オンラインアルカリ度と酸性度分析器伝統的な化学の酸、塩基に対する認識は表象から本質に至る過程である。1923年に提案された酸塩基陽子理論によると、陽子(H+)を放出できる物質はすべて酸であり、陽子を受け入れる物質はすべてアルカリである。酸と塩基の関係は次の式で表される。
酸陽子+塩基
上記の関係式は酸アルカリ半反応式とも呼ばれ、酸アルカリ半反応の両側の酸アルカリ物質は共役酸アルカリ対と呼ばれる。酸が陽子を放出して共役塩基を形成するか、あるいは塩基が陽子を結合して共役酸を形成する。このことから、酸とアルカリは互いに依存し合い、また互いに転化することができる。酸が陽子を与える傾向が強いほど、その共役塩基が陽子を受容する傾向が弱い、塩基が陽子を受容する傾向が強いほど、その共役酸は陽子を与える傾向が弱い。
さんど
酸性度とは、水中に含まれる強アルカリと中和作用を起こす物質の総量を指す。このような物質としては、無機酸、有機酸、強酸弱アルカリ塩などが挙げられる。自然水体は大気中の二酸化炭素に溶解したために一定の酸性度があり、機械、選鉱、めっき、農薬、捺染、化学工業などの業界から排出された廃水はすべて酸性を呈し、酸性雨面積の拡大も自然水体の酸性度を増大させ、水生生物と農作物の正常な生活と成長条件を破壊し、魚類が死亡し、作物が被害を受けた。したがって、酸性度は水体の水質を測定する重要な指標である。
酸性度を測定する方法としては、酸塩基指示剤滴定法と電位滴定法及び酸性度計法がある。
オンラインアルカリ度と酸性度分析器1.酸塩基指示剤滴定法
標準水酸化ナトリウム溶液を用いて水サンプルを一定のpH値まで滴定し、その消費量に基づいて酸性度を計算した。使用する指示剤によって異なり、通常は2種類の酸性度に分けられる:1つはフェノールフタレインを指示剤(その変色pHが8.3である)として測定した酸性度を総酸性度(フェノールフタレイン酸性度)と呼び、強酸と弱酸を含む、第二に、メチルオレンジを指示剤(変色pH約3.7)として測定した酸度を強酸度またはメチルオレンジ酸度と呼ぶ。単位はCaCO
3mg/Lで表される。
2.電位滴定法
pHガラス電極を指示電極とし、甘水銀電極を参照電極とし、測定された水様と原電池を構成し、pH計にアクセスし、水酸化ナトリウム標準溶液をpH計に滴定して3.7と8.3を示し、その対応する消費された水酸化ナトリウム溶液量に基づいてそれぞれ2種類の酸性度を計算した。
本方法は各種の水体酸性度の測定に適用し、水様の着色、濁りの制限を受けない。測定時には温度、攪拌状態、応答時間などの要素の影響に注意しなければならない。50 mlの水サンプルを採取し、10-1000 mg/Lを測定することができる(CaCO
3範囲内の酸性度。
(二)アルカリ度
水のアルカリ度とは、水に含まれる強酸と中和作用を起こす物質の総量を指し、強アルカリ、弱アルカリ、強アルカリ弱酸塩などを含む。
天然水中のアルカリ度は主に重炭酸塩、炭酸塩と水酸化物によって引き起こされ、その中の重炭酸塩は水中のアルカリ度の主要な形式である。アルカリ度を引き起こす汚染源は主に製紙、捺染、化学工業、電気めっきなどの業界から排出された廃水及び洗剤、化学肥料と農薬の使用過程での流失である。
水中のアルカリ度を測定する方法は酸度を測定するのと同じで、酸アルカリ指示剤滴定法と電位滴定法がある。前者は酸塩基指示剤で滴定終点を示し、後者はpH計で滴定終点を示す。
水サンプルを標準酸溶液でフェノールフタレイン指示剤が赤色から無色(pH 8.3)に変わるまで滴定した場合、測定された塩基度をフェノールフタレイン塩基度と呼び、この場合OH
-中和され、CO32-HCOに中和される3-;メチルオレンジ指示薬がオレンジ色からオレンジ色に変化するまで滴定を続ける場合(pH約4.4)、測定された塩基度をメチルオレンジ塩基度と呼び、この時の水中のHCO3-中和された、すなわちすべてのアルカリ化物質は強酸で中和されたので、総アルカリ度とも呼ばれる。
水サンプルをフェノールフタレインを指示剤として滴定消費強酸量をPとし、引き続きメチルオレンジを指示剤として滴定消費強酸量をMとし、両者の和をTとする(図3-26参照)、水の全アルカリ度を測定する場合、出現する可能性がある5種類の状況を表3-19に示す。
表3〜19アルカリ度の存在形態と滴定結果の関係
滴定結果/ml | 各種アルカリ度に消費される酸標準液の量/ml | ||
OH- | CO32- | HCO3- | |
P=T(M=0) | P | 0 | 0 |
P>1/2T(P﹥M) | 2P-T | 2(T-P) | 0 |
P=1/2T(P=M) | 0 | T | 0 |
P﹤1/2T(P﹤M) | 0 | 2P | T-2P |
P=0(M=T) | 0 | 0 | T |
図3-26水中アルカリ組成の概略図
2種類の指示剤を用いて滴定した酸量に基づいて、それぞれ出水中の各種塩基度と総塩基度を計算することができ、その単位は通常mg/Lである。CaCO3またはCaO計のmg/Lで表される。