39. Τι είναι η οξύτητα και η αλκαλικότητα του νερού;
Η οξύτητα του νερού αναφέρεται στην ποσότητα ουσιών που περιέχονται στο νερό και μπορούν να εξουδετερώσουν ισχυρές βάσεις. Υπάρχουν τρεις τύποι ουσιών που σχηματίζουν οξύτητα: ισχυρά οξέα που μπορούν να διασπάσουν πλήρως τα H+ (όπως HCl, H2SO4), ασθενή οξέα που διασπούν μερικώς τα H+ (H2CO3, οργανικά οξέα) και άλατα που αποτελούνται από ισχυρά οξέα και ασθενείς βάσεις (όπως NH4Cl, FeSO4). Η οξύτητα μετριέται με ογκομέτρηση με διάλυμα ισχυρής βάσης. Η οξύτητα που μετριέται με πορτοκαλί μεθυλίου ως δείκτη κατά την ογκομέτρηση ονομάζεται οξύτητα πορτοκαλί μεθυλίου, συμπεριλαμβανομένης της οξύτητας που σχηματίζεται από τον πρώτο τύπο ισχυρού οξέος και τον τρίτο τύπο άλατος ισχυρού οξέος. Η οξύτητα που μετριέται με φαινολοφθαλεΐνη ως δείκτη ονομάζεται οξύτητα φαινολοφθαλεΐνης. Είναι το άθροισμα των παραπάνω τριών τύπων οξύτητας, επομένως ονομάζεται και ολική οξύτητα. Το φυσικό νερό γενικά δεν περιέχει ισχυρή οξύτητα, αλλά περιέχει ανθρακικά και διττανθρακικά άλατα που καθιστούν το νερό αλκαλικό. Όταν υπάρχει οξύτητα στο νερό, αυτό συχνά σημαίνει ότι το νερό έχει μολυνθεί από οξύ.
Σε αντίθεση με την οξύτητα, η αλκαλικότητα του νερού αναφέρεται στην ποσότητα ουσιών στο νερό που μπορούν να εξουδετερώσουν ισχυρά οξέα. Οι ουσίες που σχηματίζουν αλκαλικότητα περιλαμβάνουν ισχυρές βάσεις (όπως NaOH, KOH) που μπορούν να διασπάσουν πλήρως το OH-, ασθενείς βάσεις που διασπούν 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 μετριέται με ογκομέτρηση με διάλυμα ισχυρού οξέος. Η αλκαλικότητα που μετριέται χρησιμοποιώντας μεθυλοπορτοκαλί ως δείκτη κατά την ογκομέτρηση είναι το άθροισμα των παραπάνω τριών τύπων αλκαλικότητας, η οποία ονομάζεται ολική αλκαλικότητα ή αλκαλικότητα μεθυλοπορτοκαλί. Η αλκαλικότητα που μετριέται 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 ογκομέτρηση με δείκτη οξεοβασικής βάσης και την ποτενσιομετρική ογκομέτρηση, οι οποίες γενικά μετατρέπονται σε CaCO3 και μετρώνται σε mg/L.
40. Ποια είναι η τιμή του pH του νερού;
Η τιμή του pH είναι ο αρνητικός λογάριθμος της δραστικότητας των ιόντων υδρογόνου στο μετρούμενο υδατικό διάλυμα, δηλαδή, pH=-lgαH+. Είναι ένας από τους πιο συχνά χρησιμοποιούμενους δείκτες στη διαδικασία επεξεργασίας λυμάτων. Υπό συνθήκες 25°C, όταν η τιμή pH είναι 7, οι δραστικότητες των ιόντων υδρογόνου και των ιόντων υδροξειδίου στο νερό είναι ίσες και η αντίστοιχη συγκέντρωση είναι 10-7mol/L. Σε αυτή τη χρονική στιγμή, το νερό είναι ουδέτερο και η τιμή pH > 7 σημαίνει ότι το νερό είναι αλκαλικό. , και η τιμή pH<7 means the water is acidic.
Η τιμή του pH αντικατοπτρίζει την οξύτητα και την αλκαλικότητα του νερού, αλλά δεν μπορεί να υποδείξει άμεσα την οξύτητα και την αλκαλικότητα του νερού. Για παράδειγμα, η οξύτητα ενός διαλύματος υδροχλωρικού οξέος 0,1mol/L και ενός διαλύματος οξικού οξέος 0,1mol/L είναι επίσης 100mmol/L, αλλά οι τιμές pH τους είναι αρκετά διαφορετικές. Η τιμή pH ενός διαλύματος υδροχλωρικού οξέος 0,1mol/L είναι 1, ενώ η τιμή pH ενός διαλύματος οξικού οξέος 0,1mol/L είναι 2,9.
41. Ποιες είναι οι συνήθεις μέθοδοι μέτρησης της τιμής του pH;
Στην πραγματική παραγωγή, για να κατανοηθούν γρήγορα και εύκολα οι αλλαγές στην τιμή pH των λυμάτων που εισέρχονται στη μονάδα επεξεργασίας λυμάτων, η απλούστερη μέθοδος είναι η χονδρική μέτρησή της 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 ηλεκτροδίου 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 καθαρού νερού. Μπορεί επίσης να μετρήσει την τιμή pH βιομηχανικών λυμάτων που έχουν μολυνθεί σε διαφορετικούς βαθμούς. Αυτή είναι επίσης μια ευρέως χρησιμοποιούμενη μέθοδος μέτρησης της τιμής pH στις περισσότερες μονάδες επεξεργασίας λυμάτων.
Η αρχή της ποτενσιομετρικής μέτρησης της τιμής του pH είναι η απόκτηση του δυναμικού του ενδεικτικού ηλεκτροδίου, δηλαδή της τιμής του pH, μετρώντας τη διαφορά δυναμικού μεταξύ ενός γυάλινου ηλεκτροδίου και ενός ηλεκτροδίου αναφοράς με γνωστό δυναμικό. Το ηλεκτρόδιο αναφοράς χρησιμοποιεί γενικά ένα ηλεκτρόδιο καλομέλανα ή ένα ηλεκτρόδιο Ag-AgCl, με το ηλεκτρόδιο καλομέλανα να είναι το πιο συχνά χρησιμοποιούμενο. Ο πυρήνας του ποτενσιόμετρου pH είναι ένας ενισχυτής DC, ο οποίος ενισχύει το δυναμικό που παράγεται 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 ηλεκτρονικού μετρητή pH που χρησιμοποιείται σε μονάδες επεξεργασίας λυμάτων είναι η ποτενσιομετρική μέθοδος και οι προφυλάξεις χρήσης είναι βασικά οι ίδιες με αυτές των εργαστηριακών μετρητών pH. Ωστόσο, επειδή τα ηλεκτρόδια που χρησιμοποιούνται εμποτίζονται συνεχώς σε δεξαμενές λυμάτων ή αερισμού και σε άλλα μέρη που περιέχουν μεγάλη ποσότητα λαδιού ή μικροοργανισμών για μεγάλο χρονικό διάστημα, εκτός από την απαίτηση ο μετρητής pH να είναι εξοπλισμένος με αυτόματη συσκευή καθαρισμού για τα ηλεκτρόδια, απαιτείται επίσης χειροκίνητος 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 τους μετρητές pH που μπορούν να μετρούν ταυτόχρονα τη θερμοκρασία και την 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 ενεργοποιείται τακτικά για συντήρηση και το τμήμα σύνδεσης του ηλεκτροδίου εισόδου πρέπει να διατηρείται καθαρό για να αποτρέπεται η είσοδος σταγονιδίων νερού, σκόνης, λαδιού κ.λπ. Βεβαιωθείτε ότι υπάρχει καλή γείωση όταν χρησιμοποιείτε εναλλασσόμενο ρεύμα. Τα φορητά ποτενσιόμετρα που χρησιμοποιούν ξηρές μπαταρίες πρέπει να αντικαθιστούν τις μπαταρίες τακτικά. Ταυτόχρονα, το ποτενσιόμετρο πρέπει να βαθμονομείται και να μηδενίζεται τακτικά για βαθμονόμηση και συντήρηση. Μόλις διορθωθεί σωστά, το μηδενικό σημείο 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 την έκπλυση 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 αφεθεί να κρυώσει. Το παρασκευασμένο τυπικό ρυθμιστικό διάλυμα πρέπει να σφραγιστεί και να φυλαχθεί σε φιάλη από σκληρό γυαλί ή φιάλη πολυαιθυλενίου και στη συνέχεια να φυλαχθεί σε ψυγείο στους 4°C για να παραταθεί η διάρκεια ζωής του. Εάν φυλάσσεται σε ανοιχτό αέρα ή σε θερμοκρασία δωματίου, η διάρκεια ζωής του 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 αν το όργανο, το ηλεκτρόδιο και το πρότυπο ρυθμιστικό διάλυμα είναι κανονικά. Και το pHμετρο πρέπει να βαθμονομείται τακτικά. Συνήθως ο κύκλος βαθμονόμησης είναι ένα τρίμηνο ή ένα εξάμηνο και χρησιμοποιείται η μέθοδος βαθμονόμησης δύο σημείων για τη βαθμονόμηση. Δηλαδή, ανάλογα με το εύρος τιμών pH του δείγματος που πρόκειται να δοκιμαστεί, επιλέγονται δύο πρότυπα 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 οθόνης του ποτενσιόμετρου και της τυπικής τιμής pH του δεύτερου πρότυπου 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 το δεύτερο ρυθμιστικό διάλυμα. 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 πρέπει να ξεπλυθεί πλήρως με απεσταγμένο νερό και το νερό που είναι προσαρτημένο στο ηλεκτρόδιο πρέπει να απορροφηθεί με διηθητικό χαρτί και στη συνέχεια να ξεπλυθεί με το διάλυμα που πρόκειται να μετρηθεί για να αποφευχθεί η αμοιβαία επίδραση. Αυτό είναι σημαντικό για τη χρήση ασθενών ρυθμιστικών διαλυμάτων. Αυτό είναι ιδιαίτερα σημαντικό όταν χρησιμοποιούνται διαλύματα. 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 πρέπει να διακοπεί και να αφεθεί να σταθεί για λίγο ώστε η ανάγνωση να είναι σταθερή.
⑸ Κατά τη μέτρηση, ξεπλύνετε πρώτα προσεκτικά τα δύο ηλεκτρόδια με νερό, στη συνέχεια ξεπλύνετε με το δείγμα νερού, στη συνέχεια βυθίστε τα ηλεκτρόδια σε ένα μικρό ποτήρι ζέσεως που περιέχει το δείγμα νερού, ανακινήστε προσεκτικά το ποτήρι ζέσεως με τα χέρια σας για να κάνετε το δείγμα νερού ομοιόμορφο και καταγράψτε την τιμή του pH αφού η ένδειξη σταθεροποιηθεί.
Ώρα δημοσίευσης: 26 Οκτωβρίου 2023
