Навіщо нам потрібно знати pH води?

Як усі ми пам`ятаємо зі шкільного курсу хімії, pH - це одиниця активності іона водню, рівна зворотному логарифму активності водневих іонів. Таким чином, вода з показником рН, рівним 7, має 10^-7 моль на літр іонів водню, а вода з рН 6 - 10^-6 моль на літр. Шкала значень рН може варіювати в діапазоні від 0 до 14.

В цілому вода з pH менше 7 вважається кислою, а з рН більше 7 - лужний. Нормальний діапазон pH для поверхневих водних систем лежить в межах від 6,5 до 8,5, а для підземних систем - від 6 до 8,5.

Значення pH води (H₂0) дорівнює 7 при 25 ° C, але при контакті з діоксидом вуглецю в атмосфері ця рівновага зміщується до pH - приблизно 5,2. Через тісному зв`язку pH з атмосферними газами і температурою настійно рекомендується, щоб вода була перевірена якомога швидше. Адже pH води не є мірою стійкості кислої або лужної реакції і не дає повної картини характеристик або приводу для обмеження водопостачання.

М`яка вода

В цілому вода з низьким pH (менше 6,5) є кислою, м`якою і коррозівного. Таким чином, у воду можуть проникати іони металів, таких як: залізо, марганець, мідь, свинець і цинк з водоносного горизонту, сантехніки і трубопроводів. Тому вода з низьким pH може:

• містити підвищені рівні токсичних металів;
• привести до передчасного пошкодження металевих труб;
• мати металевий або кислий прівкус;
• забарвлювати білизна;
• мати характерне "синьо-зелене" фарбування раковини і стоків.

Основний спосіб вирішення проблеми низького pH води є використання нейтралізатора. Він подає розчин у воду, щоб запобігти реакцію води з домашнім водопроводом або електролітичну корозію. Типовий нейтралізатор - хімічна кальцинована сода. Нейтралізація цим засобом збільшує вміст натрію у воді.

Жорстка вода

Вода з pH вище 8,5 є жорсткою. Вона не представляє небезпеки для здоров`я, але може викликати естетичні проблеми. Ці проблеми включають в себе:

• Формування "шкали" або осаду на трубопроводах і світильниках.
• Лужної присмак у воді, який може зробити смак кави гірким.
• Освіта накипу на посуді, пральній машині, басейнах.
• Складність в отриманні піни з мила і миючих засобів та утворення нерозчинних опадів на одязі і т. Д.
• Зменшення ефективності електричних водонагрівачів.

Як правило, ці проблеми виникають, коли жорсткість варіюється в межах від 100 до 200 міліграмів CaCO₃/ Л, що еквівалентно 12 грамам на галон. Вода може бути пом`якшена за рахунок використання іонного обміну або додаванням золи, вапняно-содової суміші, але обидва процеси збільшують вміст натрію у воді.

PH питної води

Пильна увага до контролю pH необхідно на всіх етапах водопідготовки для забезпечення задовільної якості та знезараження води. Хоча pH води зазвичай не має прямого впливу на споживачів, це один з найважливіших експлуатаційних параметрів якості води. Для ефективної дезінфекції з хлором показник pH переважно повинен бути менше, ніж 8. PH води на вході в систему розподілу необхідно контролювати, щоб звести до мінімуму корозію труб. Невиконання цієї вимоги може призвести до забруднення питної води і несприятливих наслідків для її смаку, запаху і зовнішнього вигляду.

Оптимальне значення pH буде варіюватися для різних матеріалів в залежності від складу води і природи будівельних матеріалів, використовуваних у системі розподілу, але найчастіше воно лежить в діапазоні 6,5-9,5. Екстремальні значення pH можуть бути результатом випадкових розливів, поломок на очисних спорудах.

Ідеальний рівень pH іонізованої води для довгострокового вживання людиною знаходиться між 8,5 і 9,5 (і ніколи не перевищує 10,0) з ідеальним значенням ОВП близько 200mV-300mV (і ні в якому разі не вище 400mV).

PH води в басейні

Як уже згадувалося вище, pH - найважливіша характеристика не тільки для питної води, але і для басейнів, оскільки для дезінфекції води все ще в основному застосовують хлорування, а при використанні хлору ефективність дезінфекції сильно залежить від початкового значення pH води.

Хлор є основним дезинфікуючим агентом для попередження розвитку інфекцій у громадських басейнах, але хлор також реагує з органічними речовинами у воді і утворює побічні продукти дезінфекції (ППД): органічні речовини - похідне гумінових речовин, що утворюються в результаті взаємодії води з потом, сечею, волоссям, клітинами шкіри і залишками засобів особистої гігієни, що потрапляють у воду від плавців. Зміст ППД може бути виміряна у вигляді суми всіх галогенованих сполук. Деякі ППД збільшують ризик розвитку астми, є канцерогенами або подразнюють очі та шкіру.

Хлор є загальною назвою хлористої кислоти, яка утворює газоподібний хлор, що реагує з водою. Розчиняючись у воді, кислота утворює гіпохлорит і має значення рКа, рівне 7,5.

Хлориста кислота є набагато ефективнішою, ніж гіпохлорит, вбиваючи бактерії, цисти, спори і неактивні вірусні. Таким чином, якщо значення pH в плавальному басейні знаходиться на нижньому рівні регульованого діапазону, менша кількість хлору необхідно отримати для тієї мірі дезінфекції, а отже, у воді утворюється менше потенційно небезпечних ППД. Як показують численні дослідження, оптимальний рівень pH води в басейні лежить в межах від 7,5 до 8,0. При зниженні pH всього на 1-0,5 одиниці (до 7,0-6,5) значно підвищується рівень ППД, які до того ж ще й геннотоксічни.

Методи визначення pH

Шкала pH є логарифмічною шкалою, що означає, що кожне збільшення або зменшення на 1 одиницю являє собою зміну з коефіцієнтом 10. Наприклад, розчин з pH 11 в 10 разів більш лужною, ніж розчин з pH 10. Існує кілька методів, як визначити pH води .

Визначення pH за допомогою тест-смужок

Тест-смужки являють собою лакмусовий папір, що реагує зміною кольору на коливання pH. Придбати їх можна в зоомагазинах, оскільки часто їх використовують для визначення pH води в акваріумах (навіть незначне коливання цього показника може призвести до загибелі риб).

При контакті з водою колір тест-смужки зміниться. Вам доведеться тільки лише порівняти підсумковий колір із зразком колірної шкали на упаковці і отримати конкретне значення. Цей метод визначення pH швидкий, простий, дешевий, але має досить велику похибку.

Визначення pH за допомогою pH-метра

У пластиковий або скляний стаканчик відбирають пробу води (20-30 мл). Датчик приладу обполіскують невеликою кількістю дистильованої води, а потім занурюють у розчин разом з датчиком температури. Шкала приладу показує вам точне значення pH досліджуваного розчину. При цьому слід враховувати, що на точність вимірювань впливає регулярна калібрування приладу, для якої використовують стандартні розчини з відомою величиною pH. Цей метод визначення pH точний, простий, швидкий, але вимагає великих матеріальних витрат в порівнянні з попереднім і найпростіших навичок роботи з лабораторним обладнання та хімічними розчинами.

Таким чином, pH води - це не просто термін з шкільного курсу хімії, а й показник якості води, який повинен контролюватися щоб уникнути виникнення проблем з устаткуванням і здоров`ям.