試驗室測量脫鹽水PH值的方法分析

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)專心-專注-專業(yè)精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)試驗室測量脫鹽水PH值的方法分析【摘 要】本文討論冷板公司投產后，技術中心試驗室對于外圍公輔脫鹽水站脫鹽水PH值的測定分析。解釋了現有儀器在測定乳化液、漂洗水的pH值是準確的，而在測定脫鹽水PH值時卻具有不確定性的原因，以及如何解決脫鹽水pH值的測量問題。 【關鍵詞】脫鹽水;pH值;影響因素;電導率;精密pH試紙Analysis of Method of Testing Demineralized Water PH Value in LaboratoryXU Yuan（

2、Tianjin Rolling-one Steel Co. Ltd Technology Center China Tianjin ） 【Abstract】In this paper discussed the PH value analysis done by technology center of demineralized water from deminerliazed water utility station after cold rolling steel company put into production. And explained the reason current

3、 testing instrument can give accurate PH value when testing coolant and rinse water, but inaccurate PH value for testing demineralized water. The matter how laboratory can solve measuring PH value of demineralized water was also explicit. 【Key words】Demineralized water；PH value；Influence factor；Cond

4、uctivity；Precision PH test paper 引言天津軋一冷軋薄板有限公司自投產以來，脫鹽水一直是各產線生產的重要公輔介質，比如軋機乳化液的配制、鍋爐房蒸汽的產生等，脫鹽水的一些指標就尤為重要，它直接影響著產線能否順利生產。脫鹽水又稱之為去離子水，英文為demineralized water，也就是將水質離子去除的類似于純水的水質，這就需要我們技術中心試驗室對于脫鹽水的檢測指標給予準確的測定。目前對于脫鹽水電導率的測定比較穩(wěn)定且準確(10S/cm)，但pH值的測定卻一直困擾著試驗室人員，本文將從原理上給與為什么用現有PH計測定脫鹽水PH值不能得到滿意的測定結果，而測定其他工

5、藝介質時卻能得到很好的結果，以及今后如何測定脫鹽水pH值。 1.pH 值測量的概念及其測量原理1.1測量pH 值的由來pH的理論概念是1909年由索倫森提出的,意識到溶液中的氫離子濃度與溶液總酸度是不同的,但氫離子濃度在化學反應過程中常常是很重要的。在研究酶的催化反應時,為了使氫離子濃度表達的更方便,他用一個符號來代替，并把這個符號定義為pH, pH=-lgCH,式中CH=氫離子濃度,所以CH=10-pH。隨著化學熱力學的發(fā)展,我們已逐漸清楚認識到索倫森pH值的測定值并非是氫離子的濃度值。但是,pH 值測定方法已被公認為一種標準的實驗方法,實驗也證明這種pH值測定方法具有理論上很大的重要性。1

6、.2 pH值的測量原理目前，我公司試驗室采用的儀器是一家國產的PH計，電極為pH玻璃復合電極，用于測定軋機乳化液、酸洗漂洗水、工業(yè)循環(huán)水以及脫鹽水等的pH值。溶液中氫離子的濃度(pH)值測量是通過量測電化學反應中所產生的電位進行的。電化學電池由一支參比電極和一支測量電極構成,兩支電極都浸沒在待測定的溶液中,并與一個測量的儀表連接,來檢測兩支電極之間的電動勢。浸入溶液中的測量電極對pH 非常敏感,并且測量電極的電位正比于待測溶液的pH值,而參比電極產生的電位是恒定的,測量電極的變化電位相對于這個參比電極的恒電位進行測量。測量電極的電位可由Nernst方程來表示: E=E0+lnH= E0-pH其

7、中：E為溶液中測量電極與參比電極的電位差，單位mV；E0為H+活度等于1、溫度為T時測量電極與參比電極的電位差，單位mV；F為法拉第常數；R 為氣體常數；T代表絕對溫度，單位K；n代表電極反應的電子得失數，此時n=1，H為水樣中H+活度，單位molL；在溶液電導率極低的情況下， H+濃度可以等同于H+活度的。從以上公式可以看出，我們用pH計不論是測定乳化液、循環(huán)水還是漂洗水或是脫鹽水，都是溶液電位差反饋的信號，是氫離子活度的度量。但是，為什么只有脫鹽水的pH值出現不穩(wěn)定的情況，是不是與其電導率極小(10S/cm)，基本上屬于純水，幾乎沒有任何離子有關呢，需要我們進一步分析。 2.外圍公輔脫鹽水

8、pH值測定分析2.1試驗室測定的現實情況我們每日都要對脫鹽水站人員送來的水質進行pH和電導率測定，但有時脫鹽水站人員反應同樣的水樣先后送來兩次，pH值的差別會很大。就是一次送來的水樣，在pH值測定過程中，數值也會不停的跳躍，還有就是pH在測定中有逐漸下降的趨勢。我們通過大量的試驗和分析調查工作，發(fā)現其他企業(yè)在對純水的測定中，也會出現類似的現象。有很多人都不太理解, 認為儀器的操作問題或是儀器本身的測量有問題,并且感到非常的疑惑。但是，即使我們把儀器本身和人為操作的誤差等因素都排除掉,這種測量偏差仍然會有,我們經過查閱大量類似的資料與數據進行對比,也證實了這一點。我認為之所以出現這樣的測定結果是

9、有多方面的原因，我們要從根本上解決測定中的誤差，并找到合適的方法去測定脫鹽水的pH值。2.2脫鹽水pH值測定困難的原因純水pH值的測量要想得到一個比較準確的結果，特別是用常規(guī)的復合電極在企業(yè)化驗室這樣敞開式環(huán)境的測量，是非常困難的。表現的情況是：顯示值漂移，響應速度慢，準確度低，重復性差。2.2.1 取樣誤差由于試驗室試驗儀器分析的水樣是水站人員人工取樣所得, 不論在取樣時還是在取樣后,包括在進行測量時,水樣都會與周圍空氣進行充分的接觸, 因此空氣中的CO2氣體會不斷溶解于在水樣中, CO2氣體會與水分子結合形成碳酸，而碳酸又會解離為H+與HCO3-，HCO3-會進一步解離為H+與CO32-，

10、而這會引起水樣pH的降低。具體化學反應方程式如下：CO2+H2O?圮H2CO3H2CO3?圮H+ HCO3-HCO3-?圮H+ CO32-實際測量表明,在試驗室人工進行pH值測量時,如果測量時間稍長,則同臺儀器測量同一水樣的pH值會明顯下降,其原因正是由于CO2氣體的溶解,使得此水樣的氫離子濃度已經增加了。所以，就算是儀器是準確的，測量方法是正確的，這種誤差還是不可避免的。2.2.2 脫鹽水對于復合電極電位測量時的影響由于我公司脫鹽水的質量非常高，電導率極小(10S/cm)，甚至有時候小于5S/cm，基本近于高純水狀態(tài)，水中離子濃度非常低，而參比電極鹽橋溶液選中高濃度3mol/L的KCl，相互

11、之間的濃度差較大，與它在普通溶液（乳化液、循環(huán)水）中的情況差別很大。在純水中會加大電極鹽橋溶液的滲透速度，促使鹽橋的電解液快速損耗，從而加速了K+和Cl-的濃度的降低，導致電極周圍局部溶液的K+和Cl-的濃度變化，引起電極液接界電位的不穩(wěn)定。用Ag/AgCl參比電極進行電位測量，主要就是取決于Cl-的濃度，Cl-濃度如果發(fā)生了變化，那么隨之參比電極本身的電位也會變化。這樣，就導致pH計顯示值不穩(wěn)定，反復跳躍，尤其是那些不能補充內參比液的復合電極。2.2.3 復合電極測量區(qū)域的分析復合電極的液接界面在測量電極敏感球泡的上部1公分左右的位置，或者距離測量電極非常近，這樣如果有電解液從參比電極中滲漏

12、出來必然會污染到測量電極，從而使其附近的總離子濃度增加，那么pH計測量的數值就會受到離子濃度變化的影響，導致測量數值不準確。而其他溶液（乳化液、循環(huán)水）等由于離子活動很高，這種參比電極與測量電極之間的滲漏導致電極附近溶液離子濃度的變化就可以忽略，而脫鹽水的離子活度極低，很微小的滲漏會引起很大的電位變化，必然會引起測量數據的不準確。 3.解決方法與效果根據以上pH計測定脫鹽水pH值困難的原因分析，我們技術中心也提出了從取樣到最終測定的一系列改善方案，但改善后的測定效果并不是很理想。3.1 封閉取樣與測定，減小空氣對于脫鹽水pH值的影響我們要求外圍公輔取樣人員在取水樣后，立即將瓶口封閉。并要求試驗

13、室人員，在測定中，將復合電極套上橡膠蓋，密封水樣進行測量，測量效果有所改善，但鑒于電極測量本身固有的因素，數據還是有所波動。并要求試驗室人員將pH計測定數據與廣泛pH試紙進行核對，最終確定pH值。3.2 測量時加入KCl溶液，增加離子活度為了減小液接電位的影響，我們按比例在每50ml脫鹽水中加入一滴0.1mol/L的KCl溶液，測量的pH值的穩(wěn)定性有所改善，但效果還不是很顯著。 4.脫鹽水pH的測定方法的更改通過反復進行試驗，我們得出結論，對于我公司脫鹽水pH值的測定不適合用pH計，而采用精密pH試紙測定會取得很好的效果。這是因為pH計測定與精密pH試紙測定pH值原理是不同的，前者是電位的變化

14、，而后者則是化學反應顏色的變化。用精密pH試紙測定脫鹽水的pH值就不用考慮離子活度的影響，也不用考慮由于脫鹽水電導率極低，接近純水，影響復合電極的響應，用精密pH試紙測定脫鹽水的數值是穩(wěn)定而可靠的，只要保證取樣的密閉性就可以了，把復雜的溶液電位變化條件，變?yōu)閱渭兊摹⒅恍璞ＷCCO2不會溶解在水樣中即可。精密pH試紙按測量精度上可分0.2級、0.1級、0.01級或更高精度，根據我公司實際，選擇0.2級或0.1級的精密試紙就可以了。鑒于目前國內并沒有精度為0.1或0.2的精密pH試紙，只有精度為1的廣泛pH試紙，我們于是采用進口的精密pH試紙，精度可達0.2，測量范圍在68之間。 5.結論通過大量的試驗與資料的查閱，我公司脫鹽水pH值的測定應由pH精密試紙代替?zhèn)鹘y(tǒng)的pH計測量，pH精密試紙在測定過程中重現性好