Tổng các ion

Phương trình sau đây cho thấy sự đóng góp tương đối của các thành phần vào độ kiềm của mẫu nước biển, ở đơn vị μmol.kg−soln−1, lấy từ Sổ tay Phương pháp phân tích các thông số carbon dioxide trong nước biển " ,"

(Độ mặn 35 g/kg, pH 8.1, Nhiệt độ 25 °C).

AT = [HCO3−]T + 2[CO32−]T + [B(OH)4−]T + [OH−]T + 2[PO43−]T + [HPO42−]T + [SiO(OH)3−]T − [H+] − [HSO4−] − [HF]

Phốt phát và silicat, vốn là những chất dinh dưỡng, thường không đáng kể. Ở pH = 8.1 thì lượng [HSO4−] và [HF] cũng không đáng kể. Vì thế:

AT	= [HCO3−]T + 2[CO32−]T + [B(OH)4−]T + [OH−]T − [H+]
	= 1830 + 2 × 270 + 100 + 10 − 0.01
	= 2480 μmol.kg−soln−1

Sự hoà tan CO2

Việc hoà tan thêm (hoặc loại bỏ) khí CO2 vào dung dịch không làm thay đổi độ kiềm của nó, vì các phản ứng ròng tạo ra cùng số lượng tương đương của H+ và HCO3- và/hoặc CO32−.Việc CO2 hoà tan thêm vào dung dịch chỉ làm giảm độ pH của nó, nhưng không ảnh hưởng đến độ kiềm.

Ở tất cả các giá trị pH:

CO2 + H2O ⇌ HCO3− + H+

Chỉ ở giá trị pH cao (dung dich kiềm):

HCO3− + H+ ⇌ CO32− + 2H+

Sự hòa tan các đá cacbonat

Việc bổ sung CO2 vào dung dịch tiếp xúc với chất rắn (liên tục theo thời gian) sẽ ảnh hưởng đến độ kiềm, đặc biệt là đối với các khoáng vật cacbonat tiếp xúc với nước ngầm hoặc nước biển. Sự hòa tan (hoặc kết tủa) của đá carbonate có ảnh hưởng rõ rệt đến độ kiềm. Điều này là do đá carbonate bao gồm CaCO3 và sự phân ly của nó sẽ thêm Ca2+ và CO32− vào dung dịch. Tuy việc tăng thêm của Ca2+ không hề ảnh hưởng đến độ kiềm nhưng sự tăng lên của ion CO32− sẽ kéo theo sự tăng lên của độ kiềm 2 đơn vị đương lượng vỡi mỗi mol CO32−. Quá trình axit hoá do ảnh hưởng của mưa axit hoặc nước mỏ axit sẽ đẩy nhanh quá trình hòa tan của đá carbonate, từ đó góp phần làm tăng nồng độ kiềm ở một số sông lớn trên khắp miền Đông Hoa Kỳ [5] Phản ứng sau đây cho thấy mưa axit, chứa axit sunfuric, có tác dụng làm tăng độ kiềm của sông bằng cách tăng lượng ion bicarbonate:

2CaCO3 + H2SO4 → 2Ca2+ + 2HCO3− + SO42−

Một cách viết khác là:

CaCO3 + H+ ⇌ Ca2+ + HCO3-

Thường thì pH càng thấp, nồng độ bicarbonate sẽ càng cao. Điều này chứng tỏ rằng ở giá trị pH thấp hơn, nếu lượng bicarbonate được tạo ra lớn hơn lượng H + còn lại sau phản ứng thì độ kiềm sẽ có giá trị cao hơn. Đây là trường hợp nước mưa chứa một lượng axit thấp. Nếu nước ngầm có tính chất kiềm tiếp xúc với không khí, khí CO2 có thể bị loại bỏ khỏi dung dịch hoặc xuất hiện các kết tủa của muối cacbonat, và vì thế nước ngầm trở nên ít kiềm hơn. Khi các khoáng vật cacbonat, nước và không ở trạng thái cân bằng, phản ứng thuận nghịch xảy ra là:

CaCO3 + 2H+ ⇌ Ca2+ + CO2 + H2O

Phản ứng trên cho thấy pH thường sẽ có liên quan đến nồng độ của ion canxi. Với giá trị pH thấp hơn thì dung dịch thường sẽ có nồng độ ion canxi cao hơn. Trong trường hợp này, khi giá trị pH càng cao, càng có nhiều bicarbonate và ion carbonate cùng tồn tại trong dung dịch, trái ngược với tình huống mà hệ thống không tồn tại ở trạng thái cân bằng giữa khoáng vật, nước và không khí.