Меню

Как измерить водородную воду



Подробный обзор приборов для анализа воды

В воде, полученной из источников природного и искусственного происхождения, всегда присутствуют примеси.

Их количественный и качественный состав определяется с помощью фотометров, электролизеров, pH-метров и множества других устройств. Какие именно используются приборы?

Что анализирует оборудование?

Приборы измеряют физические показатели H2O:

  • температуру;
  • соленость;
  • прозрачность;
  • окислительно-восстановительный потенциал (иначе редокс-потенциал или ОВП, или Eh);
  • электропроводность.

Приборы-анализаторы измеряют химические свойства и состав H2O:

  • водородный показатель или кислотность (PH);
  • жесткость общую (GH) и временную (KH);
  • содержание хлора и его соединений;
  • концентрацию азота, нитратов, нитритов;
  • присутствие в воде свинца, ртути, кадмия и других металлов;
  • концентрацию анионов и катионов химических элементов и соединений.

Критерии выбора для самостоятельных исследований

При выборе оборудования учитывается:

  • функциональность, то есть соответствие возможностей прибора требованиям пользователя;
  • точность измерения;
  • простота обращения с прибором;
  • время, затрачиваемое на проведение анализа;
  • компактность;
  • состав используемых реагентов;
  • надежность прибора (этот параметр часто связывают с авторитетом фирмы-изготовителя);
  • срок службы устройства;
  • стоимость.

Приборы, анализирующие показатели воды, разделяются по способу измерения и параметрам, которые они определяют.

Фотометры

Фотометр измеряет поток светового излучения, проходящий сквозь исследуемый раствор. Предварительно раствор окрашивают прилагаемым к прибору реагентом.

Насыщенность окраса пропорциональна количеству искомого вещества в растворе. В итоге фотометр указывает на концентрацию примесей в воде.

Milwaukee Electronics

Разработаны в США. Все устройства, входящие в семейство MW, выделяются эргономичным дизайном, индикатором с крупными цифрами.

У разных моделей разные функции:

  1. MW10 определяет концентрацию свободного хлора,;
  2. MW11 — общего хлора;
  3. MW12 — фосфатов;
  4. MW13 — йода;
  5. MW14 — железа.

Цена фотометров серии MW около 7 000 руб.

Многоцелевой Mi411

Прибор производства торговой марки Milwaukee Electronics. Устройство кроме общего и свободного хлора измеряет кислотность воды. Измерительное устройство, реагенты и вспомогательные кюветы размещаются в кейсе.

Цена на комплект доходит до 25 000 руб.

SCUBA II

Производитель Немецкая фирма Lovibond. Это устройство создано для определения качества воды в бассейне. Фотометр многоцелевой.

В его компетенцию входят измерения уровня кислотности, общей жесткости, наличие хлора и циануровой кислоты. Цена на прибор находится в пределах 10—15 тыс. руб.

Солемеры

Электронные солемеры — это TDS-метры. Название приборов произошло от английского Total Dissolved Solids. Насыщенность воды растворенными веществами однозначно связана с ее электропроводностью. Этот факт используется в TDS-метрах.

Производится в Южной Корее фирмой HM Digital. Характеризуется компактностью, простотой применения.

Во всем измерительном интервале (0—9990 ppm) работает с точностью ±2%. Прибор автономный, запитывается от батарейки. Стоит недорого, порядка 500-700 руб.

Выпускаются солемеры, измеряющие не только концентрацию солей, но и другие параметры.

YL-TDS2-A

Изготавливается в Китае фирмой JuanJuan. Это устройство умеет измерять количество растворенных в воде солей, фиксировать ее температуру и электропроводность.

Пределы измерения концентрации солей: 0—9999 ppm, точность: ±2%. Прибор компактный, автономный, с питанием от батареи. Цена прибора около 800 руб.

Мутномеры

Работа большей части мутномеров основана на нефелометрии. Этот метод использует рассеивание, поглощение светового потока, при его прохождении через толщу водного раствора. Второе название мутномера — турбидиметр.

AMT27

Разработан и производится в США фирмой Amtast. Устройство измеряет прозрачность растворов в нефелометрических единицах измерения мутности:

Диапазон измерения находится в пределах от 0 до 1100 FTU.

Прибор с цифровым дисплеем, портативный, мобильный, питается от батареи. Цена мутномера AMT27 составляет 25000- 30 000 руб.

Mi415

Разработан в США фирмой Milwaukee Electronics. Отличается компактностью, передовым дизайном, дисплеем с крупными цифрами. Измеряет мутность в диапазоне от 0 до 1000 FNU с точностью ±5%.

Цена прибора Mi415 около 55 000 руб.

Комплексные тестеры

Не существует прибора, измеряющего все параметры воды. Но несколько существенных показателей одним прибором измерить можно.

В приборах-мультиметрах используют фотометрию, замер электропроводности, другие методы определения качества воды. К приборам добавляют комплект реагентов, окрашивающих воду.

Характерный представитель устройств этого класса — AMT03R. Оборудование разработано в США фирмой Amtast.

AMT03R измеряет:

  • температуру;
  • соленость;
  • кислотность;
  • электропроводность;
  • общую минерализацию;
  • ОВП (редокс-потенциал) воды.

В комплект, кроме самого мультиметра, входят:

  1. реагенты (калибровочные растворы);
  2. электроды, термодатчик;
  3. кейс-футляр для хранения и переноски измерительного комплекса.

Прибор продается (примерно) за 13000-15 000 руб.

Измерители кислотности

PH-метры выясняют величину электродвижущей силы (ЭДС), которую генерируют ионы водорода. Значение ЭДС пропорционально pH исследуемого вещества. На этом принципе построены все электронные измерители кислотности.

Читайте также:  Как правильно измерить трансформатор

Электронный pH-метр 009

Изготовлен в Китае. Типичный представитель недорогих (цена около 1000 руб.), портативных, цифровых приборов.

Определяет кислотность в разных субстанциях, от водного раствора до почвы.

Верхний предел измерения — 14 pH, точность — 0,1 pH. К прибору прилагается калибровочный реагент. Запитывается устройство от 3-х элементов 1,5 В.

Milwaukee pH55

Фирма Milwaukee Electronics предлагает цифровой прибор Milwaukee pH55, измеряющий кислотность в диапазоне от -2,0 до 16,0 рН с дискретностью 0,1 pH.

Прибор измеряет кислотность и одновременно температуру, корректирует показания pH в зависимости от температуры раствора. Цена Milwaukee pH55 превышает 5 000 руб.

ОВП-метры

В растворах идут процессы окисления и восстановления. Движение ионов, участвующих в процессах, порождает окислительно-восстановительный потенциал (иначе редокс-потенциал или ОВП, или Eh). Его измеряют ОВП-метры. ОВП в общем случае может меняться в пределах от -400 мВ до +700 мВ.

Kelilong ORP 169E

Определяет значение ОВП в пределах ±1999 мВ. В устройстве предусмотрена ручная калибровка. При ее применении достигается точность ±5 мВ.

Прибор автономный, компактный, запитывающийся от 4-х элементов типа Ag13. Размещается в пластиковом кейсе. Цена ОВП-метра составляет (примерно) 4 000 руб.

ORP-200

Производитель корейская фирма HM Digital. Определяет редокс-потенциал в диапазоне ±1000 мВ.

Погрешность измерения не превышает ±2 мВ. В продажу поступает откалиброванный прибор.

В процессе работы ручная калибровка не требуется, она выполняется автоматически. Цена прибора достигает 7 000 руб. и более.

Электролизеры

Электролизеры — аппарат для выявления примесей в воде. Электролизер пропускает ток сквозь водный раствор, происходит электрохимическая реакция. Примеси переходят в нерастворимую форму, окрашивают воду. Цвет и интенсивность окраса говорят о качестве и количестве нежелательных элементов в воде.

Все приборы этого типа похожи друг на друга. Работают по единому принципу. Мало различаются по цене.

Пример модели — TESP0001. Изготовлен в Тайване фирмой Aquqpro. Прибор компактный, весит 200 г. Запитывается от сети 220 В. На корпусе единственный элемент управления — кнопка включения. Стоит электролизер TESP0001 около 1000 руб.

Иономеры

Иономеры работают по принципу, используемому в pH-метре. Продвинутые модели иономеров измеряют концентрацию большинства ионов, присутствующих в воде (анионов F, Br, Cl, NO3, катионов K, Na, NH4 и других).

Пример устройства — модель HI 98203. Разработана фирмой Hanna Instruments Salintest. Измеряет концентрацию катионов натрия в диапазоне от 0 до 1 pNa c погрешностью ±0,02 pNa. Прибор карманного типа, с цифровой индикацией. Запитывается от 4-х элементов 1,5 В. Цена иономера HI 98203 около 15 000 руб.

Наборы приборов

Набор приборов — это мини-лаборатория, на 100% отвечающая задачам пользователя.

Сфера применения диктует рациональный состав набора:

  • в быту, пищевой промышленности, при разведении рыб в первую очередь нужна информация о кислотности и минерализации воды;
  • при выяснении оздоровительных возможностей воды кроме измерителей pH и TDS в набор включают ОВП-метр;
  • моментальную качественную оценку водного раствора дают электролизеры. Их добавляют в набор, чтобы сделать его универсальным.

Наиболее востребованные наборы

Лидеры рейтинга — комплекты, выполняющие распространенные задачи, обладающие необходимой точностью и приемлемой ценой:

  1. Комплект, состоящий из pH-метра и солемера, предлагает фирма Lizi (Китай). Набор предназначен для бытового применения. Оба прибора компактные, автономные. Цена комплекта около 3 500 руб.
  2. Фирма Watertest продает набор, состоящий из электролизера, измерителей pH, TDS, ОВП. Продавцы считают, что комплект полностью покрывает потребности по исследованию качества воды в быту и на предприятиях общественного питания. Цена набора около 5 000руб.
  3. Набор PHCOM от фирмы HM Digital (Корея). Позволяет измерить кислотность, минерализацию, электропроводность, температуру исследуемого раствора. В набор входит 2 прибора: pH-метр и солемер. Изготовители характеризуют их как устройства профессионального уровня. Цена набора несколько превышает 10 000 руб.

Самостоятельный тест в быту

Приборы позволяют непрофессионалу самостоятельно получить информацию о качестве воды, которой он пользуется.

Из-под крана

Для получения общих сведений о наличии примесей в водопроводной воде достаточно приобрести TDS-метр. Например, TDS-3 (о нем рассказано в этой статье). При концентрации примесей ниже 100 мг/л воду можно считать пригодной для хозяйственных нужд, умывания, приготовления пищи.

Бутилированной

Такую воду пьют, считая ее гарантированно чистой.

Чтобы уверенность в чистоте была полной нужно сделать анализ бутилированной воды, для этого желательно иметь 3 аппарата:

Читайте также:  Как измерить расстояние между строками

Из родника, скважины, колодца

О наличии в исходной воде нерастворимых частиц сообщит мутномер. Его показания упростят выбор фильтра для предварительной очистки воды.

Более точный тест воды из колодца или скважины проводится с помощью солемера и pH-метра. По данным этих приборов принимается решение об установке умягчителя воды. Тестирование помогает определить не только качество воды, но и эффективность работы фильтров.

H2O из бассейна

Для обеззараживания воды в бассейне до сих пор иногда используется хлор. В этом случае приобретается фотометр с функцией определения хлора, его соединений и циануровой кислоты. Подойдет погружной фотометр SCUBA II.

Вместо хлора в частных бассейнах нередко применяется активный кислород. Его чрезмерная концентрация вредна для здоровья, поэтому приобретается прибор для измерения количества кислорода, растворенного в воде. Например, оксиметр Milwaukee Mw600.

Оборудование для лабораторных исследований

Большая часть оборудования, работающая в лабораториях, действуют по тем же принципам, что и приборы для частного применения. Но их возможности шире, а точность выше.

Для химической проверки

В лабораториях при химическом анализе воды используют фотометры. Но в более сложном варианте, чем при непрофессиональных исследованиях.

Пример: пламенный фотометр модели ФПА-2-01.

Это оборудование анализирует пламя с впрыснутым в него исследуемым раствором. Прибор позволяет точно ответить на вопросы о содержании в водном растворе ионов металлов (щелочных и щелочноземельных).

Инструменты для санитарно-бактериологического и микробиологического теста

Санитарно-бактериологический анализ воды заключается в обнаружении и определении концентрации вредоносных бактерий, микроорганизмов (например, кишечной палочки). Исследование проводится с использованием типового микробиологического оборудования.

Одно из немногих устройств, частично облегчающее бактериологический анализ воды — счетчик автоматического подсчета колоний бактерий ULAB UT-5502. Прибор изготовлен в Китае. Снабжен цифровой индикацией, жидкокристаллическим дисплеем.

Для радиологической проверки

В воде возможно присутствие радиоактивных элементов, в частности, газа радона. Дозиметрические исследования проводят с помощью стандартных радиометров.

Для получения данных о концентрации в воде радона и торона (радона-220) используют приборы типа Альфарад Плюс РП. Это цифровой радиометр радона и торона. Прибор способен мониторить объемную активность радиоактивных элементов в воде и других средах.

Оборудование для физико-химических тестов

Лабораторные приборы умеют устанавливать несколько физико-химических показателей в процессе одного измерения. Create MPS-1400 — типичный представитель этого класса устройств.

При этом, кроме основных физико-химических показаний (pH, температура, редокс-потенциал и так далее), умеет измерять:

  1. количество растворенного кислорода;
  2. глубину на которой находится;
  3. давление.

Для спектрального исследования

Спектральные приборы — лабораторное оборудование, способное определить состав любого вещества.

Для исследования качества воды созданы специализированные спектрометры.

Спектрофотометр Lovibond SpectroDirect разработан для анализа воды различного происхождения (питьевой, технической, сточной).

С помощью прибора реализуются отечественные и зарубежные методики определения качества воды. 50 из них запрограммированы и не требуют калибровки прибора. При проведении измерений используются реагенты, разработанные фирмой Lovibond.

Заключение

Вода — это не только оксид водорода (H₂O), это раствор со сложными свойствами. Выпускаются приборы-анализаторы для широкого применения и лабораторных исследований. Они способны предоставить пользователю детальную информацию обо всех показателях воды, сделать вывод о ее качестве.

Источник

Анализаторы содержания растворенного водорода. Отличие от pH-метров.

Водород – (H) – первый элемент периодической таблицы химических элементов Д.И. Менделеева. Название Hydrogenium – можно перевести с греческого как «порождающий воду». Водород – самый распространенный на Земле элемент, на его долю приходится около 88,6 % всех атомов, однако в чистом виде встречается редко, чаще в различных соединениях. Простое вещество водород (H2) – это легкий бесцветный газ. В смеси с кислородом или воздухом горюч и даже взрывоопасен.

Так для чего же необходимо измерять концентрацию водорода?

Всё очень просто! Поскольку водород редко существует в качестве простого вещества, но образует различные соединения, то можно смело говорить о том, что от количества водорода зависит минерализация воды и её кислотность.

Измерять водород в воде можно при помощи аналитических приборов: pH-метра и анализатора водорода, а также методом титрования. Однако титрование подходит только для лабораторных условий, и малоприменимо для промышленного применения.

Отличие pH-метра от анализатора состоит в том, что pH-метр – это прибор для определения кислотности (рисунок 1), причем уровень pH – это мера активности ионов водорода, а анализатор способен измерять массовую концентрацию растворенного водорода в водных растворах в мкг/дм 3 или мг/дм 3 , и других смежных показателей.

Читайте также:  Единицы измерения объема правила

Рисунок 1. pH-метр pH-150ма

pH-метр – это миниатюрный, как правило, переносной прибор, который предназначается для измерения водородного показателя pH, электродвижущей силы и температуры водной среды. Этот прибор может использоваться как в лабораторных так и «полевых» условиях. Более подробно pH-метры мы рассматривали ранее, в отдельной статье. pH- метров существует множество видов, и дорогих и дешёвых, с разными классами точности, дополнительными возможностями, как например, подключение к ПК, измерение температуры воды и других параметров. Подробнее с pH-метрами можно ознакомиться здесь.

Известно, что рН абсолютно чистой воды равняется семи. Однако, очистка воды до такой степени может происходить только в лабораторных условиях. Как правило, в воде растворены вещества, которые либо увеличивают, либо понижают ее кислотность — количество ионов водорода в воде. Таким образом, если:

— рН = 7 –кислотность воды нейтральная.

— рН больше 7 –кислотность воды пониженная. Среда щелочная.

— рН меньше 7 –кислотность воды повышенная. Среда кислая.

Если рН воды составляет больше 9 или меньше 6, то это уже не “питьевая вода”, а “напиток” или минеральная вода. Таким образом, употребление воды с различным показателем рН может влиять на общее состояние организма, например, увеличивая или уменьшая кислотность желудочного сока. При гастрите, например, воду с рН менее 7 употреблять не рекомендуется.

Однако, уровень pH не говорит о чистоте воды, о содержании в ней растворенных в ней загрязнителей, которые в сумме могут иметь нейтральный pH, хотя вода будет «пахнуть», или будет мутной на просвет.

В таких случаях, применяют анализаторы содержания водорода в воде, которые могут не просто измерить pH и температуру воды, они предназначаются для непрерывного автоматического определения массовой концентрации растворенного водорода, а также парциального давления водорода в жидкостях.

Анализаторы водорода являются незаменимым средством для оперативного и производственного контроля за растворенным водородом в малых, микрограммовых количествах, который образуется в процессе высокотемпературной коррозии труб и другого технологического оборудования.

Это особенно важно для предприятий, использующих воду в различных технологических процессах. Так, например, анализаторы используются в автоматизированных системах управления различными химико-технологическими процессами подготовки воды на тепловых, гидро- и атомных электростанциях, в котельных, теплосетях, различных учреждениях военно-промышленного и топливно-энергетического комплексов, в пищевой и химической промышленности, в металлургии, микробиологии, а также в медицинских и научных исследованиях.

Анализаторов водорода в воде существует множество. Однако все они подразделяются на стационарные и переносные приборы:

1) Стационарные анализаторы растворенного водорода в воде:

— Серия анализаторов водорода АВП-01 – самые распространенные из которых АВП-01Т (Для высокоточного неразрушающего контроля микро- и миллиграммовых количеств водорода в воде в тепло- и атомной энергетике) и АВП-01А (прибор повышенной надежности для 1-го контура охлаждения ядерных реакторов) (Рисунок 2);

— МАРК-509 – стационарный двухканальный анализатор водорода, поставляемый в комплекте с модулем стабилизации водного потока МС-402М. Имеет взрывозащищенное исполнение по IP65 МАРК-509/1;

— АВ-09 – надежный промышленный прибор, имеющим мембранный, амперометрический принцип действия.

Рисунок 2. Анализатор водорода стационарный АВП-01

2) Переносные и лабораторные анализаторы растворенного водорода в воде:

— Серия анализаторов водорода АВП-02 – самые распространенные из которых АВП-02Т (Для высокоточного неразрушающего контроля микро- и миллиграммовых количеств водорода в воде в тепло- и атомной энергетике, как постоянно, так и по мере необходимости) и АВП-02А (единственный переносной прибор повышенной надежности, допущенный для анализа на 1-м контуре охлаждения ядерных реакторов).

— МАРК-501 – портативная версия анализатора МАРК-509. Имеет малые габаритные размеры, массу с датчиком, равную 0,4кг, множество дополнительных функций, долгое время работы от аккумуляторов (Рисунок 3).

— АВ-09МП – лабораторный анализатор, который предназначается для оперативных измерений температуры и концентрации молекулярного водорода.

— МАВР-501 – прибор, снятый с производства, который предназначается для измерения концентрации растворённого в воде водорода и температуры водных сред при помощи погружного проточного датчика.

Рисунок 3. Анализатор водорода в воде переносной МАРК-501.

Все приборы имеют термокомпенсацию, поэтому, результаты анализа не зависят от температуры воды. Срок службы датчиков всех анализаторов составляет 10 лет.

Таким образом, анализаторы водорода в воде — это современное аналитическое оборудование, отличающееся компактными размерами, отличными техническими характеристиками и простым управлением. Водородомеры — незаменимые приборы, используемые для анализа физико-химического состава жидких сред.

Источник