ძირითადი პუნქტები წყლის ხარისხის ტესტირების ოპერაციებისთვის კანალიზაციის გამწმენდ ნაგებობებში, ნაწილი მეშვიდე

39.რა არის წყლის მჟავიანობა და ტუტე?
წყლის მჟავიანობა გულისხმობს წყალში შემავალი ნივთიერებების რაოდენობას, რომლებსაც შეუძლიათ ძლიერი ფუძეების განეიტრალება. არსებობს სამი სახის ნივთიერებები, რომლებიც ქმნიან მჟავიანობას: ძლიერ მჟავებს, რომლებსაც შეუძლიათ H+-ის სრული დისოცირება (როგორიცაა HCl, H2SO4), სუსტი მჟავები, რომლებიც ნაწილობრივ ანაწილებენ H+ (H2CO3, ორგანული მჟავები) და მარილები, რომლებიც შედგება ძლიერი მჟავებისა და სუსტი ფუძეებისგან (როგორიცაა მაგ. NH4Cl, FeSO4). მჟავიანობა იზომება ძლიერი ფუძის ხსნარით ტიტრირებით. მეთილის ფორთოხლით გაზომილ მჟავიანობას, როგორც ინდიკატორს ტიტრირების დროს, ეწოდება მეთილის ფორთოხლის მჟავიანობა, მათ შორის პირველი ტიპის ძლიერი მჟავას და მესამე ტიპის ძლიერი მჟავა მარილის მიერ წარმოქმნილი მჟავიანობა; ფენოლფთალეინით გაზომილ მჟავიანობას, როგორც ინდიკატორს, ეწოდება ფენოლფთალეინის მჟავიანობა, ეს არის ზემოაღნიშნული სამი ტიპის მჟავიანობის ჯამი, ამიტომ მას ასევე უწოდებენ მთლიან მჟავიანობას. ბუნებრივი წყალი ზოგადად არ შეიცავს ძლიერ მჟავიანობას, მაგრამ შეიცავს კარბონატებს და ბიკარბონატებს, რომლებიც წყალს ტუტეს ხდის. როდესაც წყალში მჟავიანობაა, ეს ხშირად ნიშნავს, რომ წყალი დაბინძურებულია მჟავით.
მჟავიანობისგან განსხვავებით, წყლის ტუტე ეხება წყალში არსებული ნივთიერებების რაოდენობას, რომლებსაც შეუძლიათ ძლიერი მჟავების განეიტრალება. ნივთიერებები, რომლებიც ქმნიან ტუტეს მოიცავს ძლიერ ფუძეებს (როგორიცაა NaOH, KOH), რომლებსაც შეუძლიათ მთლიანად OH- დისოციაცია, სუსტი ფუძეები, რომლებიც ნაწილობრივ ანაწილებენ OH- (როგორიცაა NH3, C6H5NH2) და მარილები, რომლებიც შედგება ძლიერი ფუძეებისა და სუსტი მჟავებისგან (როგორიცაა Na2CO3, K3PO4, Na2S) და სხვა სამი კატეგორია. ტუტეობა იზომება ძლიერი მჟავას ხსნარით ტიტრირებით. მეთილის ფორთოხლის, როგორც ინდიკატორის გამოყენებით ტიტრირების დროს გაზომილი ტუტე არის ზემოაღნიშნული სამი ტიპის ტუტე ჯამი, რომელსაც ეწოდება მთლიანი ტუტე ან მეთილის ფორთოხლის ტუტე; ტუტეს, რომელიც იზომება ფენოლფთალეინის, როგორც ინდიკატორის გამოყენებით, ეწოდება ფენოლფთალეინის ბაზა. ხარისხი, მათ შორის ტუტე, რომელიც წარმოიქმნება პირველი ტიპის ძლიერი ფუძით და ტუტეობის ნაწილი, რომელიც წარმოიქმნება მესამე ტიპის ძლიერი ტუტე მარილით.
მჟავიანობისა და ტუტეობის საზომი მეთოდები მოიცავს მჟავა-ტუტოვანი ინდიკატორის ტიტრირებას და პოტენციომეტრულ ტიტრირებას, რომლებიც, როგორც წესი, გარდაიქმნება CaCO3-ად და იზომება მგ/ლ-ში.
40.რა არის წყლის pH მნიშვნელობა?
pH მნიშვნელობა არის წყალბადის იონის აქტივობის უარყოფითი ლოგარითმი გაზომილ წყალხსნარში, ანუ pH=-lgαH+. ეს არის ერთ-ერთი ყველაზე ხშირად გამოყენებული მაჩვენებელი კანალიზაციის გაწმენდის პროცესში. 25oC პირობებში, როდესაც pH მნიშვნელობა 7-ია, წყალბადის იონების და ჰიდროქსიდის იონების აქტივობა წყალში თანაბარია და შესაბამისი კონცენტრაციაა 10-7მოლ/ლ. ამ დროს წყალი ნეიტრალურია, ხოლო pH > 7 ნიშნავს, რომ წყალი ტუტეა. და pH მნიშვნელობა<7 means the water is acidic.
pH მნიშვნელობა ასახავს წყლის მჟავიანობას და ტუტეს, მაგრამ ის პირდაპირ ვერ მიუთითებს წყლის მჟავიანობასა და ტუტეზე. მაგალითად, 0,1მოლ/ლ მარილმჟავას ხსნარის და 0,1მოლ/ლ ძმარმჟავას ხსნარის მჟავიანობა ასევე არის 100მმოლ/ლ, მაგრამ მათი pH მნიშვნელობები საკმაოდ განსხვავებულია. 0,1 მოლ/ლ მარილმჟავას ხსნარის pH მნიშვნელობა არის 1, ხოლო 0,1 მოლ/ლ ძმარმჟავას ხსნარის pH მნიშვნელობა არის 2,9.
41. რა არის ჩვეულებრივ გამოყენებული pH მნიშვნელობის გაზომვის მეთოდები?
რეალურ წარმოებაში, იმისათვის, რომ სწრაფად და მარტივად გავიგოთ ჩამდინარე წყლების pH მნიშვნელობის ცვლილებები ჩამდინარე წყლების გამწმენდ ნაგებობაში, უმარტივესი მეთოდია მისი უხეშად გაზომვა pH ტესტის ქაღალდით. უფერო ჩამდინარე წყლებისთვის შეჩერებული მინარევების გარეშე, ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას კოლორიმეტრული მეთოდები. ამჟამად, ჩემი ქვეყნის სტანდარტული მეთოდი წყლის ხარისხის pH მნიშვნელობის გასაზომად არის პოტენციომეტრიული მეთოდი (GB 6920–86 მინის ელექტროდის მეთოდი). მასზე, როგორც წესი, არ მოქმედებს ფერი, სიმღვრივე, კოლოიდური ნივთიერებები, ოქსიდანტები და შემცირების აგენტები. მას ასევე შეუძლია გაზომოს სუფთა წყლის pH. მას ასევე შეუძლია გაზომოს სხვადასხვა ხარისხით დაბინძურებული სამრეწველო ჩამდინარე წყლების pH მნიშვნელობა. ეს არის ასევე ფართოდ გამოყენებული მეთოდი pH-ის მნიშვნელობის გასაზომად ჩამდინარე წყლების გამწმენდ ნაგებობებში.
pH მნიშვნელობის პოტენციომეტრიული გაზომვის პრინციპია საჩვენებელი ელექტროდის, ანუ pH მნიშვნელობის პოტენციალის მიღება შუშის ელექტროდსა და ცნობილი პოტენციალის მქონე საცნობარო ელექტროდს შორის პოტენციური სხვაობის გაზომვით. საცნობარო ელექტროდი ზოგადად იყენებს კალომელის ელექტროდს ან Ag-AgCl ელექტროდს, ყველაზე ხშირად გამოყენებული კალომელის ელექტროდი. pH პოტენციომეტრის ბირთვი არის DC გამაძლიერებელი, რომელიც აძლიერებს ელექტროდის მიერ გამომუშავებულ პოტენციალს და აჩვენებს მას მრიცხველის თავზე რიცხვების ან მაჩვენებლების სახით. პოტენციომეტრები ჩვეულებრივ აღჭურვილია ტემპერატურის კომპენსაციის მოწყობილობით ელექტროდებზე ტემპერატურის ზემოქმედების გამოსასწორებლად.
ჩამდინარე წყლების გამწმენდ ნაგებობებში გამოყენებული ონლაინ pH მრიცხველის მუშაობის პრინციპი არის პოტენციომეტრიული მეთოდი და გამოყენების სიფრთხილის ზომები ძირითადად იგივეა, რაც ლაბორატორიული pH მრიცხველების. თუმცა, იმის გამო, რომ გამოყენებული ელექტროდები განუწყვეტლივ არის გაჟღენთილი ჩამდინარე წყლების ან აერაციის ავზებში და სხვა ადგილებში, რომლებიც შეიცავს დიდი რაოდენობით ზეთს ან მიკროორგანიზმებს, გარდა იმისა, რომ საჭიროა pH მრიცხველის აღჭურვა ელექტროდების ავტომატური საწმენდი მოწყობილობით, სახელმძღვანელო. დასუფთავება ასევე საჭიროა წყლის ხარისხის პირობებისა და ექსპლუატაციის გამოცდილებიდან გამომდინარე. ჩვეულებრივ, შემავალი წყალში ან აერაციის ავზში გამოყენებული pH მრიცხველი ხელით იწმინდება კვირაში ერთხელ, ხოლო pH მრიცხველი, რომელიც გამოიყენება ჩამდინარე წყალში, შეიძლება ხელით გაიწმინდოს თვეში ერთხელ. pH მრიცხველებისთვის, რომლებსაც შეუძლიათ ერთდროულად გაზომონ ტემპერატურა და ORP და სხვა ელემენტები, ისინი უნდა შენარჩუნდეს და შენარჩუნდეს გაზომვის ფუნქციისთვის საჭირო გამოყენების სიფრთხილის ზომების შესაბამისად.
42. რა არის სიფრთხილის ზომები pH მნიშვნელობის გასაზომად?
⑴ პოტენციომეტრი უნდა იყოს მშრალი და მტვერი, რეგულარულად ჩართული იყოს მოვლისთვის, ხოლო ელექტროდის შემავალი ტყვიის დამაკავშირებელი ნაწილი სუფთა უნდა იყოს, რათა თავიდან აიცილოს წყლის წვეთები, მტვერი, ზეთი და ა.შ. უზრუნველყოს კარგი დამიწება AC დენის გამოყენებისას. პორტატული პოტენომეტრები, რომლებიც იყენებენ მშრალ ბატარეებს, რეგულარულად უნდა შეცვალონ ბატარეები. ამავდროულად, პოტენციომეტრი რეგულარულად უნდა იყოს დაკალიბრებული და ნულოვანი კალიბრაციისა და შენარჩუნებისთვის. სწორად გამართვის შემდეგ, პოტენციომეტრის ნულოვანი წერტილი და კალიბრაციისა და პოზიციონირების რეგულატორების სურვილისამებრ ვერ შემოტრიალდება ტესტის დროს.
⑵ წყალი, რომელიც გამოიყენება სტანდარტული ბუფერული ხსნარის მოსამზადებლად და ელექტროდის გასარეცხად, არ უნდა შეიცავდეს CO2-ს, ჰქონდეს pH მნიშვნელობა 6,7-დან 7,3-მდე და გამტარობა 2 μs/სმ-ზე ნაკლები. ანიონური და კათიონგამცვლელი ფისით დამუშავებულ წყალს შეუძლია დააკმაყოფილოს ეს მოთხოვნა ადუღებისა და გაგრილების შემდეგ. მომზადებული სტანდარტული ბუფერული ხსნარი უნდა დაიხუროს და ინახებოდეს მყარ მინის ბოთლში ან პოლიეთილენის ბოთლში, შემდეგ კი ინახებოდეს მაცივარში 4oC-ზე, რათა გაგრძელდეს მომსახურების ვადა. თუ ინახება ღია ცის ქვეშ ან ოთახის ტემპერატურაზე, მომსახურების ვადა ჩვეულებრივ არ უნდა აღემატებოდეს 1 თვეს, გამოყენებული ბუფერი არ შეიძლება დაბრუნდეს შესანახ ბოთლში ხელახლა გამოსაყენებლად.
⑶ ოფიციალურ გაზომვამდე ჯერ შეამოწმეთ არის თუ არა ინსტრუმენტი, ელექტროდი და სტანდარტული ბუფერი ნორმალური. და pH მრიცხველი რეგულარულად უნდა იყოს დაკალიბრებული. როგორც წესი, კალიბრაციის ციკლი არის ერთი მეოთხედი ან ნახევარი წელი, ხოლო კალიბრაციისთვის გამოიყენება ორპუნქტიანი კალიბრაციის მეთოდი. ანუ შესამოწმებელი ნიმუშის pH მნიშვნელობის დიაპაზონის მიხედვით შეირჩევა მასთან ახლოს მყოფი ორი სტანდარტული ბუფერული ხსნარი. ზოგადად, pH მნიშვნელობის სხვაობა ორ ბუფერულ ხსნარს შორის უნდა იყოს მინიმუმ 2-ზე მეტი. პირველი ხსნარით განლაგების შემდეგ, ხელახლა შეამოწმეთ მეორე ხსნარი. სხვაობა პოტენციომეტრის ჩვენების შედეგსა და მეორე სტანდარტული ბუფერული ხსნარის სტანდარტულ pH მნიშვნელობას შორის არ უნდა იყოს 0,1 pH ერთეულზე მეტი. თუ შეცდომა 0,1 pH ერთეულზე მეტია, ტესტირებისთვის გამოყენებული უნდა იყოს მესამე სტანდარტული ბუფერული ხსნარი. თუ შეცდომა ამ დროს 0,1 pH ერთეულზე ნაკლებია, დიდი ალბათობით პრობლემაა მეორე ბუფერულ ხსნართან დაკავშირებით. თუ შეცდომა ჯერ კიდევ 0,1 pH ერთეულზე მეტია, ელექტროდს რაღაც პრობლემა აქვს და საჭიროა ელექტროდის დამუშავება ან ახლით შეცვლა.
⑷ სტანდარტული ბუფერის ან ნიმუშის შეცვლისას, ელექტროდი სრულად უნდა გაირეცხოს გამოხდილი წყლით, ხოლო ელექტროდზე მიმაგრებული წყალი უნდა შეიწოვოს ფილტრის ქაღალდით, შემდეგ კი გაირეცხოს გასაზომი ხსნარით ურთიერთგავლენის აღმოსაფხვრელად. ეს მნიშვნელოვანია სუსტი ბუფერების გამოყენებისთვის. ეს განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია ხსნარების გამოყენებისას. pH მნიშვნელობის გაზომვისას, წყალხსნარი სათანადოდ უნდა აურიოთ, რათა ხსნარი ერთგვაროვანი გახდეს და მიაღწიოს ელექტროქიმიურ წონასწორობას. კითხვისას შერევა უნდა შეწყდეს და ცოტა ხნით გაჩერდეს, რათა კითხვა სტაბილური იყოს.
⑸ გაზომვისას ჯერ კარგად ჩამოიბანეთ ორი ელექტროდი წყლით, შემდეგ ჩამოიბანეთ წყლის ნიმუშით, შემდეგ ჩაყარეთ ელექტროდები პატარა ჭიქაში, რომელშიც არის წყლის ნიმუში, ფრთხილად შეანჯღრიეთ ჭიქა ხელებით, რომ წყლის ნიმუში ერთგვაროვანი გახდეს და ჩაწერეთ pH მნიშვნელობა წაკითხვის შემდეგ სტაბილურია.