GREEN EYE ENVIRONMENT CễNG TY MễI TRNG TM NHèN XANH GREE Tel: (08)5150181 Fax: (08)8114594 www.gree-vn.com ThS: Huyứnh Ngoùc Phửụng Mai CHNG 1 PH 1.1 GII THIU CHUNG Thut ng pH c s dng rng rói biu din tớnh acid hoc tớnh kim ca dung dch. pH l ch s biu din nng ca ion hydro, hay núi chớnh xỏc hn l nng hot tớnh ca ion hydro. pH cú vai trũ quan trng trong hu ht cỏc quỏ trỡnh ca lnh vc k thut mụi trng. Trong lnh vc cp nc, pH l yu t quan trng nh hng n quỏ trỡnh keo t húa hc, kh trựng, lm mm v kim soỏt tớnh n mũn ca nc. Trong x lý nc thi bng cỏc quỏ trỡnh sinh hc, pH phi c duy trỡ trong gii hn ti u cho s phỏt trin ca vi sinh vt. Cỏc quỏ trỡnh húa hc s dng keo t nc thi, lm khụ bựn hoc oxy cỏc hp cht nh ion cyanua, thng ũi hi pH phi c duy trỡ trong mt gii hn hp. Vỡ nhng lý do trờn v vỡ cỏc mi quan h c bn gia pH, acid v kim, cn phi hiu bit v lý thuyt cng nh thc t pH. 1.2 Lí THUYT pH Khỏi nim v pH c phỏt trin t hng lot cỏc nghiờn cu dn n hiu bit y hn v acid v base. Vi s khỏm phỏ ca Cavendish nm 1366 v hydro, ngay sau ú mi ngi u bit tt c acid cha nguyờn t hydro. Cỏc nh húa hc ó tỡm thy rng cỏc phn ng trung hũa gia acid v base luụn luụn to thnh nc. T khỏm phỏ trờn v cỏc thụng tin liờn quan, ngi ta kt lun rng base cha cỏc nhúm hydroxyl. Nm 1887 Arrhenius thụng bỏo lý thuyt ca ụng v s phõn ly thnh ion (ionization). T ú n nay acid c coi l cỏc cht khi phõn ly to thnh ion hydro v base khi phõn ly to thnh ion hydroxyl. Theo khỏi nim ca Arrhenius, trong dung dch, acid mnh v base mnh cú kh nng phõn ly cao, acid yu v base yu cú kh nng phõn ly kộm trong dung dch nc. S ra i v phỏt trin cỏc thit b thớch hp o nng hoc hot tớnh ca ion hydro ó chng minh lý thuyt trờn. o hot ca ion hydro in cc hydro l thit b thớch hp o hot tớnh ca ion hydro. Cựng vi vic s dng in cc hydro, ngi ta tỡm thy rng nc tinh khit phõn ly cho nng ion hydro cõn bng khong 10-7 mol/l. â Copyright 2006 gree-vn.com, All rights reserved. Xin ghi rừ ngun khi bn phỏt hnh li thụng tin t trang ny. 1-1 H 2 O ặ H + + OH - (1 1) GREEN EYE ENVIRONMENT CễNG TY MễI TRNG TM NHèN XANH GREE Tel: (08)5150181 Fax: (08)8114594 www.gree-vn.com ThS: Huyứnh Ngoùc Phửụng Mai Vỡ nc phõn ly to thnh mt ion hydroxyl v mt ion hydro nờn rừ rng rng cú khong 10-7 mol/l ion hydroxyl cng c to thnh. Thay th vo phng trỡnh cõn bng ta cú: { } { } {} K OH OHH = + 2 (1 2) Nhng vỡ nng ca nc l rt ln ([6,02 x 1023 x 1.000/18] mol/l) v gim i rt ớt do b phõn ly nờn cú th c xem l hng s (hot tớnh ca nú tng ng vi 1,0) v phng trỡnh (1 2) cú th c vit thnh: (1 3) {H + } {OH - } = K n v i vi nc tinh khit 200C, {H + } {OH - } = 10 -7 x 10 -7 = 10 -14 Hng s ny l tớch ion hoc hng s phõn ly ca nc. Khi cho vo nc mt acid, nú phõn ly trong nc v hot tớnh ion hydro tng lờn; tip theo, hot tớnh ion hydroxyl phi gim xung tuõn theo hng s phõn ly. Vớ d, nu acid c cho vo nc tng nng hot tớnh {H+} n 10-1 thỡ nng hot tớnh {OH-} phi gim n 10-13, cú: 10 -1 x 10 -13 = 10 -14 Ngc li, nu base c cho vo nc tng nng {OH-} n 10-3 thỡ nng {H+} gim n 10-11. V mt ghi nh quan trng l {OH-} v {H+} khụng bao gi gim n zero. Khỏi nim c bn pH Vic biu din hot tớnh ion hydro di dng nng mol l khụng thun tin. khc phc khú khn ny, nm 1909 Sorenson kin ngh biu din nng hot tớnh ca ion hydro di dng logarithm õm v kớ hiu l pH+. Ký hiu ca ụng c thay th bng ký hiu n gin hn l pH v c biu din bng â Copyright 2006 gree-vn.com, All rights reserved. Xin ghi rừ ngun khi bn phỏt hnh li thụng tin t trang ny. 1-2 pH = - log{H + } hoaởc pH = log { H + } 1 (1 5) v pH thng nm trong dóy t 0 n 14, vi pH 7 250C biu din tớnh trung hũa tuyt i. GREEN EYE ENVIRONMENT CễNG TY MễI TRNG TM NHèN XANH GREE Tel: (08)5150181 Fax: (08)8114594 www.gree-vn.com ThS: Huyứnh Ngoùc Phửụng Mai â Copyright 2006 gree-vn.com, All rights reserved. Xin ghi rừ ngun khi bn phỏt hnh li thụng tin t trang ny. 1-3 Vỡ hng s Kn thay i theo s thay i nhit , nờn pH ca tớnh trung hũa cng thay i cựng vi nhit , l 7,5 00C v 6,5 600C. Tớnh acid tng khi giỏ tr pH gim v tớnh kim tng khi giỏ tr pH tng. 1470 Thang pH Daừ y acid Daừ y kiem 1.3 O pH in cc hydro l tiờu chun tuyt i o pH. Nhng nú khụng thun li v khụng thớch ng c vic s dng rng rói, c bit trong cỏc nghiờn cu ngoi hin trng hoc i vi cỏc dung dch cú cha cỏc cht hp ph lờn platin en. S thay i ca cỏc cht ch th c chun vi in cc xỏc nh tớnh cht mu ca chỳng cỏc mc thay i ca pH. T nhng nghiờn cu ny, cú th xỏc nh mt cỏch chớnh xỏc vic chn cht ch th cú kh nng thay i mu mt cỏch ỏng k trong dóy pH cú liờn quan. Vic s dng cht ch th c thay th bng vic phỏt trin in cc thy tinh. Khong nm 1925, ngi ta ó tỡm thy in cc cú th c ch to bng thy tinh v cú kh nng o c hot tớnh ca ion hydro m khụng b nh hng ca hu ht cỏc ion khỏc. Vic s dng nú tr thnh phng phỏp tiờu chun o pH. o bng in cc thy tinh Cỏc loi mỏy o pH s dng in cc thy tinh do nhiu cụng ty ch to. Chỳng thay i t cỏc loi mỏy pH cụng trng s dng pin vi giỏ vi trm USD n cỏc loi thit b cú chớnh xỏc cao vi giỏ hn ngn USD. Cỏc loi mỏy o pH s dng in 110V c ch to t nhng nm 1940 v ỏp ng c hu ht cỏc yờu cu ca phũng thớ nghim, chỳng cú kh nng o c pH vi chớnh xỏc 0,1 n v. Cỏc mỏy o pH di ng s dng pin thớch hp vi vic i cụng trng. Vic o pH cú th c thc hin trong rt nhiu loi vt liu v cỏc iu kin rt khỏc nhau, iu ny cho thy phi lu ý n loi in cc. Vic o cỏc giỏ tr pH cao hn 10 v nhit cao tt nht c thc hin vi cỏc in cc thy tinh c bit. Cỏc thit b o pH thng c chun bng cỏc dung dch pH chun. GREEN EYE ENVIRONMENT CÔNG TY MÔI TRƯỜNG TẦM NHÌN XANH GREE Tel: (08)5150181 Fax: (08)8114594 www.gree-vn.com ThS: Huyønh Ngoïc Phöông Mai © Copyright 2006 gree-vn.com, All rights reserved. Xin ghi rõ nguồn khi bạn phát hành lại thông tin từ trang này. 1-4 1.4 PHÂN TÍCH SỐ LIỆU pH Số liệu pH luôn luôn được phân tích dưới dạng hoạt tính của ion – hydro, là số đo của tính acid hoặc kiềm của dung dịch. Một cách gần đúng, có thể giả thiết nồng độ của ion – hydro {H+} = {H+} nồng độ hoạt tính của ion – hydro. Vì vậy, ở pH = 2 {H+} = 10-2 ở pH = 10 {H+} = 10-10 ở pH = 4,5 {H+} = 10-4,5 pH không đo độ acid tổng cộng hoặc độ kiềm tổng cộng. Điều này có thể được trình bày bằng việc so sánh pH của dung dịch acid sulfuric và acid acetic N/10. pH của dung dịch acid sulfuric khoảng 1 vì nó có phân ly mạnh hơn và pH của dung dịch acid acetic khoảng 3 vì nó phân ly yếu hơn. Trong một vài thí dụ pOH, hoặc hoạt tính của ion-hydroxyl, của dung dịch là mối quan tâm chính. Người ta thường tính pOH bằng cách sử dụng mối quan hệ đã cho trong Phương trình (1-3). Phép tính gần đúng được thực hiện từ mối quan hệ: pH + pOH = 14 (1 - 6) hoặc pOH = 14 – pH (1 - 7) [OH-] và [H+] của dung dịch không bao giờ giảm đến zero. Khái niệm cơ bản của pOH, hoặc hoạt tính của ion – hydroxyl là đặc biệt quan trọng trong các phản ứng kết tủa liên quan đến việc tạo thành hydroxide. Ví dụ, việc kết tủa Mg2+ trong quá trình làm mềm nước bằng vôi và trong quá trình keo tụ hóa học sử dụng phèn sắt và phèn nhôm. . hot tớnh {H+} n 10 -1 thỡ nng hot tớnh {OH-} phi gim n 10 -13 , cú: 10 -1 x 10 -13 = 10 -14 Ngc li, nu base c cho vo nc tng nng {OH-} n 10 -3 thỡ nng {H+} gim n 10 -11 . V mt ghi nh. CễNG TY MễI TRNG TM NHèN XANH GREE Tel: (08) 515 018 1 Fax: (08) 811 4594 www.gree-vn.com ThS: Huyứnh Ngoùc Phửụng Mai CHNG 1 PH 1. 1 GII THIU CHUNG Thut ng pH c s dng rng rói. { } { } {} K OH OHH = + 2 (1 2) Nhng vỡ nng ca nc l rt ln ([6,02 x 10 23 x 1. 000 /18 ] mol/l) v gim i rt ớt do b phõn ly nờn cú th c xem l hng s (hot tớnh ca nú tng ng vi 1, 0) v phng trỡnh (1 2) cú th