閥(fa)門(men)材料(liao)與(yu)溶(rong)液的酸堿性和(he)pH值(zhi)
當流(liu)過閥(fa)門(men)的介質(zhi)是(shi)各(ge)種(zhong)溶(rong)液時,我們(men)需要知(zhi)道(dao)該(gai)溶(rong)液的酸堿性和(he)pH值(zhi),以便(bian)我們(men)正確(que)選擇合適的閥(fa)門(men)材料(liao)。
1、pH的概念
“pH值(zhi)”是(shi)表示氫(qing)離(li)子(zi)濃度指(zhi)數(shu)的數(shu)值(zhi),表示溶(rong)液酸性或(huo)堿性程(cheng)度的數(shu)值(zhi),即所(suo)含(han)氫離(li)子(zi)濃度的常(chang)用(yong)對(dui)數(shu)的負(fu)值(zhi)。氫(qing)離(li)子(zi)濃度指(zhi)數(shu)壹(yi)般(ban)在(zai)0-14之(zhi)間(jian),當它為7時溶(rong)液呈中(zhong)性,小(xiao)於7時呈酸性,值(zhi)越小(xiao),酸性越強(qiang);大於7時呈堿性,值(zhi)越大(da),堿性越強(qiang)。pH是1909年由丹(dan)麥生(sheng)物化學家(jia)Soren Peter Lauritz Sorensen提出(chu)。p來自德語(yu)Potenz(means potency, power),意(yi)思是濃(nong)度、力量,H(hydrogenion)代表氫(qing)離(li)子(zi)(H)。
2、溶(rong)液的酸堿性
pH是(shi)溶(rong)液中(zhong)氫離(li)子(zi)活度的壹(yi)種(zhong)標(biao)度,也就是通(tong)常意(yi)義上溶(rong)液酸堿程(cheng)度的衡量標(biao)準(zhun)。通(tong)常(chang)pH值(zhi)是(shi)壹(yi)個(ge)介於0和14之(zhi)間(jian)的數(shu),當pH<7的時候(hou),溶(rong)液呈酸性,當pH>7的時候(hou),溶(rong)液呈堿性,當pH=7的時候(hou),溶(rong)液呈中(zhong)性。
在(zai)標(biao)準(zhun)溫度(25℃)和(he)壓(ya)力下,pH=7的水溶(rong)液(如(ru):純(chun)水)為中(zhong)性,這(zhe)是(shi)因為(wei)水在(zai)標(biao)準(zhun)溫度和(he)壓(ya)力下自然電離出的氫(qing)離(li)子(zi)和氫氧根(gen)離(li)子(zi)濃度的乘(cheng)積(ji)(水的離(li)子(zi)積(ji)常(chang)數(shu))始終是(shi)1×10^(-14),且兩(liang)種(zhong)離子(zi)的濃(nong)度都(dou)是(shi)1×10^(-7)mol/L。pH值(zhi)小(xiao)說明(ming)H+的濃(nong)度大(da)於OH-的濃(nong)度,故(gu)溶(rong)液酸性強(qiang),而pH值(zhi)增大(da)則(ze)說明(ming)H+的濃(nong)度小(xiao)於OH-的濃(nong)度,故(gu)溶(rong)液堿性強(qiang)。所(suo)以pH值(zhi)愈(yu)小(xiao),溶(rong)液的酸性愈(yu)強(qiang);pH愈(yu)大(da),溶(rong)液的堿性也就愈(yu)強(qiang)。
在(zai)非水溶(rong)液或(huo)非標(biao)準(zhun)溫度和(he)壓(ya)力的條(tiao)件(jian)下,pH=7可能並不(bu)代(dai)表溶(rong)液呈中(zhong)性,這(zhe)需要通(tong)過計算(suan)該溶(rong)劑(ji)在(zai)這(zhe)種(zhong)條(tiao)件(jian)下的電(dian)離(li)常數(shu)來決定(ding)pH為(wei)中(zhong)性的值(zhi)。如(ru)373K(100℃)的溫度下(xia),pH=6為(wei)中(zhong)性溶(rong)液。pH值(zhi)越趨(qu)向(xiang)於0表示溶(rong)液酸性越強(qiang),反(fan)之(zhi),越趨(qu)向(xiang)於14表示溶(rong)液堿性越強(qiang),在(zai)常(chang)溫下(xia),pH=7的溶(rong)液為(wei)中(zhong)性溶(rong)液。由(you)於實(shi)際(ji)中(zhong)的溶(rong)液不(bu)是(shi)理想溶(rong)液,所(suo)以僅(jin)僅(jin)用H+濃(nong)度是(shi)不(bu)可(ke)以準(zhun)確(que)測量的,因(yin)此(ci)也無法(fa)準確(que)計算(suan)得(de)到溶(rong)液的pH。故(gu)而(er)應當采(cai)用H+活(huo)度,即pH=-lg aH+=-lgγ•cH+。這(zhe)樣(yang)從(cong)理論(lun)上講(jiang)只(zhi)要知(zhi)道(dao)氫(qing)離子(zi)的活(huo)度aH+就(jiu)可(ke)以得(de)到溶(rong)液的準(zhun)確(que)pH。
3、海水pH值(zhi)
海(hai)水pH值(zhi)是(shi)海(hai)水酸堿度的壹(yi)種(zhong)標(biao)誌(zhi)。海水的pH值(zhi)大(da)於7,所(suo)以海(hai)水呈弱(ruo)堿性。海(hai)水pH值(zhi)因(yin)季節和區(qu)域的不(bu)同(tong)而不(bu)同(tong):夏季時,由於增溫和(he)強(qiang)烈的光(guang)合作用,使(shi)上(shang)層(ceng)海水中(zhong)二(er)氧(yang)化碳含(han)量和氫離(li)子(zi)濃度下(xia)降(jiang),於是pH值(zhi)上(shang)升(sheng),即堿性增強(qiang),冬季時則(ze)相(xiang)反(fan),pH值(zhi)下(xia)降(jiang)。在(zai)溶(rong)解(jie)氧(yang)高(gao)的海(hai)區(qu),pH值(zhi)也高(gao);反(fan)之(zhi),pH值(zhi)就(jiu)低(di)。
天然海水的PH值(zhi)經(jing)常(chang)穩(wen)定(ding)在(zai) 7.9—8.4之(zhi)間(jian)。
未受汙染(ran)的海(hai)水pH值(zhi)在(zai)8.0~8.3之(zhi)間(jian),也就是說,天然的海(hai)洋有(you)點(dian)偏(pian)堿。
太(tai)平(ping)洋海(hai)域(yu)平均(jun)PH值(zhi)是(shi)7.889—8.268。
海(hai)水的pH壹(yi)般(ban)在(zai)7.5~8.2的範(fan)圍變(bian)化,主要取(qu)決於二(er)氧(yang)化碳的平(ping)衡。在(zai)溫度、壓(ya)力、鹽度壹(yi)定(ding)的情(qing)況下(xia),海(hai)水的pH主(zhu)要取(qu)決於H2CO3各(ge)種(zhong)離解(jie)形(xing)式(shi)的比(bi)值(zhi)。海(hai)水緩(huan)沖能(neng)力zui大的時候(hou)pH應當等於碳酸*、第(di)二(er)級(ji)離(li)解(jie)常(chang)數(shu)。反(fan)過來(lai),當海水pH值(zhi)測定(ding)後(hou)也可以推算出(chu)碳(tan)酸的濃(nong)度。當鹽度和(he)總(zong)CO2壹(yi)定(ding)時,由於碳酸*、第(di)二(er)級(ji)離(li)解(jie)常(chang)數(shu)隨溫度、壓(ya)力變(bian)化,所(suo)以海(hai)水的pH值(zhi)也隨之(zhi)變(bian)化。計算(suan)出不(bu)同(tong)溫度、壓(ya)力下的碳(tan)酸*、第(di)二(er)級(ji)離(li)解(jie)常(chang)數(shu)值(zhi),就(jiu)可(ke)以計算(suan)出pH。
在(zai)實(shi)驗(yan)室(shi)測定(ding)海(hai)水的pH時,如果溫度、壓(ya)力與(yu)現(xian)場海水不(bu)同(tong),則(ze)需要進(jin)行校(xiao)正。溫度校(xiao)正可(ke)用公式:pHt1(現場)=pHt1(測定(ding))+0.0113(t2-t1) 。由(you)於深度改(gai)變(bian)引(yin)起的壓(ya)力校(xiao)正可(ke)以通(tong)過查(zha)表得(de)到。