Demineralize su sistemlerinde alkalilik ve pH arasındaki ilişki, geleneksel su kütlelerindekinden tamamen farklıdır. Demineralize su sistemleri (iyon değişimi, ters ozmoz + karışık yatak/EDI), sudaki hemen hemen tüm iyonları gidermeyi amaçlar ve anyon (bikarbonat, karbonat vb.) gibi alkalilik de doğal olarak giderilmek üzere hedeflenir.
1. Alkalinite fiziksel olarak ayrılır ancak asidik gazlar kalır.
Katyon değiştiricide (katyon yatağı), sudaki orijinal bikarbonat alkaliliği reçine üzerindeki H⁺ ile reaksiyona girerek karbondioksite (CO₂) dönüşür. Bu noktada:
Alkalinite neredeyse sıfıra düşer (bikarbonat reçine tarafından tutulur, H⁺ değiştirilir) ve pH 4,3-5,5 civarına düşer.
Bu noktada atık CO₂ içeren asidik sudur, ancak asitliği güçlü asidik anyonlardan değil çözünmüş gazlardan gelir. Karbon giderme kulesi (karbon ayırıcı) tam olarak bu CO₂. 1.'nin uzaklaştırılması içindir. CO₂'nun uzaklaştırılması, pH'ın hızla 6'nın üzerine çıkmasına neden olur, ancak alkalinite sıfır kalır. Bu, alkalinitenin olmadığı minerallerden arındırılmış bir su sisteminde pH değerinin tamamen CO₂ tarafından kontrol edildiğini gösterir.
2. İdeal saf suyun pH'ı atmosferden etkilenir.
Karışık yatak veya EDI sisteminden geçtikten sonra suyun iletkenliği son derece düşüktür (< 0.1µS/cm), theoretically resulting in a pH of 7.00. However, if you measure the pH in an open beaker, you will often find it fluctuating between 5.6 and 6.8, inexplicably becoming acidic.
Bunun nedeni suyun standartların altında olması değil, tam olarak alkaliliğin sıfır olmasıdır. Alkalinite tamponu olmadan, saf su anında havadaki eser miktardaki CO₂'yi emerek karbonik asit üreterek pH'ta keskin bir düşüşe neden olur. Pratik mühendislikte nitrojen yalıtımı ve diğer önlemler kullanılır.
Bu pH dalgalanması yalnızca eser miktarda CO₂ (litre başına birkaç miligram) gerektirir ve bu, tüm sistemin iyon yükü üzerinde neredeyse hiçbir etkiye sahip değildir, ancak pH metre hala asitliği gösterir. Bu senaryoda pH ve alkalinitenin herhangi bir klasik karbonik asit dengesi ilişkisi yoktur; pH yalnızca suyun havadan ne kadar CO₂ emdiğini yansıtır.
3. Alkaliniteyi ölçmek anlamsızdır ve pH ölçümü zordur.
Geleneksel su arıtmada bu iki parametre birbirini doğrular. Demineralize suda:
Alkalinite bir kontrol göstergesinden "safsızlık göstergesine" dönüşür. Önemli miktarda bikarbonat alkaliliği tespit edildiğinde bu, anyon değiştirme yatağı arızasını, karışık yatak sızıntısını veya EDI performansının azalmasını gösterir ve bir sistem probleminin sinyalini verir. Normal çalışan demineralize suda toplam alkalinitenin 0'a yakın olması gerekir.
pH ölçümü önemli bir teknik zorluk sunar. Sıradan pH ölçüm cihazları, düşük-iletkenlikteki saf suda son derece yavaş elektrot tepkisi ve kararsız sıvı bağlantı potansiyeli sergileyerek okumaların büyük ölçüde sapmasına neden olur.
Bu durumda okunan pH değeri ne gerçek hidrojen iyonu aktivitesini temsil edebilir ne de dengeyi korumak için alkalilik eksikliği nedeniyle kimyasal dozajı yönlendirmek için kullanılabilir. Endüstriyel olarak, demineralize sudaki pH kontrolü genellikle çevrimdışı veya çevrimiçi pH ölçüm cihazlarından alınan mutlak okumalara dayanmaz; belirli iletkenlik ve akış hızına orantılı olarak amonyak eklenerek elde edilir.
4. Korozyonu önlemek için yapay olarak zayıf bir alkalilik ilişkisi kurulmalıdır.
Kazan besleme suyunun veya talaş temizleme için kullanılan yüksek-saflıktaki suyun pH'ının, çeliğin korozyonunu önlemek için 8,8-9,3'e ayarlanması gerekir. Saf suyun alkaliliği olmadığından, bir damla alkali eklemek pH'ın 10'a yükselmesine neden olur; Az miktarda CO₂ verilmesi pH'ın 6'ya düşmesine neden olur.
Bu nedenle, uçucu alkalileştirici maddeler (amonyak veya morfolin gibi) kullanılarak yapay olarak çok zayıf bir alkalilik oluşturulmalıdır:
Amonyak eklendiğinde su ile birleşerek amonyum hidroksit oluşturur, az miktarda hidroksit alkalinite sağlar ve pH'ı zayıf bir alkalilikte sabitler.
Bu alkalilik, karbonat alkaliliği değil, hidroksitlerin sağladığı zayıf alkaliliktir. Rolü, pH'ın CO₂ ile çılgınca dalgalanmasını önleyen küçük bir tampon merkezi sağlamaktır.
Bu noktada pH ve alkalilik yeniden-bağlantılıdır. Hedef pH değeri verildiğinde (örn. 9,0), korunması gereken karşılık gelen amonyak konsantrasyonunun hesaplanması gerekir ve bu zayıf alkalilik, iletkenlik (spesifik iletkenlik) kullanılarak dolaylı olarak kilitlenir. Kısacası, son derece düşük tampon seviyelerinde pH'ı hassas bir şekilde kontrol etmek için hassas bir şekilde ölçülen alkalilik eser miktarlarının kullanılmasını içerir.