Cos'è PH?
Il pH è il logaritmo negativo della concentrazione di ioni idrogeno (H+) in una soluzione e viene utilizzato per quantificare l'acidità o l'alcalinità di una soluzione.
Cos'è l'alcalinità?
L'alcalinità si riferisce alla quantità di sostanze alcaline in una soluzione. In particolare, si riferisce alla concentrazione di ioni idrossido (OH-) o alla quantità totale di altre sostanze che possono accettare ioni idrogeno (H+).
L'alcalinità, che può essere espressa come alcalinità di fenolftaleina o alcalinità caustica, è un indicatore importante della capacità di tampone dell'acqua e della solubilità e della tossicità dei metalli.
La relazione tra pH e alcalinità
Alcalinità e pH non sono lo stesso concetto e hanno significati pratici diversi. L'alcalinità descrive la capacità di tampone o la capacità dell'acqua di resistere ai cambiamenti del pH, mentre il pH riflette direttamente l'acidità o l'alcalinità. Le soluzioni con alta alcalinità hanno in genere valori di pH più alti, indicando una soluzione più alcalina. Al contrario, le soluzioni con bassa alcalinità hanno valori di pH più bassi e sono più acide. Non esiste una chiara corrispondenza numerica tra alcalinità e pH. Tuttavia, in pratica, l'alcalinità più elevata corrisponde a pH più elevato e l'alcalinità inferiore corrisponde al pH inferiore. Un alcalinità più elevato aiuta a tamponare il pH di una soluzione, mentre l'alcalinità inferiore riduce la sua capacità di tampone.
Quale scala pH rappresenta acidità, alcalinità e neutralità?
A temperatura standard (25 gradi) e pressione, una soluzione acquosa con un pH di 7 (ad es. Acqua pura) è neutra. Questo perché il prodotto delle concentrazioni di ioni idrogeno e idrossido (la costante del prodotto ionico dell'acqua) naturalmente ionizzato a temperatura e pressione standard è sempre 1 × 10⁻¹⁴ e le concentrazioni di entrambi gli ioni sono 1 × 10⁻⁷mol/L.
Un pH basso indica che la concentrazione di ioni idrogeno è maggiore di quella degli ioni idrossido, rendendo la soluzione più acida. Un pH elevato indica che la concentrazione di ioni idrogeno è inferiore a quella degli ioni idrossido, rendendo la soluzione più alcalina.
Più basso è il valore del pH, più acida è la soluzione; Maggiore è il valore del pH, più alcalina è la soluzione.
Un valore di pH di 7 indica la neutralità;
Un valore di pH inferiore a 7 indica una soluzione acida; Più basso è il numero, più acido;
Un valore di pH superiore a 7 indica una soluzione alcalina; Maggiore è il numero, più alcalino.
Come viene misurato il pH?
1. Utilizzo di un indicatore di pH
Aggiungi un indicatore di pH alla soluzione da testare. Diversi indicatori cambiano colore a seconda del pH. La ricerca sugli indicatori può aiutare a determinare l'intervallo di pH. Durante la titolazione, possono essere usati come standard di pH precisi.
2. Utilizzo della carta di prova PH
La carta di prova PH è disponibile in formati sia ampi che di precisione. Immergi un'asta di vetro nella soluzione di prova e confronta la modifica del colore con un grafico colorimetrico standard per determinare il pH della soluzione.
La carta di prova del pH non può indicare il pH degli oli perché misura il pH della soluzione usando ioni idrogeno, che sono assenti negli oli. Pertanto, la carta del test pH non può indicare il pH degli oli . 3. usando un pH meter
Un pHmetro è uno strumento utilizzato per misurare il pH di una soluzione. Utilizza un elettrodo selettivo pH (come un elettrodo di vetro) per determinare il pH di una soluzione. Un metro pH può misurare il pH a due punti decimali.
In che modo il pH influisce sul trattamento delle acque reflue?
1. L'effetto del pH sulla nitrificazione
I batteri nitrificanti sono molto sensibili al pH. La loro attività biologica è più forte in condizioni di pH neutra o leggermente alcaline e il processo di nitrificazione è rapido.
Quando il pH è maggiore di 9,6 o meno di 6,0, l'attività biologica dei batteri nitrificanti viene inibita e tende a cessare.
2. L'effetto del pH sui fanghi
Un valore di pH al di sotto di 5 o sopra 10 può causare uno shock al sistema, con conseguente assestamento dei fanghi lenti, surnatante torbido e persino fod di fanghi galleggianti.
3. L'effetto del pH sulla coagulazione
Diversi coagulanti hanno requisiti di pH diversi per l'acqua. Pertanto, durante il trattamento con coagulazione, il pH dell'acqua dopo l'aggiunta del coagulante deve essere strettamente controllato. Immagine
4. L'effetto del pH sull'uso degli agenti di rimozione del fosforo
Gli agenti di rimozione del fosforo possono essere intesi come flocculanti polimerici inorganici compositi. Possono neutralizzare rapidamente la carica negativa sulla superficie delle particelle colloidali in acqua mentre agiscono anche come ponti, adsorbimento e intrappolamento di ioni. I floc risultanti hanno un gravità specifico elevato, si depositano rapidamente e sono efficaci nella rimozione del fosforo.
L'uso di agenti di rimozione del fosforo richiede un pH maggiore di 7. In ambienti alcalini, possono utilizzare pienamente l'effetto di ponte idrossilico, accelerando la flocculazione e la sedimentazione, rimuovendo così il fosforo. Al contrario, un pH inferiore a 7 (ambienti acidi) altera la flocculazione e riduce la rimozione del fosforo.
5. L'effetto del pH sull'uso di spazzini per metalli pesanti
Scavengers di metalli pesanti chelato ioni di metalli pesanti attraverso più gruppi chelanti, creando una struttura idrofobica che li precipita. Allo stesso tempo, la flocculazione e gli effetti di intrappolamento della struttura polimerica aumentano significativamente il tasso di precipitazione e il tasso di rimozione.
L'uso di spazzini per metalli pesanti richiede un pH maggiore di 9. In ambienti alcalini, la flocculazione e la sedimentazione sono efficaci. Se la concentrazione di metalli pesanti è molto elevata, è richiesto un pH più elevato.
Ad esempio, se la concentrazione di ioni di rame è di circa 220 mg/L, l'aggiunta di una grande quantità di calce per aumentare il pH farà precipitare gli ioni di rame come idrossido di rame, riducendo significativamente la concentrazione di ioni di rame e facilitando la rimozione di spazzini per metalli pesanti. Al contrario, in un ambiente acido, esistono metalli pesanti come ioni, impedendo la precipitazione degli idrossidi e la formazione di chelati di metalli pesanti.