Hidrológiai Közlöny 1971 (51. évfolyam)

7. szám - Kerese János: A pH-mérés és szerepe a vízgazdálkodásban

332 Hidrológiai Közlöny 1971. 7. sz. Kerese János: A pH-mérés és szerepe a vízgazdálkodásban CH

30t 10

2 10' 10

0 10'' w' 10'

3 to-' itr

5 ff

1 »"

7 w' I0'

3 10'" 10'" r" r" to r

e W* pH -2 -1 0 1 2 3 u 5 6 7 8 9 10 11 12 13 « 15 16 TAtmim erősen savas 9U enge se n rnleg es , gyengén igás erősen 1. ábra. pH-skála (Az ábrán CH

30+ helyett C

Hs0

+ olvasandó!) Puc. 7. pH uiKa/ia Abb. 1. pH-Skála Az oldatok hidrogénion koncentrációja sav vagy lúg hozzáadásával változtatható. A tényleges sav, ill. lúgmennyiséget a pH-érték alapján közvetlenül megállapítani nem lehet, csak laboratóriumi elemzés segítségével, mert az egyes anyagok oldódása a vízben különböző mértékű. 4. A pH mérés alkalmazásának lehetőségei A folyamatos pH-mérés a jelenlegi technikai eszközökkel ipari körülmények között 0,1—0,2 pH pontossággal végezhető el. A méréssel egyrészt ellenőrizhetjük egy adott rendszer hidrogénionkoncentrációját, amely a rendszer állapotát közvetlenül, vagy közvetve megmutatja. Másrészt bizonyos mesterségesen előidézett folyamatok hidrogénion-koncentrációját mérhetjük és befolyásolhatjuk és ezzel a folyamatban zajló reakcióra közvetlen vagy közvetett hatást gyakorolhatunk. a pH-val arányos potenciálkülönbség, azaz a két elektród közti villamos feszültség mérése. Ipari mérőelektródként ritkábban antimon és bizmut, általában üveg elektródokat alkalmaznak. A 2. ábrán vázolt antimon elektród 1 felületén oxidálódott antimon mérőtestből, 2 műanyagkiöntésű 3 üvegtestből és 4 kivezető huzalból áll. Elektromos erejét 2,3026RT rr e

Hb = e°b -p pH összefüggés adja meg. Elektródreakciói bonyolultak és csak 2—8 pH tartományban közel lineárisak a pH-val. Az elektród felületét a finom oxidréteg tartása érdekében állandóan, vagy időszakosan tisztítani kell. A vastag oxidréteg a mérést torzítja. A hőmérsékletre érzékeny, együtthatója pH=7-nél 0,0021 V/°C. Előnyei: 1. Könnyen kezelhető, mechnikailag érzéketlen, 2. Nem kényes katalizátor mérgekre, fluornak ellenáll. 3. Ellenállása kicsi. Hátrányai: 1. Erősen redukáló (H

2S) és oxidáló (Cl) közegben nem használható. 2. 2 pH alatt oxidrétege oldódik, 8 pH felett nem definiálható a potenciálja. 3. Pontatlan (/IpH ^0,2). A bizmut elektród is fémoxid elektród, de 6—13 pH közötti tartományban használható. Redukáló, de különösen oxidáló szerekre érzéketlenebb az antimonnál. Jól használható pH-mérésre cianidos fürdőkben. 5. A pH gyakorlati mérése 5.1. A mérés módja, készülékei Az ipari folyamatos pH-mérés elektrokémiai úton történik. A mérendő oldatból és két alkalmasan megválasztott módon kialakított elektródból — a mérő és az összehasonlító elektródból — galvánelemet képeznek és megmérik az elektródlánc elektromotoros erejét. A mérőelektród az aktív elektród, amelynek a felületén a mérendő oldat pHértékével arányos potenciál lép fel a Nernst egyenlet szerint. Az összehasonlító elektród passzív, összetétele olyan, hogy állandó hőmérsékleten potenciálja, galvánfeszültsége állandó. A pH-mérés ö t i 2. ábra. Antimonelektród Puc. 2. AnmuMOHHbiü 3Jienmpod Abb. 2. Antimonelektrode J „ > 3. ábra. Üvegelektród Puc. 3. CmeKAHHHbiü s/ieKmpod Abb. 3. Glaselektrode Az üvegelektród a legelterjedtebb és legkorszerűbb mérő elektród. Felépítése általában a 3. ábra szerinti. Érzékelőrésze az 1 vékonyfalú üvegmembrán amely 2 közönséges üvegcsőben folytatódik. A belső töltet 3 állandó pH-jú pufferoldat, amelyet a 4 levezető fémelektród köt össze az 5 fémsapkával. Működését a vékonyfalú üvegmembrán két felületén folyadék—üveg—folyadék kialakuló potenciálkülönbségek váltják ki. A potenciálkülönbségek egyértelműen pH-függőek. Elektromotoros erejét az D 2,3026Í2jP r

r e« = ea pH egyenlet adja. Az ^standardpotenciál az elöregedés-