39.Усны хүчиллэг ба шүлтлэг гэж юу вэ?
Усны хүчиллэг гэдэг нь усанд агуулагдах хүчтэй суурийг саармагжуулж чадах бодисын хэмжээг хэлнэ.Хүчиллэг үүсгэдэг гурван төрлийн бодис байдаг: H+ -ийг бүрэн задлах хүчтэй хүчлүүд (HCl, H2SO4 гэх мэт), сул хүчлүүд H+ (H2CO3, органик хүчил) -ийг хэсэгчлэн задалдаг хүчлүүд, хүчтэй хүчил ба сул суурьтай давс (жишээ нь). NH4Cl, FeSO4).Хүчтэй суурь уусмалаар титрлэх замаар хүчиллэгийг хэмждэг.Титрлэлтийн үед индикатор болгон метил жүржээр хэмжсэн хүчиллэгийг метил жүржийн хүчил гэж нэрлэдэг бөгөөд үүнд эхний төрлийн хүчтэй хүчил ба гурав дахь төрлийн хүчтэй хүчлийн давс үүссэн хүчиллэг;Индикаторын хувьд фенолфталеины хүчиллэгийг фенолфталеины хүчил гэж нэрлэдэг, Энэ нь дээрх гурван төрлийн хүчиллэг байдлын нийлбэр тул үүнийг нийт хүчиллэг гэж нэрлэдэг.Байгалийн ус нь ерөнхийдөө хүчтэй хүчиллэг агуулаагүй боловч усыг шүлтлэг болгодог карбонат, бикарбонат агуулдаг.Усанд хүчиллэг байвал энэ нь ихэвчлэн ус нь хүчилээр бохирдсон гэсэн үг юм.
Усны шүлтлэг чанар нь хүчиллэгээс ялгаатай нь хүчтэй хүчлийг саармагжуулж чадах усан дахь бодисын хэмжээг илэрхийлдэг.Шүлтлэг үүсгэдэг бодисуудад OH--ийг бүрэн салгах чадвартай хүчтэй суурь (NaOH, KOH гэх мэт), OH--ийг хэсэгчлэн задалдаг сул суурь (NH3, C6H5NH2 гэх мэт), хүчтэй суурь ба сул хүчлүүдээс тогтсон давс (Na2CO3, K3PO4, Na2S) болон бусад гурван ангилал.Хүчтэй хүчлийн уусмалаар титрлэх замаар шүлтлэг чанарыг хэмждэг.Титрлэлтийн үед метил жүржийг индикатор болгон хэмжсэн шүлтлэг нь дээрх гурван төрлийн шүлтийн нийлбэр бөгөөд үүнийг нийт шүлтлэг буюу метил жүржийн шүлтлэг гэж нэрлэдэг;Индикатор болгон фенолфталеиныг ашиглан хэмжсэн шүлтлэгийг фенолфталеины суурь гэж нэрлэдэг.Хүчтэй суурийн эхний төрлөөс үүссэн шүлтлэг, гурав дахь төрлийн хүчтэй шүлтлэг давснаас үүссэн шүлтлэг байдлын нэг хэсэг зэрэг.
Хүчиллэг ба шүлтлэгийг хэмжих аргад хүчил-суурь индикаторын титрлэлт ба потенциометрийн титрлэлт багтдаг бөгөөд эдгээрийг ерөнхийдөө CaCO3 болгон хувиргаж, мг/л-ээр хэмждэг.
40.Усны рН ямар байх вэ?
РН-ийн утга нь хэмжсэн усан уусмал дахь устөрөгчийн ионы идэвхжилийн сөрөг логарифм буюу pH=-lgαH+ юм.Энэ нь бохир ус цэвэрлэх үйл явцад хамгийн түгээмэл хэрэглэгддэг үзүүлэлтүүдийн нэг юм.25оС-ийн нөхцөлд рН-ийн утга 7 байх үед усан дахь устөрөгчийн ион ба гидроксидын ионуудын идэвхжил тэнцүү байх ба харгалзах концентраци нь 10-7моль/л байна.Энэ үед ус нь төвийг сахисан, рН-ийн утга > 7 нь ус шүлтлэг гэсэн үг юм., ба рН-ийн утга<7 means the water is acidic.
РН-ийн утга нь усны хүчиллэг, шүлтлэг байдлыг илэрхийлдэг боловч усны хүчиллэг, шүлтлэг чанарыг шууд зааж чадахгүй.Жишээлбэл, 0.1моль/л давсны хүчлийн уусмал ба 0.1моль/л цууны хүчлийн уусмалын хүчиллэг чанар нь мөн 100ммоль/л боловч рН-ийн утга нь огт өөр байна.0.1 моль/л давсны хүчлийн уусмалын рН-ийн утга 1, цууны хүчлийн 0.1 моль/л уусмалын рН-ийн утга 2.9 байна.
41. РН-ийн утгыг хэмжих ямар аргууд түгээмэл байдаг вэ?
Бодит үйлдвэрлэлд бохир ус цэвэрлэх байгууламжид орж буй бохир усны рН-ийн өөрчлөлтийг хурдан бөгөөд хялбар ойлгохын тулд хамгийн энгийн арга бол рН-ийн туршилтын цаасаар ойролцоогоор хэмжих явдал юм.Түдгэлзүүлсэн хольцгүй өнгөгүй бохир усны хувьд колориметрийн аргыг бас ашиглаж болно.Одоогийн байдлаар манай улсын усны чанарын рН-ийн утгыг хэмжих стандарт арга бол потенциометрийн арга юм (GB 6920–86 шилэн электродын арга).Энэ нь ихэвчлэн өнгө, булингар, коллоид бодис, исэлдүүлэгч бодис, бууруулагч бодисуудад нөлөөлдөггүй.Мөн цэвэр усны рН-ийг хэмжиж чаддаг.Энэ нь мөн янз бүрийн хэмжээгээр бохирдсон үйлдвэрийн бохир усны рН-ийн утгыг хэмжих боломжтой.Энэ нь мөн ихэнх бохир ус цэвэрлэх байгууламжид рН-ийн утгыг хэмжих өргөн хэрэглэгддэг арга юм.
РН-ийн утгыг потенциометрээр хэмжих зарчим нь мэдэгдэж буй потенциалтай шилэн электрод ба лавлах электродын хоорондох потенциалын зөрүүг хэмжих замаар заагч электродын потенциалыг, өөрөөр хэлбэл рН-ийн утгыг олж авах явдал юм.Лавлагаа электрод нь ихэвчлэн каломель электрод эсвэл Ag-AgCl электродыг ашигладаг бөгөөд каломель электрод нь хамгийн түгээмэл хэрэглэгддэг.РН потенциометрийн цөм нь тогтмол гүйдлийн өсгөгч бөгөөд электродын үүсгэсэн потенциалыг өсгөж, тоолуурын толгой дээр тоо эсвэл заагч хэлбэрээр харуулдаг.Потенциометр нь ихэвчлэн электродуудад температурын нөлөөллийг засахын тулд температурын нөхөн олговрын төхөөрөмжөөр тоноглогдсон байдаг.
Бохир ус цэвэрлэх байгууламжид ашигладаг онлайн рН тоолуурын ажиллах зарчим нь потенциометрийн арга бөгөөд ашиглах урьдчилан сэргийлэх арга хэмжээ нь лабораторийн рН тоолуурынхтай үндсэндээ ижил байна.Гэсэн хэдий ч ашигласан электродууд нь бохир ус, агааржуулалтын сав болон их хэмжээний тос, бичил биетэн агуулсан бусад газруудад удаан хугацаанд дэвтээдэг тул рН хэмжигчийг электродыг автомат цэвэрлэх төхөөрөмжтэй байлгахыг шаарддаг. Мөн усны чанарын нөхцөл, ашиглалтын туршлагад үндэслэн цэвэрлэгээ хийх шаардлагатай.Ерөнхийдөө оролтын ус эсвэл агааржуулалтын саванд ашигладаг рН хэмжигчийг долоо хоногт нэг удаа гараар цэвэрлэдэг бол бохир усанд хэрэглэдэг рН хэмжигчийг сард нэг удаа гараар цэвэрлэж болно.Температур, ORP болон бусад зүйлсийг нэгэн зэрэг хэмжих боломжтой рН тоолуурын хувьд хэмжилтийн функцэд шаардлагатай ашиглалтын урьдчилан сэргийлэх арга хэмжээний дагуу тэдгээрийг засварлаж, засварлах ёстой.
42.РН-ийн утгыг хэмжихэд ямар арга хэмжээ авах вэ?
⑴Потенциометрийг хуурай, тоос нэвтэрдэггүй байлгаж, засвар үйлчилгээ хийх зорилгоор тогтмол асааж, усны дусал, тоос, тос, тос зэрэг орж ирэхээс сэргийлж электродын оролтын хар тугалгын хэсгийг цэвэр байлгах хэрэгтэй.Хувьсах гүйдлийн хүчийг ашиглахдаа газардуулга сайн байгаарай.Хуурай батерей ашигладаг зөөврийн потенциометр нь батерейг тогтмол сольж байх ёстой.Үүний зэрэгцээ потенциометрийг тогтмол тохируулж, тохируулга, засвар үйлчилгээ хийхдээ тэглэх шаардлагатай.Зөв алдааг зассаны дараа потенциометрийн тэг цэг болон шалгалт тохируулга, байрлал тогтоох зохицуулагчийг туршилтын явцад хүссэнээрээ эргүүлэх боломжгүй.
⑵Стандарт буфер уусмал бэлтгэх, электродыг угаахад ашигласан ус нь CO2 агуулаагүй, рН нь 6.7-7.3, дамжуулах чанар нь 2 мкс/см-ээс бага байх ёстой.Анион болон катион солилцооны давирхайгаар боловсруулсан ус нь буцалгаж, хөргөсний дараа энэ шаардлагыг хангаж чадна.Бэлтгэсэн стандарт буферийн уусмалыг битүүмжлэн хатуу шилэн саванд эсвэл полиэтилен саванд хийж, үйлчилгээний хугацааг уртасгахын тулд 4оС-ийн температурт хөргөгчинд хадгална.Хэрэв задгай агаарт эсвэл өрөөний температурт хадгалсан бол ашиглалтын хугацаа нь ерөнхийдөө 1 сараас хэтрэхгүй, ашигласан буферийг дахин ашиглахын тулд хадгалах саванд буцааж өгөх боломжгүй.
⑶ Албан ёсны хэмжилт хийхийн өмнө эхлээд багаж, электрод болон стандарт буфер хэвийн эсэхийг шалгана уу.Мөн рН хэмжигчийг тогтмол тохируулж байх ёстой.Ихэвчлэн шалгалт тохируулгын мөчлөг нь дөрөвний нэг эсвэл хагас жил байдаг бөгөөд шалгалт тохируулга хийхэд хоёр цэгийн шалгалт тохируулгын аргыг ашигладаг.Өөрөөр хэлбэл, турших дээжийн рН-ийн утгын хязгаарын дагуу түүнд ойрхон байгаа хоёр стандарт буфер уусмалыг сонгоно.Ерөнхийдөө хоёр буфер уусмалын хоорондох рН утгын зөрүү нь дор хаяж 2-оос их байх ёстой. Эхний уусмалаар байрлуулсны дараа хоёр дахь уусмалыг дахин туршина.Потенциометрийн дэлгэцийн үр дүн ба хоёр дахь стандарт буфер уусмалын стандарт рН-ийн хоорондох ялгаа нь 0.1 рН нэгжээс ихгүй байх ёстой.Хэрэв алдаа нь рН нэгжийн 0.1-ээс их байвал туршилтын гурав дахь стандарт буфер уусмалыг хэрэглэнэ.Хэрэв энэ үед алдаа нь 0.1 рН нэгжээс бага байвал хоёр дахь буфер шийдэлтэй холбоотой асуудал гарсан байх магадлалтай.Хэрэв алдаа 0.1 рН нэгжээс их байвал электрод ямар нэг алдаа байгаа бөгөөд электродыг боловсруулах эсвэл шинээр солих шаардлагатай.
⑷Стандарт буфер эсвэл дээжийг солихдоо электродыг нэрмэл усаар бүрэн зайлж, электродтой холбосон усыг шүүлтүүрийн цаасаар шингээж, дараа нь харилцан нөлөөллийг арилгахын тулд хэмжих уусмалаар зайлж угаана.Энэ нь сул буфер ашиглахад чухал ач холбогдолтой.Энэ нь шийдлийг ашиглахад онцгой ач холбогдолтой юм.РН-ийн утгыг хэмжихдээ уусмалыг жигд болгож, цахилгаан химийн тэнцвэрт байдалд хүрэхийн тулд усан уусмалыг зохих ёсоор хутгана.Уншихдаа уншилтыг тогтвортой байлгахын тулд хутгахыг зогсоож, хэсэг хугацаанд зогсох хэрэгтэй.
⑸ Хэмжилт хийхдээ эхлээд хоёр электродыг усаар сайтар зайлж, дараа нь усны дээжээр зайлж, дараа нь усны дээжийг агуулсан жижиг шилэн аяганд электродуудыг дүрж, усны дээжийг жигд болгохын тулд стаканыг гараараа сайтар сэгсэрч, усны дээжийг нэг төрлийн болгохын тулд электродыг хэмжинэ. Уншсаны дараа рН-ийн утга тогтвортой байна.
Шуудангийн цаг: 2023 оны 10-р сарын 26
