sciencetalk

Beste leden,

Zuur-base constanten en pH berekeningen van oplossing zit me even ver, dus graag wat hulp.

Stel dat we een reactor vat hebben, met de inhoud van RO water en wat media. De pH van dit vat wordt gecontroleerd met een pH meter, waarbij de pH wordt aangepast met een 18 wt% NH4OH oplossing als deze te laag wordt (door azijnzuur productie in het vat). Dit alles wordt automatisch gecontroleerd.

Stel dat de automatische controle faalt en we te veel NH4OH oplossing toevoegen, waardoor de pH gaat stijgen. Het systeem wordt hierdoor beveiligd door een pH meter, waarbij deze een hoog alarm geeft bij 5.6 pH, en hoog hoog alarm bij 5.7 pH. Bij hoog alarm is er slechts enkel een alarm naar de operator, bij hoog hoog alarm is er een interlock waardoor de toevoegklep van NH4OH gesloten wordt.

Volgende data rond product NH4OH:

Weight concentratie: 0,18 g NH4OH / 100 g oplossing
Mol massa NH4OH: 35,04 g/mol
Massa dichtheid oplossing: 939 g/l

Dan kom je op een NH4OH oplossing van 4,82 mol/l als ik correct ben.

Mijn vraag: Hoelang duurt het vooraleer de pH stijgt van 5.6 naar 5.7 bij toevoegen van NH4OH oplossing (18wt%)? De toevoer pomp geeft een capaciteit van 82 liter/uur. We kunnen er van uitgaan dat het vat een volume heeft van 5000 liter.

Ik had deze pH calculator gevonden op het internet: https://www.omnicalculator.com/chemistry/ph

Deze geeft aan dat een oplossing met pH van 5,6 -> 0,000000003981 mol/l OH- ionen. Voor een pH van 5,7 wordt dit 0.000000005012 mol/l OH- ionen. We nemen een vat aan van 5000 l, dus we komen op een verschil van 0,00000515 mol OH- ionen.

Reken ik dan via het debiet van mijn pomp (82 l/u) uit hoe lang het zou duren om dit verschil te compenseren met mijn 4,82 mol/l NH4OH opl?

Alvast bedankt voor de hulp.

Foutje voor NH4OH in mol/l, zou 0,00054 mol/l moeten zijn ipv 4,82 mol/l.

Ik word een beetje zenuwachtig van je notatie 'NH₄OH', want die stof bestaat niet. 'Ammonia' wel, dat is gewoon NH₃(aq). Daarnaast de vraag: is de vloeistof in het vat alleen maar zuur door azijnzuur? Of zijn er nog andere zuren aanwezig?

Punt is dat het voor de berekening nogal uitmaakt of we met een sterk zuur of een zwak zuur als azijnzuur te maken hebben. In geval van een zwak zuur is er een groot reservoir ongeïoniseerd zuur aanwezig dat veranderingen in de pH meer tegenwerkt dan in geval van een sterk, volledig geïoniseerd zuur. TL;DR: het is allemaal niet zo eenvoudig als het lijkt...