Travay pwoteksyon anviwònman an se inséparabl ak chimi; ekwasyon reyaksyon chimik ak kalkil dòz reyaktif yo komen nan tretman dlo ize. Sa ki anba la a se konsèp nan pH ak egzanp kalkil.
I. Konsèp debaz pH
pH se yon echèl pou mezire asidite oswa alkalinite nan yon solisyon akeuz. Li defini kòm logaritm negatif aktivite ion idwojèn:
pH=-log₁₀[H⁺]
Kote [H⁺] reprezante konsantrasyon molè iyon idwojèn, an mol/L. Ranje pH la anjeneral 0-14. pH=7 net, pH<7 is acidic, and pH>7 se alkalin.
Nan dlo pi, [H⁺]=10⁻⁷ mol/L, kidonk pH=7. Lè pH=3, [H⁺]=10⁻³ mol/L; lè pH=10, [H⁺]=10⁻¹⁰ mol/L, ak [OH⁻]=10⁻⁴ mol/L.
II. Siyifikasyon chimik pH
Valè pH reflete balans asid-baz la nan kò dlo epi li gen rapò ak pwosesis chimik sa yo:
1. Fòm matyè: Anpil sibstans chimik (tankou iyon metal lou ak matyè òganik) montre diferan eta ionizasyon ak solubilite nan diferan nivo pH.
2. Pousantaj reyaksyon: To asid-reyaksyon katalitik baz souvan gen rapò dirèkteman ak pH.
3. Kowozivite: valè pH ekstrèm (<4 or >10) lakòz gwo korozyon nan tiyo metal ak ekipman.
4. Aktivite byolojik: Sistèm anzim mikwòb yo trè sansib a pH, ak pH kwasans optimal anjeneral ant 6.5 ak 8.5.
III. Wòl Gid pH nan Tretman Dlo
1. Ajisteman pretretman
Anvan dlo ize antre nan sistèm tretman an, pH la bezwen ajiste nan yon seri apwopriye (jeneralman 6-9) pou evite afekte inite tretman ki vin apre yo.
2. Asire tretman byochimik
Pwosesis labou aktive aerobic: pH optimal se 6.5-8.5
Dijesyon anaerobik: pH optimal se 6.8-7.4
Devyasyon pH ka mennen nan diminye aktivite mikwòb e menm efondreman sistèm.
3. Kontwòl presipitasyon chimik
Lè w retire metal lou, pH la bezwen ajiste nan yon valè espesifik pou lakòz metal yo presipite kòm idroksid. Pa egzanp, Cu²⁺ presipite nèt nan pH≈8.0.
IV. Kalkil Dòz NaOH pou netralize dlo ize nan pH 3
Kalkil netralizasyon an baze sou reyaksyon netralizasyon asid-baz: H⁺ + OH⁻ → H₂O
Kondisyon yo bay:
· Volim dlo ize V=1 m³=1000 L
· Inisyal pH=3 → [H⁺]=10⁻³ mol/L
· pH sib=7 → [H⁺]=10⁻⁷ mol/L
· NaOH pwa molekilè=40 g/mol
Etap kalkil:
1. Inisyal Kantite H⁺:
n(H⁺)inisyal=10⁻³ mol/L × 1000 L=1 mol
2. Kantite sib H⁺ (neglijab):
n(H⁺)sib=10⁻⁷ mol/L × 1000 L=0.0001 mol
3. Kantite H⁺ pou netralize:
Δn(H⁺)=1 - 0.0001 ≈ 1 mol
4. Kantite NaOH ki nesesè (reaksyon 1:1):
n(NaOH)=1 mol
5. Mas NaOH obligatwa:
m(NaOH)=1 mol × 40 g/mol=40 g
Konklizyon: Pou netralize 1 mèt kib dlo ize ak pH=3 net, ou bezwen ajoute 40 gram idroksid sodyòm (solid).
V. Kalkil dòz H₂SO₄ pou netralize dlo ize nan pH=10
Kondisyon yo bay:
· Volim dlo ize V=1 m³=1000 L
· Inisyal pH=10 → pOH=4 → [OH⁻]=10⁻⁴ mol/L
· pH sib=7 → [OH⁻]=10⁻⁷ mol/L
· H₂SO₄ pwa molekilè=98 g/mol (H₂SO₄ bay 2 iyon H⁺)
Etap kalkil:
1. Premye kantite OH⁻:
n(OH⁻)inisyal=10⁻⁴ mol/L × 1000 L=0.1 mol
2. Kantite sib OH⁻ (neglijab):
n(OH⁻)sib=10⁻⁷ mol/L × 1000 L=0.0001 mol
3. Kantite OH⁻ pou netralize:
Δn(OH⁻)=0.1 - 0.0001 ≈ 0.1 mol
4. Kantite H⁺ ki nesesè: n(H⁺)=0.1 mol
5. Kantite H₂SO₄ ki nesesè (chak mol H₂SO₄ bay 2 mol H⁺):
n(H₂SO₄)=0.1 mol ÷ 2=0.05 mol
6. Mas H₂SO₄ obligatwa:
m(H₂SO₄)=0.05 mol × 98 g/mol=4.9 g
Konklizyon: Netralize 1 mèt kib dlo ize ak pH=10 nan net mande pou ajoute 4.9 gram asid silfirik pi.
Si w ap itilize 98% asid silfirik konsantre (dansite 1.84 g/mL), volim nan se:
V=4.9 g ÷ 0.98 ÷ 1.84 g/mL ≈ 2.72 mL
VI. Konsiderasyon Jeni pratik
1. Sistèm tanpon: Dlo ize ka gen sibstans ki sou asid-baz tanpon (tankou karbonat ak fosfat). Dòz aktyèl la dwe detèmine atravè tès titration.
2. Operasyon an sekirite: mezi pwoteksyon ki nesesè yo dwe aplike lè yo ajoute asid oswa alkali pou fè pou evite overconcentration lokalize ki mennen nan polisyon segondè.
3. Efikasite Ekonomik: Pou tretman gwo -echèl, yo dwe konpare pri diferan reyaktif yo. Sitwon (Ca(OH)₂) jeneralman pi ekonomik pase NaOH.
4. Kontwòl otomatik: ajisteman pH gen karakteristik ki pa-lineyè; li rekòmande pou itilize yon sistèm kontwòl PID pou reyalize dòz egzak.
5. jesyon pH se yon aspè fondamantal nan tretman dlo ize, ki afekte dirèkteman efikasite tretman ak depans fonksyònman, ak Se poutèt sa merite ase atansyon.