39.Τι είναι η οξύτητα και η αλκαλικότητα του νερού;
Η οξύτητα του νερού αναφέρεται στην ποσότητα των ουσιών που περιέχονται στο νερό που μπορούν να εξουδετερώσουν ισχυρές βάσεις. Υπάρχουν τρεις τύποι ουσιών που σχηματίζουν οξύτητα: ισχυρά οξέα που μπορούν να διασπάσουν πλήρως το H+ (όπως HCl, H2SO4), ασθενή οξέα που διαχωρίζουν μερικώς το H+ (H2CO3, οργανικά οξέα) και άλατα που αποτελούνται από ισχυρά οξέα και ασθενείς βάσεις (όπως π.χ. NH4Cl, FeSO4). Η οξύτητα μετράται με τιτλοδότηση με διάλυμα ισχυρής βάσης. Η οξύτητα που μετράται με το μεθυλοπορτοκάλι ως δείκτη κατά τη διάρκεια της τιτλοδότησης ονομάζεται οξύτητα μεθυλοπορτοκαλί, συμπεριλαμβανομένης της οξύτητας που σχηματίζεται από τον πρώτο τύπο ισχυρού οξέος και τον τρίτο τύπο άλατος ισχυρού οξέος. Η οξύτητα που μετράται με τη φαινολοφθαλεΐνη ως δείκτη ονομάζεται οξύτητα της φαινολοφθαλεΐνης, είναι το άθροισμα των τριών παραπάνω τύπων οξύτητας, επομένως ονομάζεται και ολική οξύτητα. Το φυσικό νερό γενικά δεν περιέχει ισχυρή οξύτητα, αλλά περιέχει ανθρακικά και διττανθρακικά που κάνουν το νερό αλκαλικό. Όταν υπάρχει οξύτητα στο νερό, σημαίνει συχνά ότι το νερό έχει μολυνθεί από οξύ.
Σε αντίθεση με την οξύτητα, η αλκαλικότητα του νερού αναφέρεται στην ποσότητα των ουσιών στο νερό που μπορούν να εξουδετερώσουν τα ισχυρά οξέα. Οι ουσίες που σχηματίζουν αλκαλικότητα περιλαμβάνουν ισχυρές βάσεις (όπως NaOH, KOH) που μπορούν να διαχωρίσουν πλήρως το OH-, ασθενείς βάσεις που διαχωρίζουν μερικώς το OH- (όπως NH3, C6H5NH2) και άλατα που αποτελούνται από ισχυρές βάσεις και ασθενή οξέα (όπως Na2CO3, K3PO4, Na2S) και άλλες τρεις κατηγορίες. Η αλκαλικότητα μετράται με τιτλοδότηση με διάλυμα ισχυρού οξέος. Η αλκαλικότητα που μετράται χρησιμοποιώντας το πορτοκαλί μεθυλίου ως δείκτη κατά τη διάρκεια της τιτλοδότησης είναι το άθροισμα των τριών παραπάνω τύπων αλκαλικότητας, το οποίο ονομάζεται ολική αλκαλικότητα ή αλκαλικότητα μεθυλοπορτοκαλί. Η αλκαλικότητα που μετράται χρησιμοποιώντας φαινολοφθαλεΐνη ως δείκτη ονομάζεται βάση φαινολοφθαλεΐνης. Βαθμός, συμπεριλαμβανομένης της αλκαλικότητας που σχηματίζεται από τον πρώτο τύπο ισχυρής βάσης και μέρος της αλκαλικότητας που σχηματίζεται από τον τρίτο τύπο ισχυρού αλκαλικού άλατος.
Οι μέθοδοι μέτρησης της οξύτητας και της αλκαλικότητας περιλαμβάνουν την τιτλοδότηση δείκτη οξέος-βάσης και την ποτενσιομετρική τιτλοδότηση, οι οποίες γενικά μετατρέπονται σε CaCO3 και μετρώνται σε mg/L.
40.Ποια είναι η τιμή pH του νερού;
Η τιμή pH είναι ο αρνητικός λογάριθμος της δραστηριότητας ιόντων υδρογόνου στο μετρούμενο υδατικό διάλυμα, δηλαδή pH=-lgαH+. Είναι ένας από τους πιο συχνά χρησιμοποιούμενους δείκτες στη διαδικασία επεξεργασίας λυμάτων. Σε συνθήκες 25oC, όταν η τιμή του pH είναι 7, οι δράσεις των ιόντων υδρογόνου και των ιόντων υδροξειδίου στο νερό είναι ίσες και η αντίστοιχη συγκέντρωση είναι 10-7mol/L. Αυτή τη στιγμή, το νερό είναι ουδέτερο και η τιμή pH > 7 σημαίνει ότι το νερό είναι αλκαλικό. και τιμή pH<7 means the water is acidic.
Η τιμή του pH αντανακλά την οξύτητα και την αλκαλικότητα του νερού, αλλά δεν μπορεί να υποδεικνύει άμεσα την οξύτητα και την αλκαλικότητα του νερού. Για παράδειγμα, η οξύτητα του διαλύματος υδροχλωρικού οξέος 0,1mol/L και του διαλύματος οξικού οξέος 0,1mol/L είναι επίσης 100mmol/L, αλλά οι τιμές του pH τους είναι αρκετά διαφορετικές. Η τιμή pH του διαλύματος υδροχλωρικού οξέος 0,1 mol/L είναι 1, ενώ η τιμή pH του διαλύματος οξικού οξέος 0,1 mol/L είναι 2,9.
41. Ποιες είναι οι συνήθως χρησιμοποιούμενες μέθοδοι μέτρησης της τιμής του pH;
Στην πραγματική παραγωγή, για να κατανοήσουμε γρήγορα και εύκολα τις αλλαγές στην τιμή του pH των λυμάτων που εισέρχονται στη μονάδα επεξεργασίας λυμάτων, η απλούστερη μέθοδος είναι η χονδρική μέτρησή τους με χαρτί δοκιμής pH. Για άχρωμα λύματα χωρίς αιωρούμενες ακαθαρσίες, μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν χρωματομετρικές μέθοδοι. Προς το παρόν, η τυπική μέθοδος της χώρας μου για τη μέτρηση της τιμής pH της ποιότητας του νερού είναι η ποτενσιομετρική μέθοδος (μέθοδος ηλεκτροδίων γυαλιού GB 6920–86). Συνήθως δεν επηρεάζεται από το χρώμα, τη θολότητα, τις κολλοειδείς ουσίες, τα οξειδωτικά και τους αναγωγικούς παράγοντες. Μπορεί επίσης να μετρήσει το pH του καθαρού νερού. Μπορεί επίσης να μετρήσει την τιμή pH των βιομηχανικών λυμάτων που έχουν μολυνθεί σε διαφορετικούς βαθμούς. Αυτή είναι επίσης μια ευρέως χρησιμοποιούμενη μέθοδος μέτρησης της τιμής του pH στις περισσότερες εγκαταστάσεις επεξεργασίας λυμάτων.
Η αρχή της ποτενσιομετρικής μέτρησης της τιμής του pH είναι να ληφθεί το δυναμικό του ηλεκτροδίου ένδειξης, δηλαδή η τιμή του pH, μετρώντας τη διαφορά δυναμικού μεταξύ ενός ηλεκτροδίου γυαλιού και ενός ηλεκτροδίου αναφοράς με γνωστό δυναμικό. Το ηλεκτρόδιο αναφοράς χρησιμοποιεί γενικά ένα ηλεκτρόδιο καλομέλας ή ένα ηλεκτρόδιο Ag-AgCl, με το ηλεκτρόδιο καλομέλας να είναι το πιο συχνά χρησιμοποιούμενο. Ο πυρήνας του ποτενσιόμετρου pH είναι ένας ενισχυτής DC, ο οποίος ενισχύει το δυναμικό που δημιουργείται από το ηλεκτρόδιο και το εμφανίζει στην κεφαλή του μετρητή με τη μορφή αριθμών ή δεικτών. Τα ποτενσιόμετρα είναι συνήθως εξοπλισμένα με μια συσκευή αντιστάθμισης θερμοκρασίας για τη διόρθωση της επίδρασης της θερμοκρασίας στα ηλεκτρόδια.
Η αρχή λειτουργίας του διαδικτυακού μετρητή pH που χρησιμοποιείται στις εγκαταστάσεις επεξεργασίας λυμάτων είναι η ποτενσιομετρική μέθοδος και οι προφυλάξεις κατά τη χρήση είναι βασικά οι ίδιες με εκείνες των εργαστηριακών μετρητών pH. Ωστόσο, επειδή τα ηλεκτρόδια που χρησιμοποιούνται είναι συνεχώς εμποτισμένα σε λύματα ή σε δεξαμενές αερισμού και σε άλλα μέρη που περιέχουν μεγάλη ποσότητα λαδιού ή μικροοργανισμών για μεγάλο χρονικό διάστημα, εκτός από την απαίτηση του μετρητή pH να είναι εξοπλισμένο με συσκευή αυτόματου καθαρισμού για τα ηλεκτρόδια, Απαιτείται επίσης καθαρισμός με βάση τις συνθήκες ποιότητας του νερού και την εμπειρία λειτουργίας. Γενικά, ο μετρητής pH που χρησιμοποιείται στο νερό εισόδου ή στη δεξαμενή αερισμού καθαρίζεται χειροκίνητα μία φορά την εβδομάδα, ενώ ο μετρητής pH που χρησιμοποιείται στο νερό εκροής μπορεί να καθαρίζεται χειροκίνητα μία φορά το μήνα. Για μετρητές pH που μπορούν να μετρήσουν ταυτόχρονα τη θερμοκρασία και το ORP και άλλα στοιχεία, θα πρέπει να συντηρούνται και να συντηρούνται σύμφωνα με τις προφυλάξεις χρήσης που απαιτούνται για τη λειτουργία μέτρησης.
42.Ποιες είναι οι προφυλάξεις για τη μέτρηση της τιμής του pH;
⑴Το ποτενσιόμετρο πρέπει να διατηρείται στεγνό και ανθεκτικό στη σκόνη, να τροφοδοτείται τακτικά για συντήρηση και το τμήμα σύνδεσης καλωδίου εισόδου του ηλεκτροδίου πρέπει να διατηρείται καθαρό για να αποτρέπεται η είσοδος σταγονιδίων νερού, σκόνης, λαδιού κ.λπ. Εξασφαλίστε καλή γείωση όταν χρησιμοποιείτε εναλλασσόμενο ρεύμα. Τα φορητά ποτενσιόμετρα που χρησιμοποιούν ξηρές μπαταρίες θα πρέπει να αντικαθιστούν τις μπαταρίες τακτικά. Ταυτόχρονα, το ποτενσιόμετρο πρέπει να βαθμονομείται και να μηδενίζεται τακτικά για βαθμονόμηση και συντήρηση. Αφού εντοπιστεί σωστά το σφάλμα, το σημείο μηδέν του ποτενσιόμετρου και οι ρυθμιστές βαθμονόμησης και τοποθέτησης δεν μπορούν να περιστραφούν κατά βούληση κατά τη διάρκεια της δοκιμής.
⑵Το νερό που χρησιμοποιείται για την παρασκευή του τυπικού ρυθμιστικού διαλύματος και το ξέβγαλμα του ηλεκτροδίου δεν πρέπει να περιέχει CO2, να έχει τιμή pH μεταξύ 6,7 και 7,3 και αγωγιμότητα μικρότερη από 2 μs/cm. Το νερό που έχει υποστεί επεξεργασία με ρητίνη ανταλλαγής ανιόντων και κατιόντων μπορεί να ικανοποιήσει αυτήν την απαίτηση αφού βράσει και αφήσει να κρυώσει. Το παρασκευασμένο πρότυπο ρυθμιστικό διάλυμα πρέπει να σφραγίζεται και να φυλάσσεται σε σκληρή γυάλινη φιάλη ή φιάλη πολυαιθυλενίου και στη συνέχεια να φυλάσσεται σε ψυγείο στους 4oC για να παραταθεί η διάρκεια ζωής. Εάν φυλάσσεται στο ύπαιθρο ή σε θερμοκρασία δωματίου, η διάρκεια ζωής γενικά δεν μπορεί να υπερβαίνει τον 1 μήνα, το χρησιμοποιημένο ρυθμιστικό διάλυμα δεν μπορεί να επιστραφεί στη φιάλη αποθήκευσης για επαναχρησιμοποίηση.
⑶ Πριν από την επίσημη μέτρηση, ελέγξτε πρώτα εάν το όργανο, το ηλεκτρόδιο και το τυπικό buffer είναι κανονικά. Και ο μετρητής pH θα πρέπει να βαθμονομείται τακτικά. Συνήθως ο κύκλος βαθμονόμησης είναι ένα τέταρτο ή μισό έτος και η μέθοδος βαθμονόμησης δύο σημείων χρησιμοποιείται για τη βαθμονόμηση. Δηλαδή, σύμφωνα με το εύρος τιμών pH του προς δοκιμή δείγματος, επιλέγονται δύο τυπικά ρυθμιστικά διαλύματα που βρίσκονται κοντά σε αυτό. Γενικά, η διαφορά τιμής pH μεταξύ των δύο ρυθμιστικών διαλυμάτων πρέπει να είναι τουλάχιστον μεγαλύτερη από 2. Μετά την τοποθέτηση με το πρώτο διάλυμα, δοκιμάστε ξανά το δεύτερο διάλυμα. Η διαφορά μεταξύ του αποτελέσματος εμφάνισης του ποτενσιόμετρου και της τυπικής τιμής pH του δεύτερου τυπικού ρυθμιστικού διαλύματος δεν πρέπει να είναι μεγαλύτερη από 0,1 μονάδα pH. Εάν το σφάλμα είναι μεγαλύτερο από 0,1 μονάδα pH, θα πρέπει να χρησιμοποιηθεί ένα τρίτο πρότυπο ρυθμιστικό διάλυμα για τη δοκιμή. Εάν το σφάλμα είναι μικρότερο από 0,1 μονάδες pH αυτή τη στιγμή, πιθανότατα υπάρχει πρόβλημα με τη δεύτερη λύση ρυθμιστικού διαλύματος. Εάν το σφάλμα εξακολουθεί να είναι μεγαλύτερο από 0,1 μονάδα pH, υπάρχει κάποιο πρόβλημα με το ηλεκτρόδιο και το ηλεκτρόδιο πρέπει να υποβληθεί σε επεξεργασία ή να αντικατασταθεί με ένα νέο.
⑷Κατά την αντικατάσταση του τυπικού ρυθμιστικού διαλύματος ή του δείγματος, το ηλεκτρόδιο θα πρέπει να ξεπλένεται πλήρως με απεσταγμένο νερό και το νερό που είναι προσαρτημένο στο ηλεκτρόδιο πρέπει να απορροφάται με διηθητικό χαρτί και στη συνέχεια να ξεπλένεται με το διάλυμα που πρόκειται να μετρηθεί για να εξαλειφθεί η αμοιβαία επίδραση. Αυτό είναι σημαντικό για τη χρήση αδύναμων buffers. Αυτό είναι ιδιαίτερα σημαντικό όταν χρησιμοποιείτε λύσεις. Κατά τη μέτρηση της τιμής του pH, το υδατικό διάλυμα πρέπει να αναδεύεται κατάλληλα για να γίνει το διάλυμα ομοιόμορφο και να επιτευχθεί ηλεκτροχημική ισορροπία. Κατά την ανάγνωση, η ανάδευση θα πρέπει να διακόπτεται και να αφήνεται να σταθεί για λίγο για να είναι σταθερή η ένδειξη.
⑸ Κατά τη μέτρηση, πρώτα ξεπλύνετε τα δύο ηλεκτρόδια προσεκτικά με νερό, μετά ξεπλύνετε με το δείγμα νερού, μετά βυθίστε τα ηλεκτρόδια σε ένα μικρό ποτήρι που περιέχει το δείγμα νερού, ανακινήστε το ποτήρι προσεκτικά με τα χέρια σας για να γίνει το δείγμα νερού ομοιόμορφο και καταγράψτε το Η τιμή του pH μετά την μέτρηση είναι σταθερή.
Ώρα δημοσίευσης: Οκτ-26-2023
