39. Quid sunt aciditas et alcalinitas aquae?
Aciditas aquae ad quantitatem substantiarum in aqua contentarum refertur quae bases fortes neutralizare possunt. Tria genera substantiarum sunt quae aciditatem formant: acida fortia quae H+ omnino dissociare possunt (ut HCl, H2SO4), acida infirma quae H+ partim dissociant (H2CO3, acida organica), et sales ex acidis fortibus et basibus infirmibus compositi (ut NH4Cl, FeSO4). Aciditas per titrationem cum solutione basis fortis metitur. Aciditas metitur cum methylaurantiaco ut indicatore per titrationem aciditas methylaurantiaca appellatur, aciditas formata a primo genere acidi fortis et tertio genere salis acidi fortis comprehendens; aciditas metitur cum phenolphthaleino ut indicatore aciditas phenolphthaleini appellatur, quae est summa trium generum aciditatis supradictorum, ita etiam aciditas totalis appellatur. Aqua naturalis plerumque aciditatem fortem non continet, sed carbonatas et bicarbonatas continet quae aquam alcalinam faciunt. Cum aciditas in aqua est, saepe significat aquam acido contaminatam esse.
Contra aciditatem, alcalinitas aquae ad quantitatem substantiarum in aqua refertur quae acida fortia neutralizare possunt. Substantiae quae alcalinitatem formant includunt bases fortes (ut NaOH, KOH) quae OH- plene dissociare possunt, bases debiles quae OH- partialiter dissociant (ut NH3, C6H5NH2), et sales ex basibus fortibus et acidis debilibus compositi (ut Na2CO3, K3PO4, Na2S) et alias tres categorias. Alcalinitas per titrationem cum solutione acidi fortis metitur. Alcalinitas metitur utens methylaurantiaco ut indicatore per titrationem summa trium generum alcalinitatis supradictorum, quae alcalinitas totalis vel alcalinitas methylaurantiaca appellatur; alcalinitas metitur utens phenolphthaleino ut indicatore basis phenolphthaleini appellatur. Gradus, alcalinitatem a primo genere basis fortis formatam et partem alcalinitatis a tertio genere salis alcalini fortis formatam includens.
Methodi mensurae aciditatis et alcalinitatis includunt titrationem indicatoris acidi et basis et titrationem potentiometricam, quae plerumque in CaCO3 convertuntur et in mg/L metiuntur.
40. Quid est valor pH aquae?
Valor pH est logarithmus negativus activitatis ionis hydrogenii in solutione aquosa mensurata, id est, pH = -lgαH+. Est unus ex indicibus frequentissime adhibitis in processu purgationis cloacarum. Sub condicionibus 25°C, cum valor pH 7 est, activitates ionum hydrogenii et ionum hydroxidi in aqua aequales sunt, et concentratio correspondens est 10-7 mol/L. Hoc tempore, aqua est neutralis, et valor pH > 7 significat aquam esse alcalinam. , et valor pH...<7 means the water is acidic.
Valor pH aciditatem et alcalinitatem aquae reflectit, sed aciditatem et alcalinitatem aquae directe indicare non potest. Exempli gratia, aciditas solutionis acidi hydrochlorici 0.1mol/L et solutionis acidi acetici 0.1mol/L etiam 100mmol/L est, sed valores pH earum valde differunt. Valor pH solutionis acidi hydrochlorici 0.1mol/L est 1, dum valor pH solutionis acidi acetici 0.1 mol/L est 2.9.
41. Quae sunt methodi mensurae valoris pH vulgo adhibitae?
In vera productione, ut mutationes valoris pH aquarum sordidum quae in stationem purgationis aquarum sordidum ingrediuntur celeriter et facile comprehendantur, simplicissima methodus est eam charta probatoria pH approximate metiri. Pro aquis sordidis incoloribus sine impuritatibus suspensis, methodi colorimetricae etiam adhiberi possunt. In praesenti, methodus patriae meae consueta ad valorem pH qualitatis aquae metiendum est methodus potentiometrica (methodus electrodi vitrei GB 6920-86). Solet non affici a colore, turbiditate, substantiis colloidibus, oxidantibus, et agentibus reducentibus. Etiam pH aquae purae metiri potest. Etiam valorem pH aquarum sordidum industrialium variis gradibus pollutarum metiri potest. Haec etiam methodus late adhibita est ad valorem pH metiendum in plurimis stationibus purgationis aquarum sordidum.
Principium mensurae potentiometricae valoris pH est potentiale electrodi indicantis obtinere, id est, valorem pH, per differentiam potentialem inter electrodum vitreum et electrodum referentiale cum potentiali noto mensurandam. Electrodum referentiale plerumque utitur electrodo calomelliano vel electrodo Ag-AgCl, electrodo calomelliano frequentissime adhibito. Nucleus potentiometri pH est amplificator DC, qui potentiale ab electrodo generatum amplificat et in capite metri sub forma numerorum vel indicatorum ostendit. Potentiometra plerumque instrumento compensationis temperaturae instructa sunt ad effectum temperaturae in electrodos corrigendum.
Principium operationis pH-metri interretialis in stationibus purgationis aquarum sordidum adhibiti est methodus potentiometrica, et cautiones usus fere eaedem sunt ac pH-metrorum laboratoriorum. Attamen, quia electrodi adhibiti in cisternis sordidum vel aerationis aliisque locis magnam quantitatem olei vel microorganismorum continentibus diu continuo macerantur, praeterquam quod pH-metrum instrumento automatico purgationis electrodorum instructum esse requiritur, purgatio manualis etiam requiritur secundum condiciones qualitatis aquae et experientiam operationis. Generaliter, pH-metrum in aqua ingressa vel cisterna aerationis adhibitum manu semel in hebdomada purgatur, dum pH-metrum in aqua effluente adhibitum manu semel in mense purgari potest. pH-metra quae simul temperaturam et ORP et alia metiri possunt, secundum cautiones usus ad functionem mensurae requisitas conservari et conservari debent.
42. Quae sunt cautiones ad valorem pH metiendum?
⑴Potentiometer siccum et pulveris munitum servandum est, regulariter ad sustentationem potentiam adhibendum, et pars connexionis funis in electrodo munda servanda est ne guttae aquae, pulvis, oleum, etc. intrent. Cum energia alterna uteris, bona conexio ad terram curanda est. Potentiometra portatilia quae batteries siccas utuntur batteries regulariter mutare debent. Simul, potentiometer regulariter calibrandum et ad zero adducendum est ad calibrationem et sustentationem. Postquam recte corrigitur, punctum zero potentiometri et regulatores calibrationis et positionis pro arbitrio rotari non possunt durante probatione.
⑵Aqua ad solutionem tamponis normam parandam et electrodum abluendum adhibita CO2 non continere debet, valorem pH inter 6.7 et 7.3 habere, et conductivitatem minorem quam 2 μs/cm. Aqua aniontibus et resina commutatoria cationum tractata hanc requisitam post ebullitionem et refrigerationem explere potest. Solutio tamponis norma parata sigillanda et in ampulla vitrea dura vel ampulla polyethylene conservanda est, deinde in armario frigorifico ad 4°C conservanda ut vita utilis extenderetur. Si sub divo vel temperatura ambiente conservatur, vita utilis plerumque 1 mensem excedere non potest; tamponis usus non potest in ampullam conservatoriam ad iterum utendum reddi.
⑶ Ante mensuram formalem, primum explorandum est num instrumentum, electrodus, et solutio tamponata normalia sint. pH-metrum regulariter calibrandum est. Solet cyclus calibrationis per quartam partem anni vel dimidium anni durare, et methodus calibrationis duorum punctorum ad calibrationem adhibetur. Hoc est, secundum ambitum valoris pH exempli examinandi, duae solutiones tamponatae normales quae ei propinquae sunt eliguntur. Generaliter, differentia valoris pH inter duas solutiones tamponatas saltem maior quam 2 esse debet. Post collocationem cum prima solutione, secundam solutionem iterum examina. Differentia inter eventum potentiometri monstratum et valorem pH normalem secundae solutionis tamponatae normalis non maior quam 0.1 unitate pH esse debet. Si error maior quam 0.1 unitate pH est, tertia solutio tamponata normalis ad examinationem adhibenda est. Si error minor quam 0.1 unitatibus pH hoc tempore est, probabiliter problema cum secunda solutione tamponata est. Si error adhuc maior quam 0.1 unitate pH est, aliquid vitiosum est cum electrodo et electrodus tractandus est vel novo substituendus.
⑷Cum solutio tamponis vel exemplum normale mutatur, electrodus aqua destillata plene abluendus est, et aqua electrodo adhaerens charta filtratoria absorbenda, deinde solutione mensuranda abluenda est ut mutua influentia vitetur. Hoc magni momenti est in usu solutionum tamponum debilium. Praesertim cum solutionibus utuntur. Cum valorem pH metitur, solutio aquosa rite agitanda est ut solutio aequabilis fiat et aequilibrium electrochemicum assequatur. Dum legitur, agitatio sistenda est et paulisper quiescere permittenda ut lectio stabilis sit.
⑸ Cum metiris, primum duos electrodos diligenter aqua ablue, deinde cum exemplo aquae ablue, tum electrodos in parvo poculo cum exemplo aquae immerge, poculum manibus diligenter agita ut exemplum aquae uniforme fiat, et valorem pH nota postquam lectio stabilis facta est.
Tempus publicationis: Oct-XXVI-MMXXIII
