Όπως όλοι θυμόμαστε από το μάθημα της σχολικής χημείας, το pH είναι μια μονάδα δραστηριότητας ιόντων υδρογόνου, ίση με τον αμοιβαίο λογάριθμο της δραστηριότητας ιόντων υδρογόνου. Έτσι, το νερό με pH 7 έχει 10-7 moles ανά λίτρο ιόντων υδρογόνου και το νερό με pH 6 έχει 10-6 κρεατοελιές ανά λίτρο. Η κλίμακα pH μπορεί να κυμαίνεται από 0 έως 14.
Γενικά, το νερό με pH μικρότερο από 7 θεωρείται όξινο, ενώ το νερό με pH μεγαλύτερο από 7 θεωρείται αλκαλικό. Το κανονικό εύρος pH για συστήματα επιφανειακών υδάτων είναι 6,5 έως 8,5 και για υπόγεια συστήματα είναι 6 έως 8,5.
Η τιμή pH του νερού (H20) είναι 7 στους 25°C, αλλά κατά την επαφή με το διοξείδιο του άνθρακα στην ατμόσφαιρα, αυτή η ισορροπία μετατοπίζεται σε pH περίπου 5.2 - Λόγω της στενής σχέσης του pH με τα ατμοσφαιρικά αέρια και τη θερμοκρασία, συνιστάται ιδιαίτερα η δοκιμή του νερού το συντομότερο δυνατό. Εξάλλου, το pH του νερού δεν αποτελεί μέτρο της σταθερότητας μιας όξινης ή αλκαλικής αντίδρασης και δεν δίνει πλήρη εικόνα των χαρακτηριστικών ή του λόγου περιορισμού της παροχής νερού.
Μαλακό νερό
Γενικά, νερό με χαμηλό pH (λιγότερο από 6,5)είναι όξινο, μαλακό και διαβρωτικό. Έτσι, ιόντα μετάλλων όπως ο σίδηρος, το μαγγάνιο, ο χαλκός, ο μόλυβδος και ο ψευδάργυρος από τον υδροφόρο ορίζοντα, τις υδραυλικές εγκαταστάσεις και τους αγωγούς μπορούν να διεισδύσουν στο νερό. Επομένως, το νερό με χαμηλό pH μπορεί:
- περιέχουν αυξημένα επίπεδα τοξικών μετάλλων,
- οδηγεί σε πρόωρη ζημιά σε μεταλλικούς σωλήνες;
- έχουν μεταλλική ή ξινή γεύση;
- λινά βαφής;
- έχουν ένα χαρακτηριστικό "γαλαζοπράσινο" χρώμα των νεροχυτών και των αποχετεύσεων.
Ο κύριος τρόπος για να λύσετε το πρόβλημα του νερού με χαμηλό pH είναι να χρησιμοποιήσετε έναν εξουδετερωτή. Τροφοδοτεί το διάλυμα στο νερό για να αποτρέψει την αντίδραση του νερού με τις οικιακές υδραυλικές εγκαταστάσεις ή την ηλεκτρολυτική διάβρωση. Ένας τυπικός εξουδετερωτής είναι η χημική ανθρακική σόδα. Η εξουδετέρωση με αυτόν τον παράγοντα αυξάνει την περιεκτικότητα του νερού σε νάτριο.
Σκληρό νερό
Το νερό με pH πάνω από 8,5 είναι σκληρό. Δεν θέτει σε κίνδυνο την υγεία, αλλά μπορεί να προκαλέσει αισθητικά προβλήματα. Αυτά τα ζητήματα περιλαμβάνουν:
- Σχηματισμός "κάθαρσης" ή ιζήματος σε αγωγούς και εξαρτήματα.
- Αλκαλική γεύση στο νερό που μπορεί να κάνει τη γεύση του καφέ πικρή.
- Υπολογισμός σε πιάτα, πλυντήριο ρούχων, πισίνες.
- Δυσκολία στη λήψη αφρού από σαπούνια και απορρυπαντικά και σχηματισμός αδιάλυτων υπολειμμάτων στα ρούχα κ.λπ.
- Μείωση της απόδοσης των ηλεκτρικών θερμοσιφώνων.
Τυπικά, αυτά τα προβλήματα παρουσιάζονται όταν η σκληρότητα ποικίλλει εντός100 έως 200 χιλιοστόγραμμα CaCO3/L, που ισοδυναμεί με 12 γραμμάρια ανά γαλόνι. Το νερό μπορεί να μαλακώσει με τη χρήση ανταλλαγής ιόντων ή με την προσθήκη τέφρας, ασβέστη και σόδας, αλλά και οι δύο διαδικασίες αυξάνουν την περιεκτικότητα του νερού σε νάτριο.
PH πόσιμο νερό
Απαιτείται προσεκτική προσοχή στον έλεγχο του pH σε όλα τα στάδια της επεξεργασίας του νερού για να διασφαλιστεί η ικανοποιητική ποιότητα του νερού και η απολύμανση. Αν και το pH του νερού δεν έχει συνήθως άμεσο αντίκτυπο στους καταναλωτές, είναι μια από τις πιο σημαντικές παραμέτρους απόδοσης για την ποιότητα του νερού. Για αποτελεσματική απολύμανση με χλώριο, το pH θα πρέπει κατά προτίμηση να είναι μικρότερο από 8. Το pH του νερού που εισέρχεται στο σύστημα διανομής πρέπει να ελέγχεται για να ελαχιστοποιείται η διάβρωση του σωλήνα. Εάν δεν το κάνετε αυτό, μπορεί να οδηγήσει σε μόλυνση του πόσιμου νερού και δυσμενείς επιπτώσεις στη γεύση, την οσμή και την εμφάνιση.
Η βέλτιστη τιμή pH θα ποικίλλει για διαφορετικά υλικά ανάλογα με τη σύνθεση του νερού και τη φύση των δομικών υλικών που χρησιμοποιούνται στο σύστημα διανομής, αλλά τις περισσότερες φορές κυμαίνεται μεταξύ 6,5-9,5. Ακραίες τιμές pH μπορεί να είναι αποτέλεσμα τυχαίων διαρροών, βλαβών σε μονάδες επεξεργασίας λυμάτων.
Το ιδανικό επίπεδο pH του ιονισμένου νερού για μακροχρόνια ανθρώπινη κατανάλωση είναι μεταξύ 8,5 και 9,5 (και δεν υπερβαίνει ποτέ το 10,0) με ιδανικό ORP περίπου 200mV-300mV (και ποτέ πάνω από 400mV).
PH νερού πισίνας
Όπως ήδηΌπως αναφέρθηκε παραπάνω, το pH είναι ένα σημαντικό χαρακτηριστικό όχι μόνο για το πόσιμο νερό, αλλά και για τις πισίνες, καθώς η χλωρίωση εξακολουθεί να χρησιμοποιείται κυρίως για την απολύμανση του νερού και όταν χρησιμοποιείται χλώριο, η αποτελεσματικότητα της απολύμανσης εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από την αρχική τιμή pH του νερό.
Το χλώριο είναι ο κύριος απολυμαντικός παράγοντας για την πρόληψη μολύνσεων στις δημόσιες πισίνες, αλλά το χλώριο αντιδρά επίσης με την οργανική ύλη στο νερό για να σχηματίσει υποπροϊόντα απολύμανσης (DBPs): η οργανική ύλη είναι ένα παράγωγο χουμικών ουσιών που παράγονται από την αλληλεπίδραση νερού με ιδρώτα, ούρα, μαλλιά, κύτταρα δέρματος και προϊόντα προσωπικής περιποίησης που εισέρχονται στο νερό από τους κολυμβητές. Η περιεκτικότητα σε PPD μπορεί να μετρηθεί ως το άθροισμα όλων των αλογονωμένων ενώσεων. Ορισμένα DAA αυξάνουν τον κίνδυνο άσθματος, είναι καρκινογόνα ή ερεθίζουν τα μάτια και το δέρμα.
Χλώριο είναι η κοινή ονομασία για το χλωρικό οξύ, το οποίο σχηματίζει αέριο χλώριο όταν αντιδρά με το νερό. Διαλύοντας στο νερό, το οξύ σχηματίζει υποχλωριώδες άλας και έχει τιμή pKa 7,5.
Το χλωρικό οξύ είναι πολύ πιο αποτελεσματικό από το υποχλωριώδες άλας στο να σκοτώνει βακτήρια, κύστεις, σπόρια και ανενεργούς ιούς. Έτσι, εάν η τιμή του pH της πισίνας βρίσκεται στο χαμηλότερο άκρο του ρυθμιζόμενου εύρους, χρειάζεται να παραχθεί λιγότερο χλώριο για τον ίδιο βαθμό απολύμανσης και επομένως λιγότερο δυνητικά επικίνδυνα RCP σχηματίζονται στο νερό. Όπως δείχνουν πολλές μελέτες, το βέλτιστο επίπεδο pH του νερού της πισίνας κυμαίνεται μεταξύ 7,5 και 8,0.μόνο κατά 1-0,5 μονάδες (έως 7,0-6,5) το επίπεδο της PPD αυξάνεται σημαντικά, οι οποίες είναι επίσης γονιδιοτοξικές.
Μέθοδοι για τον προσδιορισμό του pH
Η κλίμακα pH είναι μια λογαριθμική κλίμακα, που σημαίνει ότι κάθε 1 μονάδα αύξηση ή μείωση αντιπροσωπεύει μια αλλαγή κατά 10. Για παράδειγμα, ένα διάλυμα pH 11 είναι 10 φορές πιο αλκαλικό από ένα διάλυμα pH 10. υπάρχουν διάφορες μέθοδοι για τον προσδιορισμό του pH του νερού.
Προσδιορισμός pH με δοκιμαστικές ταινίες
Οι λωρίδες δοκιμής είναι χαρτί λακκούβας που αντιδρά αλλάζοντας το χρώμα σε διακυμάνσεις του pH. Μπορείτε να τα αγοράσετε σε καταστήματα κατοικίδιων ζώων, καθώς χρησιμοποιούνται συχνά για τον προσδιορισμό του pH του νερού στα ενυδρεία (ακόμη και μια μικρή διακύμανση σε αυτόν τον δείκτη μπορεί να οδηγήσει στον θάνατο των ψαριών).
Όταν έρθει σε επαφή με νερό, το χρώμα της ταινίας μέτρησης θα αλλάξει. Δεν έχετε παρά να συγκρίνετε το τελικό χρώμα με το δείγμα χρωμάτων στη συσκευασία και να λάβετε μια συγκεκριμένη τιμή. Αυτή η μέθοδος για τον προσδιορισμό του pH είναι γρήγορη, απλή, φθηνή, αλλά έχει ένα αρκετά μεγάλο σφάλμα.
Rottinger Litmus Paper
Αγοράστε χαρτιά λακκούβας σε καταστήματα ιατρικού εξοπλισμού στην πόλη σας. Αφού αναλύσαμε διάφορα τεστ ph (από φθηνά κινέζικα έως ακριβά ολλανδικά), καταλήξαμε στο συμπέρασμα ότι οι γερμανικές λωρίδες ph Rottinger δίνουν το ελάχιστο σφάλμα στην ανάγνωση. Η συσκευασία συνοδεύεται από κλίμακα δείκτη από το 1 έως το 14 (το μέγιστο διαθέσιμο διάστημα!) και λωρίδες 80 ph, που είναι αρκετές για μεγάλο χρονικό διάστημα. Με τη βοήθεια δεδομένωνΟι ταινίες μπορούν να μετρήσουν όχι μόνο το ph του νερού, αλλά και το ph βιολογικών υγρών όπως το σάλιο, τα ούρα κ.λπ. Δεδομένου ότι τα καλά ph μέτρα είναι αρκετά ακριβά (περίπου 3000 ρούβλια) και πρέπει να αγοράσετε διαλύματα ρυθμιστή για βαθμονόμηση, τότε το χαρτί λακκούβας Rottinger, η τιμή του οποίου δεν υπερβαίνει τα 250-350 ρούβλια, θα χρησιμεύσει ως απαραίτητος βοηθός για τον ακριβή προσδιορισμό του επίπεδο ph.
Προσδιορισμός pH με pHόμετρο
Ένα δείγμα νερού (20-30 ml) λαμβάνεται σε πλαστικό ή γυάλινο κύπελλο. Ο αισθητήρας της συσκευής ξεπλένεται με μικρή ποσότητα απεσταγμένου νερού και στη συνέχεια βυθίζεται στο διάλυμα μαζί με τον αισθητήρα θερμοκρασίας. Η κλίμακα του οργάνου σάς δείχνει την ακριβή τιμή pH του διαλύματος δοκιμής. Σε αυτή την περίπτωση, θα πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι η ακρίβεια των μετρήσεων επηρεάζεται από την τακτική βαθμονόμηση του οργάνου, για την οποία χρησιμοποιούνται τυπικά διαλύματα με γνωστή τιμή pH. Αυτή η μέθοδος για τον προσδιορισμό του pH είναι ακριβής, απλή, γρήγορη, αλλά απαιτεί μεγαλύτερο κόστος υλικού σε σύγκριση με την προηγούμενη και τις πιο απλές δεξιότητες στην εργασία με εργαστηριακό εξοπλισμό και χημικά διαλύματα.
Έτσι, το pH του νερού δεν είναι απλώς ένας όρος από ένα σχολικό μάθημα χημείας, αλλά και ένας δείκτης ποιότητας του νερού που πρέπει να παρακολουθείται για να αποφευχθούν προβλήματα με τον εξοπλισμό και την υγεία.
