Чему равен pH дистиллированной воды

Этот вопрос неожиданно оказался актуальным в связи с тем, что некоторые пользователи рН-метров абсолютно уверены в том, что pH дистиллированной воды равен 7,00. И поэтому пытаются использовать ее при градуировке pH-метров или для проверки работоспособности электродов. Никаких адекватных результатов это дать не может по причинам, приведенным ниже.

1. Величина pH воды равна 7,00 только в том случае, если это химически чистая вода (без каких-либо примесей). И только при температуре 25оС. Поскольку ионное произведение воды (KW) заметно зависит от температуры, то и pH чистой воды изменяется с изменением температуры. Эта зависимость приведена в таблице 1.

Таблица 1

2. Обычная дистиллированная вода не является химически чистой. При простой перегонке все летучие вещества, содержащиеся в исходной воде, попадают в дистиллят. Например, аммиак.

3. Другим источником загрязнений, который чаще всего не принимают в расчет, является углекислый газ (CO2) из воздуха. Дистиллят, находящийся в контакте с воздухом очень быстро поглощает CO2 и его pH смещается в кислую сторону из-за образования угольной кислоты (до pH=5,5…6,0). Если проводить измерения рН такой воды в открытом стаканчике, то показания будут из-за этого «плыть». А стабилизация их наступит через длительное время, только после наступления равновесия между водой и СО2 воздуха. Время стабилизации показаний зависит от множества факторов: объема анализируемой пробы, площади поверхности, контактирующей с воздухом, наличия и интенсивности перемешивания и т.д.

4. Другим источником загрязнения является истекающий из электрода сравнения раствор KCl, который так же может значительно изменить pH дистиллированной воды. Особенно это актуально при длительном нахождении электродов в анализируемой пробе (см. п.3).

5. Согласно ГОСТ 6709-72 рН дистиллированной воды должен находиться в пределах 5,40…6,60 (по ГОСТ Р 58144-2018 – 5,00…7,00).

6. Градуировка pH-метров и проверка работоспособности электродов должна осуществляют исключительно по рабочим эталонам рН (см. ГОСТ 8.135-2004). Только таким образом мож-но получить корректные результаты.

7. Если же стоит задача измерения рН химически чистой воды, то важно понимать, что это достаточно сложная проблема. И для ее решения лучше применять специально разработанные анализаторы, которые учитывают особенности анализируемой среды:

• измерения должны проводится в проточной ячейке, установленной непосредственно на выходе из аппарата, который производит очищенную воду;
• конструкция проточной ячейки должна исключать возможность контакта анализируемой воды с воздухом;
• измерения следует выполнять при помощи раздельной электродной пары, комбинированные электроды плохо подходят для этого, т.к. раствор KCl, вытекающий из встроенного элек-трода сравнения может изменять рН анализируемой среды непосредственно вблизи точки выпол-нения измерений;
• электрод сравнения должен располагаться ниже по течению, чтобы истекающий из него раствор KCl не изменял pH анализируемой среды;
• электрод сравнения должен иметь высокое истечение (1…5 мл/сут), т.к. в противном случае (при низком истечении) может возникать значительный диффузионный потенциал, кото-рый будет вносить существенную погрешность в результаты измерений;
• расстояние между электродами должно быть минимальным, но таким, чтобы KCl из электрода сравнения не мешал измерениям;
• т.к. сама анализируемая вода имеет значительное электрическое сопротивление, то для снижения общего сопротивления измерительной системы рекомендуется применять рН-электроды с низким сопротивлением (до 100 МОм).
• геометрия и материал ячейки оказывает влияние на качество измерений и отрабатывают-ся экспериментально;
• в некоторых конструкциях ячеек положительный эффект дают применяемые дополни-тельные «заземляющие» раствор электроды и специальное экранирование.

8. Следует отметить, что чистая вода, особенно горячая, является исключительно агрес-сивной средой для стеклянного измерительного электрода. При хранении и эксплуатации pH-электрода в чистой воде происходит постепенное «вымывание» наиболее легко растворимых ком-понентов с поверхности рабочей мембраны и обогащение ее SiO2. Это приводит к ухудшению эксплуатационных характеристик электрода – увеличивается его электрическое сопротивление, а также время отклика, снижается крутизна электродной характеристики. Поэтому категорически не рекомендуется хранить электрод между измерений в дистиллированной воде.