39. Какво представляват киселинността и алкалността на водата?
Киселинността на водата се отнася до количеството вещества, съдържащи се във водата, които могат да неутрализират силни основи. Има три вида вещества, които образуват киселинност: силни киселини, които могат напълно да дисоциират H+ (като HCl, H2SO4), слаби киселини, които частично дисоциират H+ (H2CO3, органични киселини), и соли, съставени от силни киселини и слаби основи (като NH4Cl, FeSO4). Киселинността се измерва чрез титруване със силен основен разтвор. Киселинността, измерена с метилоранж като индикатор по време на титруване, се нарича киселинност на метилоранжа, включително киселинността, образувана от първия вид силна киселина и третия вид сол на силна киселина; киселинността, измерена с фенолфталеин като индикатор, се нарича фенолфталеинова киселинност. Тя е сумата от горните три вида киселинност, така че се нарича още обща киселинност. Природната вода обикновено не съдържа силна киселинност, но съдържа карбонати и бикарбонати, които правят водата алкална. Когато във водата има киселинност, това често означава, че водата е била замърсена с киселина.
За разлика от киселинността, алкалността на водата се отнася до количеството вещества във водата, които могат да неутрализират силни киселини. Веществата, които образуват алкалност, включват силни основи (като NaOH, KOH), които могат напълно да дисоциират OH⁻, слаби основи, които частично дисоциират OH⁻ (като NH3, C6H5NH2), и соли, съставени от силни основи и слаби киселини (като Na2CO3, K3PO4, Na2S), както и други три категории. Алкалността се измерва чрез титруване със силен киселинен разтвор. Алкалността, измерена с помощта на метилоранж като индикатор по време на титруване, е сумата от горните три вида алкалност, която се нарича обща алкалност или алкалност на метилоранж; алкалността, измерена с помощта на фенолфталеин като индикатор, се нарича фенолфталеинова основа. Степента включва алкалност, образувана от първия вид силна основа, и част от алкалността, образувана от третия вид силна алкална сол.
Методите за измерване на киселинност и алкалност включват киселинно-алкално индикаторно титруване и потенциометрично титруване, които обикновено се преобразуват в CaCO3 и се измерват в mg/L.
40. Каква е pH стойността на водата?
Стойността на pH е отрицателният логаритъм на активността на водородните йони в измерения воден разтвор, т.е. pH=-lgαH+. Това е един от най-често използваните индикатори в процеса на пречистване на отпадъчни води. При условия на 25°C, когато стойността на pH е 7, активността на водородните йони и хидроксидните йони във водата е равна и съответната концентрация е 10-7mol/L. В този момент водата е неутрална, а стойността на pH > 7 означава, че водата е алкална. , и стойност на pH<7 means the water is acidic.
Стойността на pH отразява киселинността и алкалността на водата, но не може директно да посочи киселинността и алкалността на водата. Например, киселинността на 0,1 mol/L разтвор на солна киселина и 0,1 mol/L разтвор на оцетна киселина също е 100 mmol/L, но техните pH стойности са доста различни. Стойността на pH на 0,1 mol/L разтвор на солна киселина е 1, докато стойността на pH на 0,1 mol/L разтвор на оцетна киселина е 2,9.
41. Кои са най-често използваните методи за измерване на pH стойност?
В реалното производство, за да се уловят бързо и лесно промените в pH стойността на отпадъчните води, постъпващи в пречиствателната станция за отпадъчни води, най-лесният метод е грубото им измерване с pH тестова хартия. За безцветни отпадъчни води без суспендирани примеси могат да се използват и колориметрични методи. В момента стандартният метод за измерване на pH стойността на качеството на водата в моята страна е потенциометричният метод (метод със стъклен електрод GB 6920–86). Той обикновено не се влияе от цвета, мътността, колоидните вещества, окислителите и редукторите. Той може да измерва и pH стойността на чиста вода. Може да измерва и pH стойността на промишлени отпадъчни води, замърсени в различна степен. Това е и широко използван метод за измерване на pH стойността в повечето пречиствателни станции за отпадъчни води.
Принципът на потенциометричното измерване на pH стойността е да се получи потенциалът на индикаторния електрод, т.е. pH стойността, чрез измерване на потенциалната разлика между стъклен електрод и референтен електрод с известен потенциал. Референтният електрод обикновено използва каломелов електрод или Ag-AgCl електрод, като каломеловият електрод е най-често използваният. Ядрото на pH потенциометъра е DC усилвател, който усилва генерирания от електрода потенциал и го показва на измервателната глава под формата на числа или стрелки. Потенциометрите обикновено са оборудвани с устройство за температурна компенсация, за да се коригира влиянието на температурата върху електродите.
Принципът на работа на онлайн pH-метъра, използван в пречиствателни станции за отпадъчни води, е потенциометричен метод, а предпазните мерки при употреба са основно същите като тези на лабораторните pH-метри. Тъй като използваните електроди се накисват непрекъснато в резервоари за отпадъчни води или аерационни резервоари и други места, съдържащи голямо количество масло или микроорганизми за дълъг период от време, освен че pH-метърът трябва да бъде оборудван с устройство за автоматично почистване на електродите, е необходимо и ръчно почистване, в зависимост от качеството на водата и експлоатационния опит. Обикновено pH-метърът, използван във входящия резервоар за вода или аерационния резервоар, се почиства ръчно веднъж седмично, докато pH-метърът, използван в отпадъчните води, може да се почиства ръчно веднъж месечно. pH-метрите, които могат едновременно да измерват температура и ORP и други елементи, трябва да се поддържат и поддържат в съответствие с предпазните мерки, необходими за измервателната функция.
42. Какви са предпазните мерки при измерване на pH стойността?
⑴Потенциометърът трябва да се държи сух и защитен от прах, да се включва редовно за поддръжка, а входната част на електрода трябва да се поддържа чиста, за да се предотврати навлизането на водни капки, прах, масло и др. Осигурете добро заземяване, когато използвате променливотоково захранване. Преносимите потенциометри, които използват сухи батерии, трябва редовно да сменят батериите. В същото време потенциометърът трябва редовно да се калибрира и нулира за калибриране и поддръжка. След правилно отстраняване на грешки, нулевата точка на потенциометъра и регулаторите за калибриране и позициониране не могат да се въртят произволно по време на теста.
⑵Водата, използвана за приготвяне на стандартния буферен разтвор и изплакване на електрода, не трябва да съдържа CO2, да има pH стойност между 6,7 и 7,3 и проводимост по-малка от 2 μs/cm. Водата, третирана с анионно-катионнообменна смола, може да отговори на това изискване след кипване и охлаждане. Приготвеният стандартен буферен разтвор трябва да се запечата и съхранява в твърда стъклена бутилка или полиетиленова бутилка, след което да се съхранява в хладилник при 4°C, за да се удължи срокът му на експлоатация. Ако се съхранява на открито или при стайна температура, срокът му на експлоатация обикновено не може да надвишава 1 месец, използваният буфер не може да се връща в бутилката за повторна употреба.
⑶ Преди официално измерване, първо проверете дали инструментът, електродът и стандартният буфер са нормални. pH-метърът трябва да се калибрира редовно. Обикновено цикълът на калибриране е на тримесечие или половин година и се използва двуточков метод за калибриране. Това означава, че в зависимост от диапазона на pH стойностите на тестваната проба се избират два стандартни буферни разтвора, които са близки до него. Обикновено разликата в pH стойностите между двата буферни разтвора трябва да бъде поне по-голяма от 2. След позициониране с първия разтвор, тествайте отново втория разтвор. Разликата между показания от потенциометъра резултат и стандартната pH стойност на втория стандартен буферен разтвор не трябва да бъде по-голяма от 0,1 pH единици. Ако грешката е по-голяма от 0,1 pH единици, за тестване трябва да се използва трети стандартен буферен разтвор. Ако грешката е по-малка от 0,1 pH единици в този момент, най-вероятно има проблем с втория буферен разтвор. Ако грешката все още е по-голяма от 0,1 pH единици, има проблем с електрода и той трябва да се обработи или да се смени с нов.
⑷При смяна на стандартния буфер или пробата, електродът трябва да се изплакне обилно с дестилирана вода, а водата, прикрепена към електрода, трябва да се абсорбира с филтърна хартия и след това да се изплакне с разтвора, който ще се измерва, за да се елиминира взаимното влияние. Това е важно при използването на слаби буфери. Това е особено важно при използване на разтвори. При измерване на pH стойността, водният разтвор трябва да се разбърка по подходящ начин, за да се получи равномерен разтвор и да се постигне електрохимично равновесие. При отчитане разбъркването трябва да се спре и да се остави за известно време, за да се стабилизира отчитането.
⑸ При измерване, първо изплакнете внимателно двата електрода с вода, след това изплакнете с водната проба, след което потопете електродите в малка чаша, съдържаща водната проба, разклатете внимателно чашата с ръце, за да направите водната проба еднородна, и запишете стойността на pH, след като отчитането се стабилизира.
Време на публикуване: 26 октомври 2023 г.
