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 напр. 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 метилоранж, включително киселинността, образувана от първия тип силна киселина и третия тип силна киселинна сол; 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 замърсена с киселина.
За разлика от киселинността, алкалността на водата се отнася до количеството вещества във водата, които могат да неутрализират силните 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) 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. Степен, включително алкалност, образувана от първия тип силна основа и част от алкалността, образувана от третия тип силна алкална сол.
Методите за измерване на киселинността и алкалността включват киселинно-основно индикаторно титруване и потенциометрично титруване, които обикновено се преобразуват в CaCO3 и се измерват в mg/L.
40. Каква е стойността на pH на водата?
Стойността на pH е отрицателният логаритъм от активността на водородните йони в измерения воден разтвор, т.е. pH=-lgαH+. Той е един от най-често използваните индикатори в процеса на пречистване на отпадъчни води. При условия на 25oC, когато стойността на pH е 7, активността на водородните йони и хидроксидните йони във водата е еднаква и съответната концентрация е 10-7mol/L. По това време водата е неутрална, а стойността на pH > 7 означава, че водата е алкална. , и pH стойност<7 means the water is acidic.
Стойността на pH отразява киселинността и алкалността на водата, но не може директно да покаже 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 стойности на pH са доста различни. Стойността на pH на 0,1 mol/L разтвор на солна киселина е 1, докато pH стойността на 0,1 mol/L разтвор на оцетна киселина е 2,9.
41. Какви са често използваните методи за измерване на рН стойност?
В действителното производство, за да се разберат бързо и лесно промените в стойността на pH на отпадъчните води, влизащи в пречиствателната станция, най-простият метод е грубото измерване с хартия за тестване на pH. За безцветни отпадъчни води без суспендирани примеси могат да се използват и колориметрични методи. Понастоящем стандартният метод в моята страна за измерване на pH стойността на качеството на водата е потенциометричният метод (GB 6920–86 метод със стъклен електрод). Обикновено не се влияе от цвят, мътност, колоидни вещества, окислители и редуциращи агенти. Може също така да измерва pH на чиста вода. Той може също така да измерва pH стойността на промишлени отпадъчни води, замърсени в различна степен. Това също е широко използван метод за измерване на стойността на pH в повечето пречиствателни станции за отпадъчни води.
Принципът на потенциометричното измерване на стойността на pH е да се получи потенциалът на показващия електрод, т.е. стойността на pH, 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 потенциала, генериран от електрода, и го показва върху главата на измервателния уред под формата на числа или стрелки. Потенциометрите обикновено са оборудвани с устройство за температурна компенсация за коригиране на ефекта на температурата върху електродите.
Принципът на работа на онлайн рН метъра, използван в пречиствателните станции за отпадъчни води, е потенциометричен метод, а предпазните мерки при употреба са основно същите като тези на лабораторните рН метри. Въпреки това, тъй като използваните електроди се накисват непрекъснато в отпадъчни води или резервоари за аерация и други места, съдържащи голямо количество масло или микроорганизми за дълго време, в допълнение към изискването pH метърът да бъде оборудван с автоматично устройство за почистване на електродите, ръчно почистване също се изисква въз основа на условията на качеството на водата и експлоатационния опит. Обикновено pH метърът, използван във входящата вода или аерационния резервоар, се почиства ръчно веднъж седмично, докато pH метърът, използван в отпадъчната вода, може да се почиства ръчно веднъж месечно. За pH метри, които могат едновременно да измерват температура и ORP и други елементи, те трябва да се поддържат и поддържат в съответствие с предпазните мерки при използване, необходими за функцията за измерване.
42. Какви са предпазните мерки за измерване на стойността на pH?
⑴Потенциометърът трябва да се поддържа сух и защитен от прах, да се включва редовно за поддръжка, а частта за свързване на входния проводник на електрода трябва да се поддържа чиста, за да се предотврати навлизането на водни капчици, прах, масло и др. Осигурете добро заземяване, когато използвате AC 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. Веднъж отстранени правилно, нулевата точка на потенциометъра и регулаторите за калибриране и позициониране не могат да се въртят по желание 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, обработена с анионна и катионобменна смола, може да изпълни това изискване след кипене и оставяне да се охлади. Приготвеният стандартен буферен разтвор трябва да се затвори и съхранява в твърда стъклена бутилка или полиетиленова бутилка, след което да се съхранява в хладилник при 4oC за удължаване на експлоатационния живот. Ако се съхранява на открито или при стайна температура, експлоатационният живот обикновено не може да надвишава 1 месец, използваният буфер не може да бъде върнат в бутилката за съхранение за повторна употреба.
⑶ Преди официално измерване първо проверете дали инструментът, електродът и стандартният буфер са нормални. И pH метърът трябва да се калибрира редовно. Обикновено цикълът на калибриране е едно тримесечие или половин година, а за калибриране се използва двуточковият метод на калибриране. Тоест според обхвата на стойността на pH на пробата, която ще се тества, се избират два стандартни буферни разтвора, които са близки до него. Обикновено разликата в pH стойността между двата буферни разтвора трябва да бъде поне по-голяма от 2. След позициониране с първия разтвор, тествайте отново втория разтвор. Разликата между показания резултат на потенциометъра и стандартната pH стойност на втория стандартен буферен разтвор не трябва да бъде по-голяма от 0,1 pH единица. Ако грешката е по-голяма от 0,1 pH единица, трябва да се използва трети стандартен буферен разтвор за тестване. 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 единица, има нещо нередно с електрода и той трябва да бъде обработен или заменен с нов.
⑷При смяна на стандартния буфер или проба, електродът трябва да се изплакне напълно 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 за използването на слаби буфери. Това е особено важно при използване на разтвори. Когато измервате стойността на рН, водният разтвор трябва да се разбърка подходящо, за да стане разтворът еднороден и да се постигне електрохимично равновесие. При отчитане разбъркването трябва да се спре и да се остави да престои известно време, за да се стабилизира показанието.
⑸ Когато измервате, първо изплакнете внимателно двата електрода с вода, след това изплакнете с водната проба, след това потопете електродите в малка чаша, съдържаща водната проба, разклатете внимателно чашата с ръце, за да направите водната проба еднородна, и запишете pH стойността след отчитането е стабилна.
Време на публикуване: 26 октомври 2023 г
