Valore pH

Il valore pH è il logaritmo negativo dell'attività ionica di idrogeno in una soluzione, cioè:

Quando la concentrazione di H+in acqua è bassa, il valore del pH può essere calcolato utilizzando la concentrazione di H+invece di attività.

Il valore PH è uno degli indicatori di qualità dell'acqua più comunemente utilizzati. Il valore pH dell'acqua potabile generale deve essere compreso tra 6,5 e 8,5; Il valore pH dell'acqua superficiale è per lo più compreso nell'intervallo 6,5-8,5; Il valore pH di alcune acque industriali deve essere mantenuto tra 7,0 e 8,5 per garantire il normale funzionamento delle condotte e delle apparecchiature; Nel trattamento biochimico delle acque reflue, il valore del pH è anche uno degli indicatori importanti per valutare la tossicità delle sostanze tossiche. Inoltre, il valore del pH ha un impatto significativo sulla migrazione e sulla trasformazione degli inquinanti nei corpi idrici e quindi deve essere controllato.

Il valore PH è correlato e diverso dall'acidità e dall'alcalinità. Il valore pH indica la forza dell'acidità o alcalinità dell'acqua, mentre l'acidità o alcalinità si riferisce al contenuto di sostanze acide o alcaline nell'acqua. Una soluzione con la stessa acidità, come l'acido cloridrico 0.1mol e l'acido acetico 0.1mol, hanno entrambi un'acidità di 100mmol/L, ma i loro valori di pH sono significativamente diversi. L'acido cloridrico è un acido forte, ionizzato quasi al 100% in acqua, con un pH di 1; L'acido acetico è un acido debole con un grado di ionizzazione di solo 1,3% in acqua e un pH di 2,9.

I metodi principali per determinare il valore di pH dell'acqua sono il metodo dell'elettrodo di vetro (GB6920-86) e il metodo colorimetrico.

1. Metodo colorimetrico

Le soluzioni acquose a pH differenti mostrano colori diversi in vari indicatori acido-base e ogni indicatore ha una certa gamma di cambiamenti di colore. Aggiungere indicatori appropriati a una soluzione tampone standard con un valore di pH noto per preparare una colonna di colore standard e confrontarla con la soluzione di prova per determinare il valore di pH del campione d'acqua.

Questo metodo non è applicabile a campioni d'acqua colorati, torbidi o contenenti alti livelli di cloro libero, ossidanti e agenti riducenti. Se il valore del pH del campione d'acqua viene misurato approssimativamente, è possibile utilizzare strisce di prova del pH.

2. Metodo elettrodo di vetro

Utilizzando un elettrodo di vetro pH come elettrodo indicatore e un elettrodo di calomel saturo come elettrodo di riferimento, e combinando entrambi con la soluzione misurata per formare una cella primaria, la forza elettromotrice è:

Nella formula: calomel - il potenziale elettrodo di un elettrodo di calomel saturo, che non varia con l'attività degli ioni idrogeno (aH+) nella soluzione misurata, può essere considerato un valore costante;

Vetro - Il potenziale elettrodo dell'elettrodo di vetro pH varia con l'attività degli ioni idrogeno nella soluzione misurata. Il vetro può essere espresso usando l'equazione di Nernst, quindi l'equazione di cui sopra è espressa come (a 25 ℃):

Batteria E=calomel - (0+0.0591gaH+)=K+0.059pH

Si può vedere che finché la batteria E viene misurata, il pH della soluzione testata può essere determinato. Nelle misurazioni pratiche, è difficile ottenere con precisione il valore K, quindi non vengono utilizzati metodi di calcolo. Invece, una soluzione con un valore di pH noto viene utilizzata come standard per la calibrazione e il pH della soluzione misurata viene misurato direttamente utilizzando un pH metro.

La resistenza interna degli elettrodi di vetro pH è generalmente alta da decine a centinaia di megaohm, quindi i misuratori di pH che corrispondono ad esso sono misuratori di transistor di ingresso ad alta impedenza millivolt o misuratori elettronici di differenza di potenziale. Per correggere l'influenza della temperatura sulla misurazione del pH, i misuratori di pH sono dotati di dispositivi di compensazione della temperatura. Per semplificare il funzionamento, facilitare l'uso e essere adatti per l'uso in loco, gli elettrodi pH compositi sono stati ampiamente utilizzati per realizzare vari misuratori di pH tascabili e a penna. Attualmente, i misuratori di pH avanzati in patria e all'estero possono misurare valori di pH che vanno da -2,00 a +19,00, e alcuni possono anche misurare valori di pH con un intervallo da -9,00 a +23,00, con una precisione di misura di 0,01.

Il metodo di misura dell'elettrodo di vetro è accurato, veloce e minimamente influenzato da fattori quali l'acquerello, la torbidità, le sostanze colloidali, gli ossidanti, gli agenti riducenti e la salinità.