超純水のpH値はpH計で測定できますか?

超純水のpH値はpH計で測定できますか?

超純水装置を使用するユーザーは、「うちの超純水はpHに問題がある。本来は中性の超純水でなければならないが、酸性度計で測定すると弱酸性（またはアルカリ性）になる」という反応をする。 「何ですか？水質か何かの問題ですか？」

通常、超純水の純度が限界に達している（総塩濃度が1ppb以下）ことを示すために18.2MΩ・cmを使用します。

10 の -9 乗の大きさで、ppm、ppt などに似た比較的小さい単位で、それぞれ -6 倍と -12 倍です。

このような名前は、状況に応じて異なる正規化された量として表現されます-

ppm10-6（10のマイナス6乗）はかなりのマイクログラムレベルです

ppb10-9（10のマイナス9乗）はかなりナノグラムレベルです

ppt10-12 (10 のマイナス 12 乗) は非常に絵になります}

この場合、水中には 1*10-7 M の [H plus ] と [OH-] だけが残り、アニオンとカチオンを伝導できます。

このとき、二酸化炭素→炭酸によって起こる酸塩基変化は非常に興味深いものです。 まず、空気中の二酸化炭素の濃度はわずか {{1​​}}.035 パーセント (350ppm) ですが、水と化学変化を起こすことができ、その反応は次のとおりです。

CO2(g)+H2O(I)↔H2CO3(I)

炭酸は弱酸（Ka1=4.3x10-7）ですが、超純水には支配的な比較的強い酸、強塩基、共役酸、共役塩基が存在しないため、炭酸だけが存在します。主要な弱酸であり、[H plus ] イオンの唯一の供給源です (H2O の解離は無視します)。

Ka1=[H プラス ][HCO3] /[H2CO3]=4.3x10-7

必要に応じて、二酸化炭素→炭酸→炭酸イオンの状況を実験室でシミュレーションすることができます。 超純水が大気にさらされ始めると、必然的に二酸化炭素の溶解が進みます。 現時点では、このプロセスを監視するには 2 つの方法があります。

導電率はさらに増加し​​ます。 通常、1 時間以内に、導電率は {{0}}.055μS/㎝ (18.2MΩ.㎝) から 0.25μS/㎝ 以上 (4MΩ.㎝未満) に増加します。 4.5倍以上に増加しました。

pH は 7 (中性) から下がり続け、約 1 時間以内に pH は 5.7 に下がり、いくつかの例外を除いてゆっくりと約 4.7 (約 2 日) に下がります。

もちろん、この不可逆的な現象から判断すると、超純水はすぐに取り出して使用する必要があります。 長期保管すると、容器による汚染だけでなく、屋外の粉塵/揮発性有機化合物/微生物、二酸化炭素による汚染も発生します。導電率の上昇とpHの低下は避けられません。

一般的なpH計はイオン強度の高い溶液で使用するように設計されていますが、超純水はイオン強度が非常に低い溶液です。 実際、低イオン強度の溶液に対して高感度の電極とホストが市販されています。 、このタイプの機器を使用しない場合、読み取り値がランダムにジャンプするため、確認するのが非常に困難です。

電極のメンテナンスが不十分なために塩橋が詰まり、適切な機能が失われます。塩橋は主に緩い多孔質のセラミックまたはテフロン素材で作られており、主に内部のアニオンとカチオンのバランスを保つために使用されます。電極の外側では定期的な洗浄が行われていないため、イオン強度の低い溶液では、超純水の測定 pH はほとんどが不当に高く、そのほとんどは約 9 ～ 11 です。 このような場合は、小さじ 1 杯の中性塩を加えてイオンの pH を上げてください。 塩橋上の拡散能力は、少数の例外を除いて、pH 値が数秒以内に pH 7 以下に低下します。 理論的には、中性 KCl は pH を変化させず、イオン強度のみを変化させます。