39. ¿Qué son la acidez y la alcalinidad del agua?
La acidez del agua se refiere a la cantidad de sustancias contenidas en el agua que pueden neutralizar las bases fuertes. Hay tres tipos de sustancias que forman acidez: ácidos fuertes que pueden disociar completamente H+ (como HCl, H2SO4), ácidos débiles que disocian parcialmente H+ (H2CO3, ácidos orgánicos) y sales compuestas de ácidos fuertes y bases débiles (como NH4Cl, FeSO4). La acidez se mide mediante valoración con una solución de base fuerte. La acidez medida con naranja de metilo como indicador durante la titulación se llama acidez de naranja de metilo, incluida la acidez formada por el primer tipo de ácido fuerte y el tercer tipo de sal de ácido fuerte; la acidez medida con fenolftaleína como indicador se llama acidez de fenolftaleína. Es la suma de los tres tipos de acidez anteriores, por lo que también se llama acidez total. El agua natural generalmente no contiene una acidez fuerte, pero contiene carbonatos y bicarbonatos que hacen que el agua sea alcalina. Cuando hay acidez en el agua, a menudo significa que el agua ha sido contaminada por ácido.
A diferencia de la acidez, la alcalinidad del agua se refiere a la cantidad de sustancias en el agua que pueden neutralizar los ácidos fuertes. Las sustancias que forman alcalinidad incluyen bases fuertes (como NaOH, KOH) que pueden disociar completamente el OH-, bases débiles que disocian parcialmente el OH- (como NH3, C6H5NH2) y sales compuestas de bases fuertes y ácidos débiles (como Na2CO3, K3PO4, Na2S) y otras tres categorías. La alcalinidad se mide mediante valoración con una solución de ácido fuerte. La alcalinidad medida utilizando naranja de metilo como indicador durante la titulación es la suma de los tres tipos de alcalinidad anteriores, que se denomina alcalinidad total o alcalinidad de naranja de metilo; la alcalinidad medida utilizando fenolftaleína como indicador se llama base de fenolftaleína. Grado, incluyendo la alcalinidad formada por el primer tipo de base fuerte y parte de la alcalinidad formada por el tercer tipo de sal alcalina fuerte.
Los métodos de medición de acidez y alcalinidad incluyen la titulación con indicador ácido-base y la titulación potenciométrica, que generalmente se convierten en CaCO3 y se miden en mg/L.
40.¿Cuál es el valor del pH del agua?
El valor de pH es el logaritmo negativo de la actividad del ion hidrógeno en la solución acuosa medida, es decir, pH=-lgαH+. Es uno de los indicadores más utilizados en el proceso de tratamiento de aguas residuales. En condiciones de 25oC, cuando el valor de pH es 7, las actividades de los iones de hidrógeno y de los iones de hidróxido en el agua son iguales y la concentración correspondiente es de 10-7mol/L. En este momento, el agua es neutra y el valor de pH > 7 significa que el agua es alcalina. y valor de pH<7 means the water is acidic.
El valor del pH refleja la acidez y alcalinidad del agua, pero no puede indicar directamente la acidez y alcalinidad del agua. Por ejemplo, la acidez de una solución de ácido clorhídrico de 0,1 mol/L y de una solución de ácido acético de 0,1 mol/L también es de 100 mmol/L, pero sus valores de pH son bastante diferentes. El valor de pH de una solución de ácido clorhídrico de 0,1 mol/L es 1, mientras que el valor de pH de una solución de ácido acético de 0,1 mol/L es 2,9.
41. ¿Cuáles son los métodos de medición del valor del pH más utilizados?
En la producción real, para captar rápida y fácilmente los cambios en el valor del pH de las aguas residuales que ingresan a la planta de tratamiento de aguas residuales, el método más simple es medirlo aproximadamente con un papel de prueba de pH. Para aguas residuales incoloras y sin impurezas en suspensión, también se pueden utilizar métodos colorimétricos. En la actualidad, el método estándar de mi país para medir el valor del pH de la calidad del agua es el método potenciométrico (método del electrodo de vidrio GB 6920–86). Por lo general, no se ve afectado por el color, la turbidez, sustancias coloidales, oxidantes y agentes reductores. También puede medir el pH del agua limpia. También puede medir el valor del pH de aguas residuales industriales contaminadas en diferentes grados. Este también es un método ampliamente utilizado para medir el valor del pH en la mayoría de las plantas de tratamiento de aguas residuales.
El principio de la medición potenciométrica del valor de pH es obtener el potencial del electrodo indicador, es decir, el valor de pH, midiendo la diferencia de potencial entre un electrodo de vidrio y un electrodo de referencia con un potencial conocido. El electrodo de referencia generalmente utiliza un electrodo de calomelanos o un electrodo de Ag-AgCl, siendo el electrodo de calomelanos el más comúnmente utilizado. El núcleo del potenciómetro de pH es un amplificador de CC que amplifica el potencial generado por el electrodo y lo muestra en el cabezal del medidor en forma de números o punteros. Los potenciómetros suelen estar equipados con un dispositivo de compensación de temperatura para corregir el efecto de la temperatura en los electrodos.
El principio de funcionamiento del medidor de pH en línea utilizado en plantas de tratamiento de aguas residuales es el método potenciométrico y las precauciones de uso son básicamente las mismas que las de los medidores de pH de laboratorio. Sin embargo, debido a que los electrodos utilizados se sumergen continuamente durante mucho tiempo en aguas residuales o tanques de aireación y otros lugares que contienen una gran cantidad de aceite o microorganismos, además de requerir que el medidor de pH esté equipado con un dispositivo de limpieza automático para los electrodos, manual También se requiere limpieza según las condiciones de calidad del agua y la experiencia operativa. Generalmente, el medidor de pH utilizado en el agua de entrada o el tanque de aireación se limpia manualmente una vez por semana, mientras que el medidor de pH utilizado en el agua efluente se puede limpiar manualmente una vez al mes. Para los medidores de pH que pueden medir simultáneamente la temperatura y el ORP y otros elementos, deben mantenerse y mantenerse de acuerdo con las precauciones de uso requeridas para la función de medición.
42.¿Cuáles son las precauciones para medir el valor del pH?
⑴El potenciómetro debe mantenerse seco y a prueba de polvo, encenderse regularmente para su mantenimiento y la parte de conexión del cable de entrada del electrodo debe mantenerse limpia para evitar que entren gotas de agua, polvo, aceite, etc. Asegúrese de que haya una buena conexión a tierra cuando utilice alimentación de CA. Los potenciómetros portátiles que utilizan baterías secas deben reemplazarlas periódicamente. Al mismo tiempo, el potenciómetro debe calibrarse y ponerse a cero periódicamente para su calibración y mantenimiento. Una vez depurado correctamente, el punto cero del potenciómetro y los reguladores de calibración y posicionamiento no se pueden girar a voluntad durante la prueba.
⑵El agua utilizada para preparar la solución tampón estándar y enjuagar el electrodo no debe contener CO2, tener un valor de pH entre 6,7 y 7,3 y una conductividad inferior a 2 μs/cm. El agua tratada con resina de intercambio aniónico y catiónico puede cumplir con este requisito después de hervirla y dejarla enfriar. La solución tampón estándar preparada debe sellarse y almacenarse en una botella de vidrio duro o de polietileno y luego almacenarse en un refrigerador a 4oC para prolongar su vida útil. Si se almacena al aire libre o a temperatura ambiente, la vida útil generalmente no puede exceder 1 mes, el tampón usado no se puede devolver a la botella de almacenamiento para su reutilización.
⑶ Antes de la medición formal, primero verifique si el instrumento, el electrodo y el tampón estándar son normales. Y el medidor de pH debe calibrarse periódicamente. Por lo general, el ciclo de calibración es de un trimestre o medio año y para la calibración se utiliza el método de calibración de dos puntos. Es decir, de acuerdo con el rango de valores de pH de la muestra a analizar, se seleccionan dos soluciones tampón estándar cercanas a él. Generalmente, la diferencia del valor de pH entre las dos soluciones tampón debe ser al menos mayor que 2. Después de colocar la primera solución, pruebe nuevamente la segunda solución. La diferencia entre el resultado de la pantalla del potenciómetro y el valor de pH estándar de la segunda solución tampón estándar no debe ser superior a 0,1 unidades de pH. Si el error es superior a 0,1 unidades de pH, se debe utilizar una tercera solución tampón estándar para la prueba. Si el error es inferior a 0,1 unidades de pH en este momento, lo más probable es que haya un problema con la segunda solución tampón. Si el error sigue siendo superior a 0,1 unidades de pH, hay algún problema con el electrodo y es necesario procesarlo o reemplazarlo por uno nuevo.
⑷Al reemplazar el tampón estándar o la muestra, el electrodo debe enjuagarse completamente con agua destilada y el agua adherida al electrodo debe absorberse con papel de filtro y luego enjuagarse con la solución a medir para eliminar la influencia mutua. Esto es importante para el uso de buffers débiles. Esto es especialmente importante cuando se utilizan soluciones. Al medir el valor del pH, la solución acuosa se debe agitar adecuadamente para uniformar la solución y lograr el equilibrio electroquímico. Al leer, se debe detener la agitación y dejar reposar por un tiempo para permitir que la lectura sea estable.
⑸ Al medir, primero enjuague cuidadosamente los dos electrodos con agua, luego enjuague con la muestra de agua, luego sumerja los electrodos en un vaso pequeño que contiene la muestra de agua, agite el vaso cuidadosamente con las manos para que la muestra de agua sea uniforme y registre el El valor de pH después de la lectura es estable.
Hora de publicación: 26 de octubre de 2023
