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超纯水的pH问题

2025年08月25日 09:50:19      来源:上海轩仪环保科技有限公司 >> 进入该公司展台      阅读量:16

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  在各个实验室,经常会出现如下典型问题:
  “我们使用的超纯水,应该是中性的,结果经过pH仪器的监测,竟然偏酸性(碱性),是不是超纯水出了什么问题?
  通常,如果超纯水电阻率18.2 MΩ.cm(25℃),那么表示超纯水的纯净程度到了极限(请参考附录1)。此时,留在水中并可以导电的阴阳离子,只剩下 1*10-7M 的 [ H+ ] 及 [ OH- ]了。
  但是,空气可以溶解在水中,空气中的二氧化碳与超纯水发生的化学变化让我们来看一看。因为超纯水中只有[ H+ ] 及 [ OH- ],那么二氧化碳→碳酸所带来的酸碱变化就 有趣了。首先,空气中二氧化碳的浓度虽然只有0.038% (380 ppm),却能与水产生化学变化,反应如下:
  CO2 (g)+H2O (l) ←→ H2CO3 (l)
  虽然,碳酸是一种弱酸 (Ka1=4.3×10-7),但由于超纯水中已无任何主导性的相对强酸,强碱,共轭酸,共轭碱,此时碳酸是*主导性弱酸,也是* [ H+ ] 离子的来源((忽略掉H2O的解离)。
  Ka1 = [ H+ ] [ HCO3 ] / [ H2CO3 ] = 4.3 × 10-7
  我们可以在实验室里模拟出二氧化碳→碳酸→碳酸根离子的状况。
  当超纯水开始与空气接触时,空气中二氧化碳的在超纯水中的溶解,就无可避免的持续下去,我们可以由两种方法来观察这个过程(下图)
  1)超纯水电率会持续升高。一般情况下,在一小时之内,超纯水电导率会由0.055 μS/cm (18.2 MΩ.cm) 升高到 0.25 μS/cm 以上 (4 MΩ.cm 以下),整个过程中水中总离子浓度提高到4.5倍以上。
  2)超纯水pH值会从7 (中性)开始持续性的下降,大约在一小时以内,pH值会降至5.7,并还会缓步下降至4.7左右(约需两天),鲜有例外。
实验室超纯水pH值
 
  现在,我们知道为什么我们的超纯水的pH会发生变化了吧。因此,在GB6682-2008的实验室用水一级水的规定中,对pH没有要求,也是出此考虑。
  因此,在做实验使用超纯水的时候,建议超纯水要现取现用。因为使用任何方式长久保存,都可能造成二次污染。除了会有容器造成的二次污染外,二氧化碳造成的导电率上升,pH值下降也是无法避免的,另外空气环境下的灰尘、挥发性有机物、微生物都有可能对超纯水造成不可逆的二次污染。

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