39. Що таке кислотність і лужність води?
Під кислотністю води розуміють кількість речовин, що містяться у воді, які можуть нейтралізувати сильні основи. Є три типи речовин, які утворюють кислотність: сильні кислоти, які можуть повністю дисоціювати H+ (наприклад, HCl, H2SO4), слабкі кислоти, які частково дисоціюють H+ (H2CO3, органічні кислоти), і солі, що складаються з сильних кислот і слабких основ (наприклад, NH4Cl, FeSO4). Кислотність вимірюють шляхом титрування розчином сильної основи. Кислотність, виміряна за допомогою метилового оранжевого як індикатора під час титрування, називається кислотністю метилового оранжевого, включаючи кислотність, утворену першим типом сильної кислоти і третім типом солі сильної кислоти; кислотність, виміряна за допомогою фенолфталеїну як індикатора, називається кислотністю фенолфталеїну. Це сума трьох вищевказаних типів кислотності, тому її також називають загальною кислотністю. Природна вода, як правило, не містить сильної кислотності, але містить карбонати та бікарбонати, які роблять воду лужною. Якщо у воді є кислотність, це часто означає, що вода була забруднена кислотою.
На відміну від кислотності, лужність води означає кількість речовин у воді, здатних нейтралізувати сильні кислоти. Речовини, що утворюють лужність, включають сильні основи (такі як NaOH, KOH), які можуть повністю дисоціювати OH-, слабкі основи, які частково дисоціюють OH- (такі як NH3, C6H5NH2), і солі, що складаються з сильних основ і слабких кислот (таких як Na2CO3, K3PO4, Na2S) та інші три категорії. Лужність вимірюють шляхом титрування міцним розчином кислоти. Лужність, виміряна за допомогою метилового оранжевого як індикатора під час титрування, є сумою трьох вищезгаданих типів лужності, яка називається загальною лужністю або лужністю метилового оранжевого; лужність, виміряна за допомогою фенолфталеїну як індикатора, називається основою фенолфталеїну. Ступінь, включаючи лужність, утворену першим типом сильної основи, і частину лужності, утворену третім типом сильної лужної солі.
Методи вимірювання кислотності та лужності включають кислотно-основне індикаторне титрування та потенціометричне титрування, які зазвичай перетворюються на CaCO3 і вимірюються в мг/л.
40. Яке значення рН води?
Значення pH є негативним логарифмом активності іонів водню у виміряному водному розчині, тобто pH=-lgαH+. Це один із найбільш часто використовуваних індикаторів у процесі очищення стічних вод. За умов 25oC, коли значення pH дорівнює 7, активності іонів водню та гідроксид-іонів у воді рівні, а відповідна концентрація становить 10-7mol/L. У цей час вода нейтральна, а значення pH > 7 означає, що вода лужна. , і значення pH<7 means the water is acidic.
Значення pH відображає кислотність і лужність води, але воно не може прямо вказувати на кислотність і лужність води. Наприклад, кислотність 0,1 моль/л розчину соляної кислоти та 0,1 моль/л розчину оцтової кислоти також дорівнює 100 ммоль/л, але значення рН у них досить різні. Значення рН 0,1 моль/л розчину соляної кислоти дорівнює 1, тоді як значення рН 0,1 моль/л розчину оцтової кислоти дорівнює 2,9.
41. Які зазвичай використовуються методи вимірювання значення pH?
У реальному виробництві, щоб швидко та легко визначити зміни значення рН стічної води, що надходить на очисні споруди, найпростішим методом є приблизно виміряти його за допомогою паперу для тестування рН. Для безбарвних стічних вод без зважених домішок також можна використовувати колориметричні методи. Наразі стандартним методом вимірювання рН якості води в моїй країні є потенціометричний метод (метод скляного електрода GB 6920–86). Зазвичай на нього не впливають колір, каламутність, колоїдні речовини, окислювачі та відновники. Він також може вимірювати pH чистої води. Він також може вимірювати значення pH промислових стічних вод, забруднених різним ступенем. Це також широко використовуваний метод вимірювання значення pH на більшості очисних споруд.
Принцип потенціометричного вимірювання значення pH полягає в отриманні потенціалу покажного електрода, тобто значення pH, шляхом вимірювання різниці потенціалів між скляним електродом і електродом порівняння з відомим потенціалом. Електрод порівняння зазвичай використовує каломелевий електрод або електрод Ag-AgCl, причому найчастіше використовується каломелевий електрод. Основою pH-потенціометра є підсилювач постійного струму, який підсилює потенціал, створюваний електродом, і відображає його на головці вимірювача у вигляді чисел або покажчиків. Потенціометри зазвичай оснащені пристроєм температурної компенсації для корекції впливу температури на електроди.
Принцип роботи онлайн-метра рН, який використовується на очисних спорудах, полягає в потенціометричному методі, а запобіжні заходи щодо використання в основному такі ж, як і в лабораторних рН-метрах. Однак, оскільки використовувані електроди постійно замочують у стічній воді або аеротенках та інших місцях, що містять велику кількість нафти або мікроорганізмів протягом тривалого часу, на додаток до вимоги, щоб рН-метр був обладнаний пристроєм для автоматичного очищення електродів, інструкція очищення також вимагається на основі умов якості води та досвіду експлуатації. Як правило, pH-метр, який використовується у вхідній воді або аеротенку, очищають вручну раз на тиждень, тоді як pH-метр, який використовується у стічній воді, можна очищати вручну раз на місяць. Для рН-метрів, які можуть одночасно вимірювати температуру та ОВП та інших предметів, їх слід обслуговувати відповідно до запобіжних заходів, необхідних для функції вимірювання.
42.Які запобіжні заходи щодо вимірювання значення pH?
⑴Потенціометр має бути сухим і захищеним від пилу, регулярно вмикатися для технічного обслуговування, а з’єднувальна частина вхідного дроту електрода повинна бути чистою, щоб запобігти потраплянню крапель води, пилу, масла тощо. Забезпечте хороше заземлення під час використання мережі змінного струму. Портативні потенціометри, які використовують сухі батареї, повинні регулярно замінювати батареї. У той же час потенціометр необхідно регулярно калібрувати та обнуляти для калібрування та обслуговування. Після належного налагодження нульову точку потенціометра та регулятори калібрування та позиціонування не можна повертати за бажанням під час тесту.
⑵Вода, яка використовується для приготування стандартного буферного розчину та промивання електрода, не повинна містити CO2, мати значення pH між 6,7 і 7,3 і провідність менше 2 мкс/см. Вода, оброблена аніоно- та катіонообмінною смолою, може відповідати цій вимозі після кип’ятіння та охолодження. Приготований стандартний буферний розчин герметично закупорюють і зберігають у пляшці з твердого скла або поліетиленової пляшки, а потім зберігають у холодильнику при 4oC для продовження терміну служби. Якщо зберігається на відкритому повітрі або при кімнатній температурі, термін служби зазвичай не може перевищувати 1 місяць, використаний буфер не можна повертати у пляшку для зберігання для повторного використання.
⑶ Перед офіційним вимірюванням спочатку перевірте, чи прилад, електрод і стандартний буфер відповідають нормі. І рН-метр необхідно регулярно калібрувати. Зазвичай цикл калібрування становить один квартал або півроку, а для калібрування використовується метод калібрування за двома точками. Тобто відповідно до діапазону значень рН досліджуваного зразка вибираються два близькі до нього стандартні буферні розчини. Як правило, різниця значень рН між двома буферними розчинами має бути щонайменше 2. Після позиціонування з першим розчином перевірте другий розчин ще раз. Різниця між результатом на дисплеї потенціометра та стандартним значенням pH другого стандартного буферного розчину не повинна перевищувати 0,1 одиниці pH. Якщо похибка перевищує 0,1 одиниці pH, для тестування слід використовувати третій стандартний буферний розчин. Якщо в цей час помилка становить менше 0,1 одиниці рН, швидше за все, проблема з другим буферним розчином. Якщо помилка все ще перевищує 0,1 одиниці рН, це означає, що з електродом щось не так, і електрод потрібно обробити або замінити на новий.
⑷Під час заміни стандартного буфера або зразка електрод слід повністю промити дистильованою водою, а воду, прикріплену до електрода, слід поглинути фільтрувальним папером, а потім промити розчином для вимірювання, щоб усунути взаємний вплив. Це важливо для використання слабких буферів. Це особливо важливо при використанні розчинів. Під час вимірювання значення рН водний розчин слід належним чином перемішати, щоб зробити розчин однорідним і досягти електрохімічної рівноваги. Під час зчитування слід припинити помішування і дати постояти деякий час, щоб зчитування було стабільним.
⑸ Під час вимірювання спочатку ретельно промийте два електроди водою, потім сполосніть їх зразком води, потім занурте електроди в невеликий стакан із зразком води, обережно струсіть стакан руками, щоб зробити зразок води однорідним, і запишіть Значення pH після зчитування стабільне.
Час публікації: 26 жовтня 2023 р
