39. O que são acidez e alcalinidade da água?
A acidez da água refere-se à quantidade de substâncias presentes na água que podem neutralizar bases fortes. Existem três tipos de substâncias que conferem acidez: ácidos fortes que podem dissociar completamente o H+ (como HCl, H2SO4), ácidos fracos que dissociam parcialmente o H+ (H2CO3, ácidos orgânicos) e sais compostos por ácidos fortes e bases fracas (como NH4Cl, FeSO4). A acidez é medida por titulação com uma solução de base forte. A acidez medida com alaranjado de metila como indicador durante a titulação é chamada de acidez alaranjada de metila, incluindo a acidez formada pelo primeiro tipo de ácido forte e pelo terceiro tipo de sal de ácido forte; a acidez medida com fenolftaleína como indicador é chamada de acidez fenolftaleína, sendo a soma dos três tipos de acidez mencionados, também chamada de acidez total. A água natural geralmente não contém acidez forte, mas contém carbonatos e bicarbonatos que a tornam alcalina. Quando há acidez na água, geralmente significa que ela foi contaminada por ácido.
Em contraste com a acidez, a alcalinidade da água refere-se à quantidade de substâncias na água que podem neutralizar ácidos fortes. As substâncias que conferem alcalinidade incluem bases fortes (como NaOH, KOH) que podem dissociar completamente o OH-, bases fracas que dissociam parcialmente o OH- (como NH3, C6H5NH2) e sais compostos por bases fortes e ácidos fracos (como Na2CO3, K3PO4, Na2S), entre outras três categorias. A alcalinidade é medida por titulação com uma solução de ácido forte. A alcalinidade medida usando alaranjado de metila como indicador durante a titulação é a soma dos três tipos de alcalinidade mencionados, sendo denominada alcalinidade total ou alcalinidade do alaranjado de metila; a alcalinidade medida usando fenolftaleína como indicador é denominada grau de alcalinidade da fenolftaleína, incluindo a alcalinidade formada pelo primeiro tipo de base forte e parte da alcalinidade formada pelo terceiro tipo de sal alcalino forte.
Os métodos de medição de acidez e alcalinidade incluem a titulação com indicador ácido-base e a titulação potenciométrica, que geralmente são convertidas em CaCO3 e medidas em mg/L.
40. Qual é o valor do pH da água?
O valor do pH é o logaritmo negativo da atividade do íon hidrogênio na solução aquosa medida, ou seja, pH = -lgαH+. É um dos indicadores mais comumente usados no processo de tratamento de esgoto. Em condições de 25°C, quando o valor do pH é 7, as atividades dos íons hidrogênio e dos íons hidróxido na água são iguais, e a concentração correspondente é de 10-7 mol/L. Nesse caso, a água é neutra, e um valor de pH > 7 significa que a água é alcalina.<7 means the water is acidic.
O valor do pH reflete a acidez e a alcalinidade da água, mas não indica diretamente esses valores. Por exemplo, a acidez de uma solução de ácido clorídrico 0,1 mol/L e de uma solução de ácido acético 0,1 mol/L também é de 100 mmol/L, mas seus valores de pH são bastante diferentes. O valor de pH da solução de ácido clorídrico 0,1 mol/L é 1, enquanto o valor de pH da solução de ácido acético 0,1 mol/L é 2,9.
41. Quais são os métodos de medição de pH mais comuns?
Na prática, para compreender de forma rápida e fácil as alterações no valor do pH das águas residuais que entram na estação de tratamento, o método mais simples é medi-lo aproximadamente com papel indicador de pH. Para águas residuais incolores e sem impurezas em suspensão, também podem ser utilizados métodos colorimétricos. Atualmente, o método padrão no meu país para medir o pH da água é o método potenciométrico (método do eletrodo de vidro GB 6920–86). Este método geralmente não é afetado por cor, turbidez, substâncias coloidais, oxidantes e redutores. Ele pode medir o pH tanto de água limpa quanto de águas residuais industriais com diferentes graus de contaminação. Este é também um método amplamente utilizado para medir o pH na maioria das estações de tratamento de águas residuais.
O princípio da medição potenciométrica do valor de pH consiste em obter o potencial do eletrodo indicador, ou seja, o valor do pH, medindo a diferença de potencial entre um eletrodo de vidro e um eletrodo de referência com potencial conhecido. O eletrodo de referência geralmente é um eletrodo de calomelano ou um eletrodo de Ag-AgCl, sendo o eletrodo de calomelano o mais comum. O núcleo do potenciômetro de pH é um amplificador de corrente contínua (CC), que amplifica o potencial gerado pelo eletrodo e o exibe no visor do medidor na forma de números ou ponteiros. Os potenciômetros geralmente são equipados com um dispositivo de compensação de temperatura para corrigir o efeito da temperatura sobre os eletrodos.
O princípio de funcionamento do medidor de pH online utilizado em estações de tratamento de águas residuais é o método potenciométrico, e as precauções de uso são basicamente as mesmas dos medidores de pH de laboratório. No entanto, como os eletrodos utilizados ficam continuamente imersos em águas residuais ou tanques de aeração e outros locais com grande quantidade de óleo ou microrganismos por longos períodos, além da necessidade de o medidor de pH possuir um dispositivo de limpeza automática para os eletrodos, a limpeza manual também é necessária, dependendo das condições da qualidade da água e da experiência operacional. Geralmente, o medidor de pH utilizado na água de entrada ou no tanque de aeração deve ser limpo manualmente uma vez por semana, enquanto o medidor de pH utilizado na água de saída pode ser limpo manualmente uma vez por mês. Para medidores de pH que podem medir simultaneamente temperatura e ORP, entre outros parâmetros, a manutenção deve seguir as precauções de uso exigidas para a função de medição.
42. Quais são as precauções a serem tomadas ao medir o valor do pH?
⑴ O potenciômetro deve ser mantido seco e protegido contra poeira, ligado regularmente para manutenção, e a parte de conexão do fio de entrada do eletrodo deve ser mantida limpa para evitar a entrada de gotas de água, poeira, óleo, etc. Certifique-se de que haja um bom aterramento ao usar energia CA. Potenciômetros portáteis que usam baterias secas devem ter as baterias substituídas regularmente. Ao mesmo tempo, o potenciômetro deve ser calibrado e zerado regularmente para fins de calibração e manutenção. Uma vez devidamente ajustado, o ponto zero do potenciômetro e os reguladores de calibração e posicionamento não podem ser girados livremente durante o teste.
⑵A água utilizada para preparar a solução tampão padrão e enxaguar o eletrodo não deve conter CO2, deve ter um pH entre 6,7 e 7,3 e uma condutividade inferior a 2 μS/cm. Água tratada com resina de troca aniônica e catiônica pode atender a esse requisito após fervura e resfriamento. A solução tampão padrão preparada deve ser selada e armazenada em um frasco de vidro resistente ou em um frasco de polietileno, e então mantida em refrigerador a 4 °C para prolongar sua vida útil. Se armazenada ao ar livre ou em temperatura ambiente, a vida útil geralmente não ultrapassa 1 mês, e a solução tampão usada não deve ser devolvida ao frasco de armazenamento para reutilização.
⑶ Antes da medição formal, verifique se o instrumento, o eletrodo e a solução tampão padrão estão funcionando corretamente. O pHmetro deve ser calibrado regularmente. Geralmente, o ciclo de calibração é trimestral ou semestral, utilizando o método de calibração em dois pontos. Ou seja, de acordo com a faixa de pH da amostra a ser testada, selecionam-se duas soluções tampão padrão próximas a ela. Em geral, a diferença de pH entre as duas soluções tampão deve ser de pelo menos 2. Após o ajuste com a primeira solução, teste a segunda solução novamente. A diferença entre o resultado exibido no potenciômetro e o valor de pH da segunda solução tampão padrão não deve ser superior a 0,1 unidade de pH. Se o erro for superior a 0,1 unidade de pH, utilize uma terceira solução tampão padrão para o teste. Se o erro for inferior a 0,1 unidade de pH, provavelmente há um problema com a segunda solução tampão. Se o erro ainda for superior a 0,1 unidade de pH, há um problema com o eletrodo, que precisa ser recondicionado ou substituído.
⑷ Ao substituir o tampão padrão ou a amostra, o eletrodo deve ser completamente enxaguado com água destilada, e a água aderida ao eletrodo deve ser absorvida com papel de filtro. Em seguida, o eletrodo deve ser enxaguado com a solução a ser medida para eliminar a influência mútua. Isso é importante para o uso de tampões fracos e especialmente importante ao usar soluções. Ao medir o valor de pH, a solução aquosa deve ser agitada adequadamente para homogeneizar a solução e atingir o equilíbrio eletroquímico. Ao realizar a leitura, a agitação deve ser interrompida e a solução deve repousar por alguns instantes para que a leitura se estabilize.
⑸ Ao realizar a medição, primeiro enxágue cuidadosamente os dois eletrodos com água, depois enxágue com a amostra de água, em seguida mergulhe os eletrodos em um pequeno béquer contendo a amostra de água, agite o béquer cuidadosamente com as mãos para homogeneizar a amostra de água e registre o valor do pH após a leitura se estabilizar.
Data da publicação: 26/10/2023
