39.Jaka jest kwasowość i zasadowość wody?
Kwasowość wody odnosi się do ilości substancji zawartych w wodzie, które mogą zneutralizować mocne zasady. Istnieją trzy rodzaje substancji tworzących kwasowość: mocne kwasy, które mogą całkowicie dysocjować H+ (takie jak HCl, H2SO4), słabe kwasy, które częściowo dysocjują H+ (H2CO3, kwasy organiczne) oraz sole złożone z mocnych kwasów i słabych zasad (takie jak NH4Cl, FeSO4). Kwasowość mierzy się poprzez miareczkowanie mocną zasadą. Kwasowość mierzona oranżem metylowym jako wskaźnikiem podczas miareczkowania nazywana jest kwasowością oranżu metylowego i obejmuje kwasowość utworzoną przez pierwszy rodzaj mocnego kwasu i trzeci rodzaj mocnej soli kwasowej; kwasowość mierzona za pomocą fenoloftaleiny jako wskaźnika nazywa się kwasowością fenoloftaleiny. Jest to suma powyższych trzech rodzajów kwasowości, dlatego nazywana jest również kwasowością całkowitą. Woda naturalna na ogół nie zawiera silnej kwasowości, ale zawiera węglany i wodorowęglany, które nadają jej odczyn zasadowy. Jeśli w wodzie występuje kwasowość, często oznacza to, że została ona zanieczyszczona kwasem.
W przeciwieństwie do kwasowości, zasadowość wody odnosi się do ilości substancji w wodzie, które mogą zneutralizować mocne kwasy. Substancje tworzące zasadowość obejmują mocne zasady (takie jak NaOH, KOH), które mogą całkowicie zdysocjować OH-, słabe zasady, które częściowo dysocjują OH- (takie jak NH3, C6H5NH2) oraz sole złożone z mocnych zasad i słabych kwasów (takie jak Na2CO3, K3PO4, Na2S) i pozostałe trzy kategorie. Zasadowość mierzy się poprzez miareczkowanie roztworem mocnego kwasu. Zasadowość mierzona przy użyciu oranżu metylowego jako wskaźnika podczas miareczkowania jest sumą powyższych trzech rodzajów zasadowości, nazywaną zasadowością całkowitą lub zasadowością oranżu metylowego; zasadowość mierzona przy użyciu fenoloftaleiny jako wskaźnika nazywana jest zasadą fenoloftaleiny. Stopień obejmujący zasadowość utworzoną przez pierwszy rodzaj mocnej zasady i część zasadowości utworzonej przez trzeci rodzaj mocnej soli alkalicznej.
Metody pomiaru kwasowości i zasadowości obejmują miareczkowanie wskaźnika kwasowo-zasadowego i miareczkowanie potencjometryczne, które zazwyczaj przelicza się na CaCO3 i mierzy w mg/l.
40.Jaka jest wartość pH wody?
Wartość pH jest logarytmem ujemnym aktywności jonów wodorowych w mierzonym roztworze wodnym, czyli pH=-lgαH+. Jest to jeden z najczęściej stosowanych wskaźników w procesie oczyszczania ścieków. W temperaturze 25oC, gdy wartość pH wynosi 7, aktywność jonów wodorowych i jonów wodorotlenkowych w wodzie jest równa, a odpowiadające jej stężenie wynosi 10-7mol/L. W tym momencie woda jest obojętna, a wartość pH > 7 oznacza, że woda jest zasadowa. i wartość pH<7 means the water is acidic.
Wartość pH odzwierciedla kwasowość i zasadowość wody, ale nie może bezpośrednio wskazywać kwasowości i zasadowości wody. Na przykład kwasowość roztworu kwasu solnego o stężeniu 0,1 mol/L i roztworu kwasu octowego o stężeniu 0,1 mol/L również wynosi 100 mmol/L, ale ich wartości pH są zupełnie inne. Wartość pH roztworu kwasu solnego o stężeniu 0,1 mol/L wynosi 1, natomiast wartość pH roztworu kwasu octowego o stężeniu 0,1 mol/L wynosi 2,9.
41. Jakie są powszechnie stosowane metody pomiaru wartości pH?
W rzeczywistej produkcji, aby szybko i łatwo uchwycić zmiany wartości pH ścieków dopływających do oczyszczalni, najprościej jest zmierzyć ją zgrubnie za pomocą papierka pH. W przypadku ścieków bezbarwnych, niezawierających zanieczyszczeń zawieszonych, można zastosować także metody kolorymetryczne. Obecnie standardową w moim kraju metodą pomiaru wartości pH jakości wody jest metoda potencjometryczna (metoda elektrody szklanej GB 6920–86). Zwykle nie ma na nią wpływu kolor, zmętnienie, substancje koloidalne, utleniacze i środki redukujące. Może także mierzyć pH czystej wody. Może także mierzyć wartość pH ścieków przemysłowych zanieczyszczonych w różnym stopniu. Jest to również powszechnie stosowana metoda pomiaru wartości pH w większości oczyszczalni ścieków.
Zasada potencjometrycznego pomiaru wartości pH polega na uzyskaniu potencjału elektrody wskazującej, czyli wartości pH, poprzez pomiar różnicy potencjałów pomiędzy elektrodą szklaną a elektrodą odniesienia o znanym potencjale. Elektroda odniesienia zazwyczaj wykorzystuje elektrodę kalomelową lub elektrodę Ag-AgCl, przy czym najczęściej stosowana jest elektroda kalomelowa. Rdzeniem potencjometru pH jest wzmacniacz prądu stałego, który wzmacnia potencjał generowany przez elektrodę i wyświetla go na głowicy miernika w postaci liczb lub wskazówek. Potencjometry są zwykle wyposażone w urządzenie kompensujące temperaturę, aby skorygować wpływ temperatury na elektrody.
Zasada działania pehametru online stosowanego w oczyszczalniach ścieków to metoda potencjometryczna, a środki ostrożności podczas stosowania są w zasadzie takie same, jak w przypadku pH-metrów laboratoryjnych. Jednakże, ponieważ stosowane elektrody są stale zanurzane w ściekach, zbiornikach napowietrzających i innych miejscach zawierających dużą ilość oleju lub mikroorganizmów przez długi czas, oprócz konieczności wyposażenia pehametru w automatyczne urządzenie czyszczące elektrod, należy stosować ręczne czyszczenie jest również wymagane w zależności od jakości wody i doświadczenia operacyjnego. Ogólnie rzecz biorąc, pehametr stosowany w wodzie wlotowej lub zbiorniku napowietrzającym jest czyszczony ręcznie raz w tygodniu, natomiast pehametr stosowany w wodzie ściekowej można czyścić ręcznie raz w miesiącu. W przypadku pehametrów, które mogą jednocześnie mierzyć temperaturę i ORP oraz inne elementy, należy je konserwować i konserwować zgodnie ze środkami ostrożności wymaganymi dla funkcji pomiarowej.
42. Jakie są środki ostrożności podczas pomiaru wartości pH?
⑴Potencjometr powinien być przechowywany w suchym i pyłoszczelnym miejscu, regularnie włączany w celu konserwacji, a część łącząca przewód wejściowy elektrody powinna być utrzymywana w czystości, aby zapobiec przedostawaniu się kropel wody, kurzu, oleju itp. Podczas korzystania z zasilania prądem przemiennym należy zapewnić dobre uziemienie. W przypadku przenośnych potencjometrów zasilanych bateriami suchymi należy je regularnie wymieniać. Jednocześnie potencjometr należy regularnie kalibrować i zerować w celu kalibracji i konserwacji. Po prawidłowym debugowaniu punktu zerowego potencjometru oraz regulatorów kalibracji i pozycjonowania nie można dowolnie obracać podczas testu.
⑵Woda używana do przygotowania standardowego roztworu buforowego i płukania elektrody nie może zawierać CO2, mieć wartość pH pomiędzy 6,7 a 7,3 i przewodność mniejszą niż 2 μs/cm. Woda uzdatniona żywicą anionową i kationowymienną może spełnić ten wymóg po zagotowaniu i pozostawieniu do ostygnięcia. Przygotowany roztwór buforowy wzorcowy należy szczelnie zamknąć i przechowywać w butelce z twardego szkła lub butelce polietylenowej, a następnie przechowywać w lodówce w temperaturze 4oC w celu przedłużenia trwałości. W przypadku przechowywania na świeżym powietrzu lub w temperaturze pokojowej, żywotność na ogół nie może przekraczać 1 miesiąca, zużytego buforu nie można zwrócić do butelki do przechowywania w celu ponownego użycia.
⑶ Przed formalnym pomiarem najpierw sprawdź, czy przyrząd, elektroda i bufor standardowy są w porządku. A pehametr powinien być regularnie kalibrowany. Zwykle cykl kalibracji trwa jeden kwartał lub pół roku, a do kalibracji stosowana jest metoda kalibracji dwupunktowej. Oznacza to, że w zależności od zakresu wartości pH badanej próbki wybiera się dwa zbliżone do niego standardowe roztwory buforowe. Ogólnie rzecz biorąc, różnica wartości pH pomiędzy dwoma roztworami buforowymi musi być co najmniej większa niż 2. Po umieszczeniu pierwszego roztworu ponownie przetestuj drugi roztwór. Różnica pomiędzy wskazaniem potencjometru a wzorcową wartością pH drugiego roztworu buforowego wzorcowego nie powinna być większa niż 0,1 jednostki pH. Jeżeli błąd jest większy niż 0,1 jednostki pH, do badania należy zastosować trzeci standardowy roztwór buforowy. Jeśli w tym momencie błąd jest mniejszy niż 0,1 jednostki pH, najprawdopodobniej występuje problem z drugim roztworem buforowym. Jeśli błąd jest nadal większy niż 0,1 jednostki pH, coś jest nie tak z elektrodą i należy ją poddać obróbce lub wymienić na nową.
⑷Podczas wymiany standardowego buforu lub próbki elektrodę należy całkowicie przepłukać wodą destylowaną, a wodę dołączoną do elektrody należy zaabsorbować bibułą filtracyjną, a następnie przepłukać mierzonym roztworem, aby wyeliminować wzajemne oddziaływanie. Jest to ważne w przypadku stosowania słabych buforów. Jest to szczególnie ważne podczas stosowania rozwiązań. Podczas pomiaru wartości pH roztwór wodny należy odpowiednio wymieszać, aby roztwór był jednolity i osiągnął równowagę elektrochemiczną. Podczas odczytu należy przerwać mieszanie i odstawić na chwilę, aby odczyt był stabilny.
⑸ Podczas pomiaru najpierw dokładnie przepłucz obie elektrody wodą, następnie opłucz próbką wody, następnie zanurz elektrody w małej zlewce zawierającej próbkę wody, ostrożnie potrząśnij zlewką rękami, aby próbka wody była jednolita i zapisz Wartość pH po odczycie jest stabilna.
Czas publikacji: 26 października 2023 r
