Hidrológiai Közlöny 1949 (29. évfolyam)

11-12. szám - Értekezések. - PAPP SZILÁRD dr: A víz pH értékének pontos kiszámítása

pH = 6*517 -f log 2 k — log |« + mim. log (

1o

&

2

2

A' - 0'559j | 7) A 7) egyenlet segítségével nyerhető pH értékek tehát a szabad szénsav disszociációjából, valamint a HCO, ionok hidrolíziséből szár mázó hid rogóni onkoncentrációk figyel embevételén alapszanak és ezért a mért pH értékekkel vizsgálataim szerint csekély szabad szénsavtartalnui vizeikben pontosabban egyeznek meg, mint bármely szerző egyenletével számított érték, mely egyenletek a HC0

3 ionok hidrolíziséből származó hidrogénionkoncentrációt nem veszik figyelembe. A hidrolízisből származó hidrogénionkoncentrációnak elhanyagolása esetében a (í) egyenlet jobboldalának első tagjából, illetve a 2) egyenletből kiszámítva a negatív logaritmust és az összevonásokat hasonlóan elvégezve (5), mint a 7) egyenlet eáetóben tettem eredményül. pH = t.'517 + log 2 /,• — log s 8) a 8) egyenletet kapjuk, melynek levezetése csupán csak a szabad szénsav disszociációjából származó hidrogénionkoncent i áéi ón a 1 a pszi'k. Összehasonlítva a 7) egyenletet a 8) egyenlettel, megállapíthatjuk, hogy a HCO

s ionoik hidrolíziséből származó hidrogénionkoncent ráció a 7) egyenlet num. log. tagjában ^——^ — 0*559)jut kifejezésre, amellyel a 8) egyenlet szabad szénsavtartalmát még növelni szükséges. A num. log. (

lo

íy k - 0"55í»j 'értékét 0.5-től 50 változó keménységnek megfelelő kötött szénsavtartalmú vizekben kiszámítottam és azokat 0.77-tői 7.74-ig terjedőnek találtam. Ezek az értékeik is azt mutatják, lvogy csekély szabad szén savtartalmú vizekben a num. log. tag, az s értékét viszonylag nagy mértékben növelheti, esetleg meg is sokszorozhatja. Sok szabad szénsav esetéljen természetesen a num. log. tag nem növeli lényegesen az s értékét és ezért elhanyagolható. Ilyen, esetekben az aránylag egyszerűbb 8) egyenlettel is teljesen kielégítő pontosságit eredményhez jutunk. A 7) egyenlet num. log. tagja szám szerint, amint látjuk a HC0

3 ionok hidrolíziséből származó hidrogénionkoncentrációnak megfelelő szabad szénsavnak fogható fel mg/l-ben kifejezve- Hogy ez tényleg így van, mutatja az a számítás, amit példaképpen a 0.5 változó keménységnek megfelelő töménységű szénsavmentes kálcíumhidrokarbonátoldat megmért hidrogénionkoncentrációjával a 2) egyenlet segítségével végeztem el a következőképpen. Az oldat miért pH értéke 7.53 (2), aminek 2-95.10"

8 mol/1 h i drogé ni onikoncentráció felel meg. A 2) egyenlet szerint 2*85.10-8= melyből 2fc.2-95.10~8 * .T04.10-7 h helyébe a kötött szénsavat 3.93-t helyettesítve kapju'k, hogy a szabad szénsav » = 0.76 mg/l-rel, ami teljesen kielégítő pontossággal egyezik a 7) egyenletnek 3.93 kötött szénsavtartalmú (0.5 karbonát keménységű) vízre vonatkozó num. log. tagjával ——0*559). Ez az egyezés is a 7) egyenlet levezetésének helyességét erősíti meg. Hogy azonban a 7) egyenlet használhatósságáról, valamint használatának szükségéről meggyőződjem, nagyszámú csekélyebb szabad szénsavtartalmú természetes víz helyszínen mért pH értókét hasonlítottam össze a 7) egyenlet segítségével számított pH értékekkel. A víz származását, kötött és szabad szénsavtartalmát, valamint mért és számított pH értékét az I. táblázatban foglaltam össze. Feltüntettem még a táblázatban a 3) egyenlettel (Tillmans egyenlete) számított pH értékeket is, annak bizonyságául, hogy a csekélyebb szabad szénsavtartalmú vizek esetében az egyenlet nem szolgáltat kellő pontosságú eredményt. 1- Táblázat. - Tabelle l. Különböző szabad szénsav tartalmú vizek mért és számított pH értéke. (_ s M X A víz származása :0 5 •=> „ Ifi fcí c P, rn |w8 So ODU ^ C V; C, sj-rcírt- QC C. S t Bihar, Szentpéteri-u. 23fi m . . 96 1.5 8.60 8.15 8.20 •) Kunágota, Petőfi-n. 713. sz. előtt 86 2.0 8.46 8.01 8.10 3 Medgyesbodzás, Szt. István és Kereszt-ii. sarok, 75 111 . . . 81 3.2 8.22 7.91 7.85 4 Dombiratos, Jegyző- és Erzsébet-u. sarok, 81 m 83 3.3 8.22 7.90 7.85 5 Csókakő. Kultúrház mellett. 83 m 130 3.9 8.35 .8.00 7.95 6 Tápiösáp, Kossuth L.-u. kereszt mellett, 143 m .27 4.0 8.33 7.99 7.95 7 l'nsztaszabolcs, templom mel8.31 8.00 7.95 8 Tiszaíiired, Deák-tér, 13G m . . 178 4.8 8.40 8.07 8.10 9 Királyhegyes, Tüske-n. malom mellett, 98 m 202 5.1 8.44 8.10 8.05 10 Homokmégy, Hősök tere, 68 m 154 5.2 8.30 8.00 7.90 11 Szentes, Zalotai iskola, 72 in . 224 5.9 8.41 8.10 8.05 12 Magyarcsanád, Egészségház előtt, 9.1 m 187 7.1 8.25 7.99 7.95 13 Viss, Hősök tere, 94 m ... 152 7.8 8.13 7.90 7.90 14 Csökinő, Újtelep 720. sz. ház előtt, 217 m 305 8.0 8.42 8.12 8.10 15 Dévaványa, liogya-tolep, 191 m 319 8.5 8.42 8.14 8-15 16 Huszt, Szobor mellett, 511 m 216 8.5 8.23 8.00 8.05 17 Hajdúböszörmény, Debreeeniés Széchenyi-út sarok, 221 111 225 8.9 8.23 8.00 8.00 18 Abony, Hunyadi- és Tószegi-u. sarok, 287 m 250 9.7 8.24 8.02 7.95 19 Zombor, Egészségház udvar 222 10.2 8.17 7.96 7.85 20 Zoinbor, Tüdőbeteg-otthon, 150 m 211 13.4 S.03 7.86 7.90 21 Péteri, Templom előtt, 91 in . . 139 17.3 7.72 7.62 7.65 Az I. táblázat adataiból láthatjuk, hogy a 7) egyenlettel számított pH értékek a mért pH értékekkel teljesen kielégítő pontossággal egyeznek, különösen ha figyelembe vesszük, hogy a pH méréséket koloriméteres úton végeztem el. Tillmans egyenletével számított pH értékek azonban túl magasnak bizonyulnak és ezért csekélyebb szabad szénsavtartalmú vizeik esetében nem használhatók. Látjuk, hogy a szabad szénsavtartalom növekedésével Tillmans egyenletével számított pH értékek is egyre jobban köze.327