39. Kas yra vandens rūgštingumas ir šarmingumas?
Vandens rūgštingumas reiškia vandenyje esančių medžiagų, kurios gali neutralizuoti stiprias bazes, kiekį. Yra trijų tipų medžiagos, kurios sudaro rūgštingumą: stiprios rūgštys, kurios gali visiškai disocijuoti H+ (pvz., HCl, H2SO4), silpnos rūgštys, kurios iš dalies disocijuoja H+ (H2CO3, organinės rūgštys), ir druskos, sudarytos iš stiprių rūgščių ir silpnų bazių (pvz., NH4Cl, FeSO4). Rūgštingumas matuojamas titruojant su stiprios bazės tirpalu. Rūgštingumas, matuojamas titruojant metiloranžinį tirpalą kaip indikatorių, vadinamas metiloranžiniu rūgštingumu, įskaitant rūgštingumą, susidarantį dėl pirmojo tipo stiprios rūgšties ir trečiojo tipo stiprios rūgšties druskos; rūgštingumas, matuojamas naudojant fenolftaleiną kaip indikatorių, vadinamas fenolftaleino rūgštingumu. Tai yra aukščiau išvardytų trijų rūgštingumo tipų suma, todėl jis taip pat vadinamas bendru rūgštingumu. Natūralus vanduo paprastai neturi stipraus rūgštingumo, bet jame yra karbonatų ir bikarbonatų, kurie šarmina vandenį. Kai vandenyje yra rūgštingumo, tai dažnai reiškia, kad vanduo buvo užterštas rūgštimi.
Priešingai nei rūgštingumas, vandens šarmingumas reiškia vandenyje esančių medžiagų, kurios gali neutralizuoti stiprias rūgštis, kiekį. Šarmingumą sudarančioms medžiagoms priskiriamos stiprios bazės (pvz., NaOH, KOH), kurios gali visiškai disocijuoti OH⁻, silpnos bazės, kurios iš dalies disocijuoja OH⁻ (pvz., NH₃, C₆H₅NH₂), ir druskos, sudarytos iš stiprių bazių ir silpnų rūgščių (pvz., Na₂CO₃, K₃PO₄, Na₂S) ir kitos trys kategorijos. Šarmingumas matuojamas titruojant stiprios rūgšties tirpalu. Šarmingumas, matuojamas naudojant metiloranžinį tirpalą kaip indikatorių titravimo metu, yra aukščiau nurodytų trijų šarmingumo tipų suma, kuri vadinama bendru šarmingumu arba metiloranžiniu šarmingumu; šarmingumas, matuojamas naudojant fenolftaleiną kaip indikatorių, vadinamas fenolftaleino baze. Laipsnis apima šarmingumą, susidarantį dėl pirmojo tipo stiprios bazės, ir dalį šarmingumo, susidarančio dėl trečiojo tipo stiprios šarmo druskos.
Rūgštingumo ir šarmingumo matavimo metodai apima rūgščių-šarmų indikatorių titravimą ir potenciometrinį titravimą, kurie paprastai paverčiami į CaCO3 ir matuojami mg/l.
40.Kokia yra vandens pH vertė?
pH vertė yra neigiamas vandenilio jonų aktyvumo išmatuotame vandeniniame tirpale logaritmas, t. y. pH = -lgαH+. Tai vienas iš dažniausiai naudojamų indikatorių nuotekų valymo procese. Esant 25 °C temperatūrai, kai pH vertė yra 7, vandenilio jonų ir hidroksido jonų aktyvumas vandenyje yra vienodas, o atitinkama koncentracija yra 10-7 mol/l. Šiuo metu vanduo yra neutralus, o pH vertė > 7 reiškia, kad vanduo yra šarminis.<7 means the water is acidic.
PH vertė atspindi vandens rūgštingumą ir šarmingumą, tačiau ji negali tiesiogiai parodyti vandens rūgštingumo ir šarmingumo. Pavyzdžiui, 0,1 mol/l druskos rūgšties tirpalo ir 0,1 mol/l acto rūgšties tirpalo rūgštingumas taip pat yra 100 mmol/l, tačiau jų pH vertės yra gana skirtingos. 0,1 mol/l druskos rūgšties tirpalo pH vertė yra 1, o 0,1 mol/l acto rūgšties tirpalo – 2,9.
41. Kokie yra dažniausiai naudojami pH vertės matavimo metodai?
Realioje gamyboje, norint greitai ir lengvai suvokti į nuotekų valymo įrenginius patenkančių nuotekų pH vertės pokyčius, paprasčiausias metodas yra apytiksliai išmatuoti jį pH bandymo popieriumi. Bespalvėms nuotekoms be suspenduotų priemaišų taip pat galima naudoti kolorimetrinius metodus. Šiuo metu mano šalyje standartinis vandens kokybės pH vertės matavimo metodas yra potenciometrinis metodas (GB 6920–86 stiklo elektrodo metodas). Paprastai jam įtakos neturi spalva, drumstumas, koloidinės medžiagos, oksidatoriai ir reduktoriai. Juo taip pat galima išmatuoti švaraus vandens pH. Taip pat galima išmatuoti įvairiu laipsniu užterštų pramoninių nuotekų pH vertę. Tai taip pat plačiai naudojamas pH vertės matavimo metodas daugumoje nuotekų valymo įrenginių.
Potenciometrinio pH vertės matavimo principas yra gauti indikatoriaus elektrodo potencialą, t. y. pH vertę, matuojant potencialų skirtumą tarp stiklo elektrodo ir žinomo potencialo etaloninio elektrodo. Etaloniniam elektrodui paprastai naudojamas kalomelio elektrodas arba Ag-AgCl elektrodas, dažniausiai naudojamas kalomelio elektrodas. pH potenciometro šerdis yra nuolatinės srovės stiprintuvas, kuris sustiprina elektrodo generuojamą potencialą ir rodo jį matuoklio galvutėje skaičių arba rodyklių pavidalu. Potenciometrai paprastai turi temperatūros kompensavimo įtaisą, skirtą temperatūros poveikiui elektrodams koreguoti.
Nuotekų valymo įrenginiuose naudojamo internetinio pH matuoklio veikimo principas yra potenciometrinis metodas, o naudojimo atsargumo priemonės iš esmės yra tokios pačios kaip ir laboratorinių pH matuoklių. Tačiau kadangi naudojami elektrodai ilgą laiką nuolat mirkomi nuotekų vandenyje, aeracijos bakuose ir kitose vietose, kuriose yra daug aliejaus ar mikroorganizmų, be to, kad pH matuoklis turi būti aprūpintas automatiniu elektrodų valymo įrenginiu, jį taip pat reikia valyti rankiniu būdu, atsižvelgiant į vandens kokybės sąlygas ir eksploatavimo patirtį. Paprastai įleidžiamo vandens arba aeracijos bako pH matuoklis valomas rankiniu būdu kartą per savaitę, o nuotekų vandenyje naudojamas pH matuoklis gali būti valomas rankiniu būdu kartą per mėnesį. pH matuokliai, kurie gali vienu metu matuoti temperatūrą, ORP ir kitus elementus, turėtų būti prižiūrimi ir remontuojami laikantis matavimo funkcijai reikalingų naudojimo atsargumo priemonių.
42. Kokių atsargumo priemonių reikia imtis matuojant pH vertę?
⑴Potenciometrą reikia laikyti sausą ir apsaugoti nuo dulkių, reguliariai įjungti techninei priežiūrai, o elektrodo įvesties laido jungties dalį laikyti švarią, kad nepatektų vandens lašelių, dulkių, alyvos ir pan. Naudojant kintamosios srovės maitinimą, užtikrinkite gerą įžeminimą. Nešiojamųjų potenciometrų, naudojančių sausas baterijas, baterijas reikia reguliariai keisti. Tuo pačiu metu potenciometrą reikia reguliariai kalibruoti ir nustatyti nulį kalibravimo ir techninės priežiūros tikslais. Tinkamai derinant, potenciometro nulio taško ir kalibravimo bei padėties reguliatorių bandymo metu negalima sukti savavališkai.
⑵Standartiniam buferiniam tirpalui paruošti ir elektrodui skalauti naudojamas vanduo neturi turėti CO2, jo pH vertė turi būti nuo 6,7 iki 7,3, o laidumas – mažesnis nei 2 μs/cm. Anijonų ir katijonų mainų derva apdorotas vanduo gali atitikti šį reikalavimą užvirintas ir atvėsintas. Paruoštą standartinį buferinį tirpalą reikia sandariai uždaryti ir laikyti kietame stikliniame arba polietileno butelyje, o po to laikyti šaldytuve 4 °C temperatūroje, kad būtų pailgintas jo tarnavimo laikas. Laikant lauke arba kambario temperatūroje, jo tarnavimo laikas paprastai negali viršyti 1 mėnesio, panaudoto buferio negalima pilti atgal į laikymo butelį pakartotiniam naudojimui.
⑶ Prieš atliekant oficialų matavimą, pirmiausia patikrinkite, ar prietaisas, elektrodas ir standartinis buferis yra normalūs. pH matuoklis turėtų būti reguliariai kalibruojamas. Paprastai kalibravimo ciklas yra vienas ketvirtis arba pusė metų, o kalibravimui naudojamas dviejų taškų kalibravimo metodas. Tai yra, atsižvelgiant į tiriamojo mėginio pH vertės diapazoną, parenkami du jam artimi standartiniai buferiniai tirpalai. Paprastai pH vertės skirtumas tarp dviejų buferinių tirpalų turi būti bent didesnis nei 2. Po pirmojo tirpalo nustatymo dar kartą išbandykite antrąjį tirpalą. Skirtumas tarp potenciometro rodomo rezultato ir antrojo standartinio buferinio tirpalo standartinės pH vertės neturėtų būti didesnis nei 0,1 pH vieneto. Jei paklaida yra didesnė nei 0,1 pH vieneto, bandymui turėtų būti naudojamas trečiasis standartinis buferinis tirpalas. Jei paklaida šiuo metu yra mažesnė nei 0,1 pH vieneto, greičiausiai problema yra su antruoju buferiniu tirpalu. Jei paklaida vis dar didesnė nei 0,1 pH vieneto, elektrode yra kažkas negerai ir elektrodą reikia apdoroti arba pakeisti nauju.
⑷ Keičiant standartinį buferį arba mėginį, elektrodą reikia kruopščiai nuplauti distiliuotu vandeniu, o prie elektrodo prilipusį vandenį sugerti filtro popieriumi, o tada nuplauti matuojamu tirpalu, kad būtų išvengta abipusės įtakos. Tai svarbu naudojant silpnus buferius. Tai ypač svarbu naudojant tirpalus. Matuojant pH vertę, vandeninį tirpalą reikia tinkamai pamaišyti, kad tirpalas taptų vienodas ir būtų pasiekta elektrocheminė pusiausvyra. Prieš rodmenų nustatymą maišymą reikia nutraukti ir leisti pastovėti, kad rodmenys stabilizuotųsi.
⑸ Matuojant pirmiausia kruopščiai nuplaukite abu elektrodus vandeniu, tada nuplaukite vandens mėginiu, tada panardinkite elektrodus į mažą menzūrėlę su vandens mėginiu, atsargiai rankomis suplakite menzūrėlę, kad vandens mėginys taptų vienodas, ir užrašykite pH vertę, kai rodmuo taps stabilus.
Įrašo laikas: 2023 m. spalio 26 d.
