 -11Eq. 7quindi pK2 = 10,32.La costante della seconda dissociazione è decisamentebassa (in effetti, come detto, i carbonatisono presenti nelle acque solo per pH superiori ad8,0-8,3) e, per semplificare i calcoli, possiamoprendere in considerazione solo la prima dissociazione;si tratta di una approssimazione del tuttoaccettabile nel range di pH delle acque di irrigazione.Possiamo così calcolare il pH come per unasoluzione tampone:pH = pK1 + log ([HCO 3-] / [H 2CO 3]) Eq. 8Le acque irrigue, come detto, sono molto ricchein bicarbonati e carbonati; ciò sposta gli equilibridell’equazione 5 verso sinistra e determina la formazionedi anidride carbonica, che tende a disperdersinell’aria, con conseguente “sottrazione” di H +alla soluzione e aumento del pH. Questo spiega levariazioni di pH che spesso si riscontrano lasciandoun campione di acqua per qualche tempo a contattocon l’aria e anche l’assenza di una stretta relazionetra l’alcalinità di un’acqua e il suo pH.L’aggiunta di un acido all’acqua comporta laprogressiva trasformazione di carbonati e bicarbonatiin acido carbonico e quindi in anidride carbonica;la quantità di acido necessaria a raggiungereun determinato pH dipende, dunque, dalla concentrazioneiniziale di carbonati e bicarbonati,ovvero dall’alcalinità. La reazione di acidificazioneè la seguente:HCO 3-+ HA ↔ H 2CO 3+ A - Eq. 9Si può notare che il numero di equivalenti di acido,di bicarbonati “sottratti” alla soluzione e di acidocarbonico formato sono uguali, quindi:[HCO 3-] = [HCO 3-] iniziale- [HA] Eq. 10[H 2CO 3] = [HA] Eq. 11Possiamo adesso riprendere l’Eq. 10; sostituendoin funzione delle Eq. 11 e 8 si ha:pH = pK 1+ log ([HCO 3-] iniziale- [HA])/[HA])Eq. 12ricavando [HA] si ottiene la concentrazione diacido necessaria a ottenere il pH desiderato a partiredalla concentrazione di bicarbonati:[HA] = [HCO 3-]/(1+10 pH- pK1 ) Eq. 13Dall’Eq. 13 risulta che una concentrazione diacido (H + ) pari al 70% circa della concentrazione dibicarbonati nell’acqua determina un pH di 6,0.In base alla concentrazione [HA] calcolata conl’Eq. 13 e le caratteristiche (concentrazione, densità,peso equivalente; tab. 3) del prodotto da utilizzare,si calcola la quantità di acido secondo leunità di misura più usuali nella pratica di campo:Q = [HA] • PE / (10 • D • CA) Eq. 14dove Q è la quantità di acido (mL/L o L/m 3 )necessaria per raggiungere il pH desiderato, PE ilpeso equivalente dell’acido, D la densità (kg/L)dell’acido e CA la sua concentrazione (% p/p).Gli acidi utilizzabili sono l’acido cloridrico, l’acidonitrico, l’acido fosforico (da considerare monoprotico)e l’acido solforico, tutti da utilizzarecon molta cautela (ricordarsi di aggiungere semprel’acido all’acqua e mai fare il contrario). Il piùusato è sicuramente l’acido nitrico, meno pericolosodell’acido solforico e soprattutto con un ruoloimportante di fertilizzante; il costo del suo impiegocome acido è compensato dal risparmio sullespese per i concimi azotati. In genere, si usanodosatori automatici che pompano una soluzionediluita di acido nell’acqua irrigua (vedi Capitolo11). Gli acidi sono molto corrosivi per acciaio,cemento e alluminio, pertanto occorre assicurarsiche la soluzione acida passi solo attraverso tubazioniin polietilene e/o PVC, e che la pompa dosatricesia resistente agli acidi. È consigliabile nonsuperare la concentrazione del 5% nella soluzionemadre e, visto che i prodotti commerciali a base diacido presentano normalmente una concentrazioneben più alta, è bene ricordarsi di aggiungeresempre l’acido all’acqua e mai fare il contrario.Le caratteristiche degli acidi più utilizzati perl’acidificazione delle acque irrigue sono riportatenelle tabb. 3 e 4. Ricordiamo che per esprimere ladensità degli acidi, oltre alla scala centesimale(densità relativa riferita all’acqua = 1,000), siimpiega anche la scala Baumé (Bé). Esistono duescale di gradi Baumé, rispettivamente per liquidipiù leggeri e più pesanti dell’acqua: per quelli piùpesanti (più densi), come gli acidi, i gradi Bé cresconocol crescere della densità del liquido.Molti dispositivi di acidificazione realizzanol’aggiunta dell’acido in una vasca a contatto con l’ariae non all’interno di una tubazione, in modo dafacilitare la formazione di acido carbonico, quindi