超純水的pH問(wèn)題
發(fā)布時(shí)間：2013-09-20 21:55:57作者：admin來(lái)源：未知點(diǎn)擊：2128
在各個(gè)實(shí)驗(yàn)室，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)如下典型問(wèn)題：
“我們使用的超純水，應(yīng)該是中性的，結(jié)果經(jīng)過(guò)pH儀器的監(jiān)測(cè)，竟然偏酸性（堿性），是不是超純水出了什么問(wèn)題？”
通常，如果超純水電阻率18.2 MΩ．cm（25℃），那么表示超純水的純凈程度到了極限（請(qǐng)參考附錄１）。此時(shí)，留在水中并可以導(dǎo)電的陰陽(yáng)離子，只剩下 1*10-7M 的 [ H+ ] 及 [ OH- ]了。
但是，空氣可以溶解在水中，空氣中的二氧化碳與超純水發(fā)生的化學(xué)變化讓我們來(lái)看一看。因?yàn)槌兯兄挥衃 H+ ] 及 [ OH- ]，那么二氧化碳→碳酸所帶來(lái)的酸堿變化就 有趣了。首先，空氣中二氧化碳的濃度雖然只有0.038% (380 ppm)，卻能與水產(chǎn)生化學(xué)變化，反應(yīng)如下:
CO2 (g)+H2O (l) ←→ H2CO3 (l)
雖然，碳酸是一種弱酸 (Ka1=4.3×10-7)，但由于超純水中已無(wú)任何主導(dǎo)性的相對(duì)強(qiáng)酸，強(qiáng)堿，共軛酸，共軛堿，此時(shí)碳酸是*主導(dǎo)性弱酸，也是* [ H+ ] 離子的來(lái)源（(忽略掉H2O的解離）。
Ka1 = [ H+ ] [ HCO3 ] / [ H2CO3 ] = 4.3 × 10-7
我們可以在實(shí)驗(yàn)室里模擬出二氧化碳→碳酸→碳酸根離子的狀況。
當(dāng)超純水開(kāi)始與空氣接觸時(shí)，空氣中二氧化碳的在超純水中的溶解，就無(wú)可避免的持續(xù)下去，我們可以由兩種方法來(lái)觀察這個(gè)過(guò)程（下圖）
1）超純水電率會(huì)持續(xù)升高。一般情況下，在一小時(shí)之內(nèi)，超純水電導(dǎo)率會(huì)由0.055 μS/cm (18.2 MΩ．cm) 升高到 0.25 μS/cm 以上 (4 MΩ．cm 以下)，整個(gè)過(guò)程中水中總離子濃度提高到4.5倍以上。
2）超純水pH值會(huì)從7 （中性）開(kāi)始持續(xù)性的下降，大約在一小時(shí)以內(nèi)，pH值會(huì)降至5.7，并還會(huì)緩步下降至4.7左右（約需兩天），鮮有例外。
現(xiàn)在，我們知道為什么我們的超純水的pH會(huì)發(fā)生變化了吧。因此，在GB6682-2008的實(shí)驗(yàn)室用水一級(jí)水的規(guī)定中，對(duì)pH沒(méi)有要求，也是出此考慮。
因此，在做實(shí)驗(yàn)使用超純水的時(shí)候，建議超純水要現(xiàn)取現(xiàn)用。因?yàn)槭褂萌魏畏绞介L(zhǎng)久保存，都可能造成二次污染。除了會(huì)有容器造成的二次污染外，二氧化碳造成的導(dǎo)電率上升，pH值下降也是無(wú)法避免的，另外空氣環(huán)境下的灰塵、揮發(fā)性有機(jī)物、微生物都有可能對(duì)超純水造成不可逆的二次污染。
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