39. Độ axit và độ kiềm của nước là gì?
Độ axit của nước đề cập đến lượng các chất có trong nước có khả năng trung hòa các bazơ mạnh. Có ba loại chất tạo nên độ axit: axit mạnh có thể phân ly hoàn toàn H+ (như HCl, H2SO4), axit yếu phân ly một phần H+ (H2CO3, axit hữu cơ), và muối được cấu tạo từ axit mạnh và bazơ yếu (như NH4Cl, FeSO4). Độ axit được đo bằng phương pháp chuẩn độ với dung dịch bazơ mạnh. Độ axit đo được khi sử dụng metyl da cam làm chất chỉ thị trong quá trình chuẩn độ được gọi là độ axit metyl da cam, bao gồm độ axit được tạo thành từ loại axit mạnh đầu tiên và loại muối axit mạnh thứ ba; độ axit đo được khi sử dụng phenolphthalein làm chất chỉ thị được gọi là độ axit phenolphthalein, là tổng của ba loại độ axit trên, vì vậy nó cũng được gọi là tổng độ axit. Nước tự nhiên nói chung không chứa axit mạnh, nhưng chứa cacbonat và bicacbonat làm cho nước có tính kiềm. Khi nước có tính axit, điều đó thường có nghĩa là nước đã bị nhiễm axit.
Trái ngược với độ axit, độ kiềm của nước đề cập đến lượng chất trong nước có thể trung hòa các axit mạnh. Các chất tạo nên độ kiềm bao gồm bazơ mạnh (như NaOH, KOH) có thể phân ly hoàn toàn OH-, bazơ yếu phân ly một phần OH- (như NH3, C6H5NH2), và các muối được cấu tạo từ bazơ mạnh và axit yếu (như Na2CO3, K3PO4, Na2S) và ba loại khác. Độ kiềm được đo bằng phương pháp chuẩn độ với dung dịch axit mạnh. Độ kiềm đo được khi sử dụng metyl da cam làm chất chỉ thị trong quá trình chuẩn độ là tổng của ba loại độ kiềm trên, được gọi là tổng độ kiềm hoặc độ kiềm metyl da cam; độ kiềm đo được khi sử dụng phenolphthalein làm chất chỉ thị được gọi là độ kiềm phenolphthalein, bao gồm độ kiềm được tạo thành bởi loại bazơ mạnh đầu tiên và một phần độ kiềm được tạo thành bởi loại muối kiềm mạnh thứ ba.
Các phương pháp đo độ axit và độ kiềm bao gồm chuẩn độ chỉ thị axit-bazơ và chuẩn độ điện thế, thường được quy đổi thành CaCO3 và đo bằng mg/L.
40. Độ pH của nước là bao nhiêu?
Giá trị pH là logarit âm của hoạt độ ion hydro trong dung dịch nước đo được, tức là pH = -lgαH+. Đây là một trong những chỉ số được sử dụng phổ biến nhất trong quá trình xử lý nước thải. Ở điều kiện 25oC, khi giá trị pH bằng 7, hoạt độ của ion hydro và ion hydroxit trong nước bằng nhau, và nồng độ tương ứng là 10-7 mol/L. Lúc này, nước trung tính, và giá trị pH > 7 có nghĩa là nước có tính kiềm.<7 means the water is acidic.
Giá trị pH phản ánh độ axit và độ kiềm của nước, nhưng nó không thể trực tiếp chỉ ra độ axit và độ kiềm của nước. Ví dụ, độ axit của dung dịch axit clohydric 0,1 mol/L và dung dịch axit axetic 0,1 mol/L cũng là 100 mmol/L, nhưng giá trị pH của chúng lại khác nhau đáng kể. Giá trị pH của dung dịch axit clohydric 0,1 mol/L là 1, trong khi giá trị pH của dung dịch axit axetic 0,1 mol/L là 2,9.
41. Các phương pháp đo pH thường được sử dụng là gì?
Trong thực tế sản xuất, để nhanh chóng và dễ dàng nắm bắt sự thay đổi độ pH của nước thải đầu vào nhà máy xử lý nước thải, phương pháp đơn giản nhất là đo sơ bộ bằng giấy thử pH. Đối với nước thải không màu và không có tạp chất lơ lửng, có thể sử dụng phương pháp đo màu. Hiện nay, phương pháp tiêu chuẩn của nước ta để đo độ pH của nước là phương pháp đo điện thế (phương pháp điện cực thủy tinh GB 6920–86). Phương pháp này thường không bị ảnh hưởng bởi màu sắc, độ đục, chất keo, chất oxy hóa và chất khử. Nó cũng có thể đo độ pH của nước sạch. Nó cũng có thể đo độ pH của nước thải công nghiệp bị ô nhiễm ở các mức độ khác nhau. Đây cũng là phương pháp đo độ pH được sử dụng rộng rãi trong hầu hết các nhà máy xử lý nước thải.
Nguyên lý đo pH bằng phương pháp điện thế là thu được điện thế của điện cực chỉ thị, tức là giá trị pH, bằng cách đo hiệu điện thế giữa một điện cực thủy tinh và một điện cực tham chiếu có điện thế đã biết. Điện cực tham chiếu thường sử dụng điện cực calomel hoặc điện cực Ag-AgCl, trong đó điện cực calomel được sử dụng phổ biến nhất. Cốt lõi của máy đo pH bằng điện thế là một bộ khuếch đại DC, khuếch đại điện thế do điện cực tạo ra và hiển thị trên đầu máy đo dưới dạng số hoặc kim chỉ. Máy đo điện thế thường được trang bị thiết bị bù nhiệt độ để hiệu chỉnh ảnh hưởng của nhiệt độ lên các điện cực.
Nguyên lý hoạt động của máy đo pH trực tuyến được sử dụng trong các nhà máy xử lý nước thải là phương pháp điện thế, và các biện pháp phòng ngừa khi sử dụng về cơ bản giống như máy đo pH trong phòng thí nghiệm. Tuy nhiên, do các điện cực được sử dụng liên tục ngâm trong nước thải hoặc bể sục khí và các nơi khác chứa nhiều dầu hoặc vi sinh vật trong thời gian dài, ngoài việc yêu cầu máy đo pH phải được trang bị thiết bị làm sạch tự động cho các điện cực, việc làm sạch thủ công cũng cần thiết dựa trên điều kiện chất lượng nước và kinh nghiệm vận hành. Nói chung, máy đo pH được sử dụng trong nước đầu vào hoặc bể sục khí được làm sạch thủ công mỗi tuần một lần, trong khi máy đo pH được sử dụng trong nước thải có thể được làm sạch thủ công mỗi tháng một lần. Đối với các máy đo pH có thể đo đồng thời nhiệt độ, ORP và các thông số khác, chúng cần được bảo trì và duy trì theo các biện pháp phòng ngừa khi sử dụng cần thiết cho chức năng đo.
42. Cần lưu ý những gì khi đo giá trị pH?
⑴Cần giữ cho chiết áp khô ráo và tránh bụi, bật nguồn thường xuyên để bảo dưỡng, và giữ sạch phần nối dây dẫn đầu vào của điện cực để ngăn nước, bụi, dầu mỡ, v.v. xâm nhập. Đảm bảo nối đất tốt khi sử dụng nguồn điện xoay chiều. Chiết áp cầm tay sử dụng pin khô cần thay pin thường xuyên. Đồng thời, chiết áp phải được hiệu chuẩn và hiệu chỉnh về 0 thường xuyên để hiệu chuẩn và bảo dưỡng. Sau khi đã gỡ lỗi đúng cách, điểm 0 của chiết áp và các bộ điều chỉnh hiệu chuẩn và định vị không được xoay tùy ý trong quá trình thử nghiệm.
⑵Nước dùng để pha dung dịch đệm chuẩn và rửa điện cực không được chứa CO2, có độ pH từ 6,7 đến 7,3 và độ dẫn điện nhỏ hơn 2 μs/cm. Nước được xử lý bằng nhựa trao đổi anion và cation có thể đáp ứng yêu cầu này sau khi đun sôi và để nguội. Dung dịch đệm chuẩn đã pha chế cần được niêm phong và bảo quản trong chai thủy tinh cứng hoặc chai nhựa polyetylen, sau đó bảo quản trong tủ lạnh ở 4°C để kéo dài thời hạn sử dụng. Nếu bảo quản ngoài không khí hoặc ở nhiệt độ phòng, thời hạn sử dụng thường không quá 1 tháng, dung dịch đệm đã sử dụng không thể được đổ lại vào chai để tái sử dụng.
⑶ Trước khi tiến hành đo chính thức, trước tiên hãy kiểm tra xem thiết bị, điện cực và dung dịch đệm chuẩn có hoạt động bình thường hay không. Máy đo pH cần được hiệu chuẩn định kỳ. Thông thường, chu kỳ hiệu chuẩn là một phần tư hoặc nửa năm, và phương pháp hiệu chuẩn hai điểm được sử dụng để hiệu chuẩn. Nghĩa là, dựa trên phạm vi giá trị pH của mẫu cần kiểm tra, chọn hai dung dịch đệm chuẩn có giá trị gần với phạm vi đó. Nói chung, sự khác biệt về giá trị pH giữa hai dung dịch đệm phải lớn hơn 2. Sau khi hiệu chỉnh với dung dịch thứ nhất, hãy kiểm tra lại với dung dịch thứ hai. Sự khác biệt giữa kết quả hiển thị của điện thế kế và giá trị pH chuẩn của dung dịch đệm chuẩn thứ hai không được lớn hơn 0,1 đơn vị pH. Nếu sai số lớn hơn 0,1 đơn vị pH, cần sử dụng dung dịch đệm chuẩn thứ ba để kiểm tra. Nếu sai số nhỏ hơn 0,1 đơn vị pH ở lần này, rất có thể có vấn đề với dung dịch đệm thứ hai. Nếu sai số vẫn lớn hơn 0,1 đơn vị pH, có vấn đề với điện cực và cần phải xử lý hoặc thay thế điện cực mới.
⑷ Khi thay thế dung dịch đệm chuẩn hoặc mẫu, điện cực cần được rửa sạch hoàn toàn bằng nước cất, và nước bám trên điện cực cần được thấm bằng giấy lọc, sau đó rửa lại bằng dung dịch cần đo để loại bỏ ảnh hưởng lẫn nhau. Điều này rất quan trọng khi sử dụng các dung dịch đệm yếu. Điều này đặc biệt quan trọng khi sử dụng các dung dịch khác. Khi đo giá trị pH, dung dịch nước cần được khuấy đều để đồng nhất và đạt trạng thái cân bằng điện hóa. Khi đọc kết quả, cần ngừng khuấy và để yên một lúc để kết quả ổn định.
⑸ Khi đo, trước tiên hãy rửa kỹ hai điện cực bằng nước, sau đó rửa lại bằng mẫu nước, rồi nhúng các điện cực vào một cốc nhỏ chứa mẫu nước, lắc nhẹ cốc bằng tay để mẫu nước được phân bố đều, và ghi lại giá trị pH sau khi kết quả đo ổn định.
Thời gian đăng bài: 26 tháng 10 năm 2023
