Để đảm bảo an toàn cho người bơi và tối ưu hiệu quả của các hóa chất khử trùng (như chlorine), pH của nước bể bơi cần được duy trì ổn định trong khoảng 7,2 – 7,6. Để đo pH dung dịch, một nhân viên kĩ thuật đã sử dụng máy đo pH cầm tay (như ảnh dưới đây), thiết bị hoạt động dựa trên nguyên lí pin điện hóa.
Quy trình xác định pH nước của bể bơi của nhân viên kĩ thuật được tóm tắt như sau:
• Bước 1: Nhúng điện cực vào các dung dịch chuẩn ở 25°C để tiến hành hiệu chuẩn máy và thu được kết quả như sau:
pH dung dịch chuẩn…..Sức điện động (mV)
4,01………………………………+182,4
7,01………………………………+5,3
10,01…………………………….-171,8
• Bước 2: Nhúng điện cực vào mẫu nước lấy từ bể bơi, máy hiển thị giá trị pH là 7,50.
Lưu ý: Mỗi lần hiệu chuẩn hoặc đo đều phải rửa điện cực bằng nước cất sạch.
a) Nồng độ ion H+ của nước bể bơi đo được ở bước 2 gấp 2,51 lần nồng độ ion H+ của dung dịch chuẩn có pH = 10,01.
b) Nước trong bể bơi tại thời điểm đo đang ở trạng thái không an toàn.
c) Biết rằng, giá trị sức điện động phụ thuộc tuyến tính vào pH dung dịch theo dạng phương trình y = ax + b. Ở bước 2, sức điện động mà máy đo ghi nhận được có giá trị xấp xỉ -23,6 mV.
d) Ở bước 1, sức điện động của hệ có xu hướng giảm khi nồng độ H+ trong dung dịch giảm.
Câu trả lời tốt nhất
(a) Sai, tỉ lệ này bằng 10^-7,50 / 10^-10,01 = 323,59 lần.
(b) Sai, tại thời điểm đo pH nước trong bể bơi an toàn do kết quả pH = 7,50 nằm trong vùng an toàn theo quy định (7,2 – 7,6).
(c) Đúng
x = 4,01 thì y = 182,4 —> 4,01a + b = 182,4
x = 7,01 thì y = 5,3 —> 7,01a + b = 5,3
—> a = -59,0333 và b = 419,1237
Hàm số cần tìm là y = -59,0333x + 419,1237
—> Khi x = 7,50 thì y = -23,6 mV
(d) Đúng, khi pH tăng thì [H+] giảm, kết quả cho thấy sức điện động của hệ cũng giảm.
