39. Mitä ovat veden happamuus ja emäksisyys?
Veden happamuus viittaa veden sisältämien aineiden määrään, joka pystyy neutraloimaan vahvoja emäksiä. Happamuutta muodostavia aineita on kolmenlaisia: vahvat hapot, jotka voivat dissosioida H+:n kokonaan (kuten HCl, H2SO4), heikot hapot, jotka hajottavat H+:n osittain (H2CO3, orgaaniset hapot) ja suolat, jotka koostuvat vahvoista hapoista ja heikoista emäksistä (esim. NH4Cl, FeSO4). Happamuus mitataan titraamalla vahvalla emäsliuoksella. Metyylioranssilla indikaattorina titrauksen aikana mitattua happamuutta kutsutaan metyylioranssin happamuudeksi, mukaan lukien ensimmäisen tyypin vahvan hapon ja kolmannen tyypin vahvan hapon suolan muodostama happamuus; fenolftaleiinilla indikaattorina mitattua happamuutta kutsutaan fenolftaleiinihappamuudeksi. Se on edellä olevien kolmen happamuustyypin summa, joten sitä kutsutaan myös kokonaishappamuudeksi. Luonnonvesi ei yleensä sisällä voimakasta happamuutta, mutta sisältää karbonaatteja ja bikarbonaatteja, jotka tekevät veden emäksiseksi. Kun vedessä on happamuutta, se tarkoittaa usein, että vesi on saastunut hapolla.
Toisin kuin happamuus, veden emäksisyys viittaa vedessä olevien aineiden määrään, joka voi neutraloida vahvoja happoja. Emäksisiä aineita ovat vahvat emäkset (kuten NaOH, KOH), jotka voivat dissosioida OH-:n kokonaan, heikot emäkset, jotka hajottavat OH-:n osittain (kuten NH3, C6H5NH2), ja suolat, jotka koostuvat vahvoista emäksistä ja heikoista hapoista (kuten Na2CO3, K3PO4, Na2S) ja kolme muuta luokkaa. Alkalisuus mitataan titraamalla vahvalla happoliuoksella. Alkalisuus, joka mitataan käyttämällä metyylioranssia indikaattorina titrauksen aikana, on edellä mainittujen kolmen emäksisyystyypin summa, jota kutsutaan kokonaisalkaliteetiksi tai metyylioranssin alkaliteetiksi; emäksisyys, joka mitataan käyttämällä fenoliftaleiinia indikaattorina, on nimeltään fenolftaleiiniemäs. Aste, mukaan lukien ensimmäisen tyypin vahvan emäksen muodostama alkalisuus ja osa kolmannen tyypin vahvan alkalisuolatyypin muodostamasta alkalisuudesta.
Happamuuden ja alkaliteetin mittausmenetelmiä ovat happo-emäs-indikaattorititraus ja potentiometrinen titraus, jotka yleensä muunnetaan CaCO3:ksi ja mitataan mg/l.
40. Mikä on veden pH-arvo?
pH-arvo on mitatun vesiliuoksen vetyioniaktiivisuuden negatiivinen logaritmi, eli pH=-lgαH+. Se on yksi yleisimmin käytetyistä indikaattoreista jätevedenkäsittelyprosessissa. 25oC:n olosuhteissa pH-arvon ollessa 7 vety-ionien ja hydroksidi-ionien aktiivisuudet vedessä ovat yhtä suuret ja vastaava pitoisuus on 10-7mol/L. Tällä hetkellä vesi on neutraalia ja pH-arvo > 7 tarkoittaa, että vesi on emäksistä. ja pH-arvo<7 means the water is acidic.
pH-arvo heijastaa veden happamuutta ja emäksisyyttä, mutta se ei voi suoraan osoittaa veden happamuutta ja emäksisyyttä. Esimerkiksi 0,1 mol/l suolahappoliuoksen ja 0,1 mol/l etikkahappoliuoksen happamuus on myös 100 mmol/l, mutta niiden pH-arvot ovat melko erilaisia. 0,1 mol/l suolahappoliuoksen pH-arvo on 1, kun taas 0,1 mol/l etikkahappoliuoksen pH-arvo on 2,9.
41. Mitkä ovat yleisesti käytetyt pH-arvon mittausmenetelmät?
Varsinaisessa tuotannossa jätevedenpuhdistamolle tulevan jäteveden pH-arvon muutosten ymmärtämiseksi nopeasti ja helposti yksinkertaisin tapa on mitata se karkeasti pH-koepaperilla. Värittömälle jätevedelle, jossa ei ole suspendoituneita epäpuhtauksia, voidaan käyttää myös kolorimetrisiä menetelmiä. Tällä hetkellä kotimaani vakiomenetelmä veden laadun pH-arvon mittaamiseen on potentiometrinen menetelmä (GB 6920–86 lasielektrodimenetelmä). Väri, sameus, kolloidiset aineet, hapettimet ja pelkistimet eivät yleensä vaikuta siihen. Se voi myös mitata puhtaan veden pH:ta. Se voi myös mitata eriasteisesti saastuneiden teollisuusjätevesien pH-arvoa. Tämä on myös laajalti käytetty menetelmä pH-arvon mittaamiseen useimmissa jätevedenpuhdistamoissa.
pH-arvon potentiometrisen mittauksen periaate on saada indikaattorielektrodin potentiaali eli pH-arvo mittaamalla lasielektrodin ja tunnetun potentiaalin omaavan vertailuelektrodin välinen potentiaaliero. Vertailuelektrodissa käytetään yleensä kalomelielektrodia tai Ag-AgCl-elektrodia, joista kalomelielektrodi on yleisimmin käytetty. pH-potentiometrin ydin on DC-vahvistin, joka vahvistaa elektrodin synnyttämää potentiaalia ja näyttää sen mittarin päässä numeroina tai osoittimina. Potentiometrit on yleensä varustettu lämpötilan kompensointilaitteella, joka korjaa lämpötilan vaikutusta elektrodeihin.
Jätevedenpuhdistamoissa käytettävän online-pH-mittarin toimintaperiaate on potentiometrinen menetelmä ja käytön varotoimet ovat periaatteessa samat kuin laboratorio-pH-mittareissa. Kuitenkin, koska käytetyt elektrodit ovat jatkuvasti liotettuja jätevesi- tai ilmastussäiliöissä ja muissa paikoissa, joissa on suuri määrä öljyä tai mikro-organismeja pitkään, sen lisäksi, että pH-mittarin on oltava varustettu automaattisella elektrodien puhdistuslaitteella, käsin. puhdistusta tarvitaan myös veden laatuolosuhteiden ja käyttökokemuksen perusteella. Yleensä tuloveden tai ilmastussäiliön pH-mittari puhdistetaan manuaalisesti kerran viikossa, kun taas jäteveden pH-mittari voidaan puhdistaa manuaalisesti kerran kuukaudessa. pH-mittareita, joilla voidaan mitata samanaikaisesti lämpötilaa ja ORP:tä ja muita kohteita, niitä tulee huoltaa ja huoltaa mittaustoiminnon edellyttämien varotoimien mukaisesti.
42. Mitä varotoimia pH-arvon mittaamisessa on noudatettava?
⑴ Potentiometri on pidettävä kuivana ja pölytiivisenä, kytkettävä päälle säännöllisesti huoltoa varten, ja elektrodin tulojohdon liitäntäosa tulee pitää puhtaana, jotta vesipisarat, pöly, öljy jne. eivät pääse sisään. Varmista hyvä maadoitus, kun käytät vaihtovirtaa. Kuivaparistoja käyttävien kannettavien potentiometrien tulee vaihtaa paristot säännöllisesti. Samanaikaisesti potentiometri on kalibroitava ja nollattava säännöllisesti kalibrointia ja huoltoa varten. Kun virheenkorjaus on tehty oikein, potentiometrin nollapistettä ja kalibrointi- ja paikannussäätimiä ei voi kääntää halutessaan testin aikana.
⑵ Vakiopuskuriliuoksen valmistukseen ja elektrodin huuhteluun käytetty vesi ei saa sisältää CO2:ta, sen pH-arvo on 6,7-7,3 ja johtavuus alle 2 μs/cm. Anioni- ja kationinvaihtohartsilla käsitelty vesi voi täyttää tämän vaatimuksen keittämisen ja jäähtymisen jälkeen. Valmistettu standardipuskuriliuos tulee sulkea ja säilyttää kovassa lasipullossa tai polyeteenipullossa ja säilyttää sitten jääkaapissa 4 oC:ssa käyttöiän pidentämiseksi. Ulkoilmassa tai huoneenlämmössä säilytettynä käyttöikä ei yleensä ylitä 1 kuukautta, käytettyä puskuria ei voi palauttaa säilytyspulloon uudelleenkäyttöä varten.
⑶ Tarkista ennen virallista mittausta, ovatko instrumentti, elektrodi ja vakiopuskuri normaalit. Ja pH-mittari tulee kalibroida säännöllisesti. Yleensä kalibrointijakso on neljäsosa tai puoli vuotta ja kalibroinnissa käytetään kaksipistekalibrointimenetelmää. Eli testattavan näytteen pH-arvoalueen mukaan valitaan kaksi standardipuskuriliuosta, jotka ovat lähellä sitä. Yleensä kahden puskuriliuoksen pH-arvon eron on oltava vähintään suurempi kuin 2. Ensimmäisen liuoksen asettamisen jälkeen testaa toinen liuos uudelleen. Potentiometrin näyttötuloksen ja toisen standardipuskuriliuoksen pH-arvon välinen ero ei saa olla suurempi kuin 0,1 pH-yksikköä. Jos virhe on suurempi kuin 0,1 pH-yksikköä, testaukseen tulee käyttää kolmatta standardipuskuriliuosta. Jos virhe on tällä hetkellä alle 0,1 pH-yksikköä, ongelma on todennäköisesti toisessa puskuriliuoksessa. Jos virhe on edelleen suurempi kuin 0,1 pH-yksikköä, elektrodissa on jotain vikaa ja elektrodi on käsiteltävä tai vaihdettava uuteen.
⑷Vakiopuskuria tai näytettä vaihdettaessa elektrodi tulee huuhdella kokonaan tislatulla vedellä ja elektrodiin kiinnitetty vesi imeytyä suodatinpaperilla ja huuhdella sitten mitattavalla liuoksella keskinäisen vaikutuksen poistamiseksi. Tämä on tärkeää heikkojen puskurien käytön kannalta. Tämä on erityisen tärkeää ratkaisuja käytettäessä. pH-arvoa mitattaessa vesiliuosta tulee sekoittaa asianmukaisesti, jotta liuos saadaan tasaiseksi ja saavutetaan sähkökemiallinen tasapaino. Lukemisen aikana sekoittaminen tulee lopettaa ja antaa seistä jonkin aikaa, jotta lukema pysyy vakaana.
⑸ Kun mittaat, huuhtele ensin kaksi elektrodia huolellisesti vedellä, huuhtele sitten vesinäytteellä, upota sitten elektrodit pieneen dekantterilasiin, jossa vesinäyte, ravista dekantterilasia varovasti käsilläsi, jotta vesinäyte on tasainen ja kirjaa pH-arvo lukeman jälkeen on vakaa.
Postitusaika: 26.10.2023
