Определение сухого остатка питьевой воды методом пьезокварцевого микровзвешивания

Аннотация

Сухой остаток воды с большой полнотой характеризует ее качество, так как содержит все примеси, в том числе и нелетучие органические вещества. Поэтому масса сухого остатка может характеризовать глубину очистки питьевой воды и является важным показателем ее качества. В настоящее время этот параметр определяется гравиметрическим методом. Определение массы сухого остатка этим методом требует значительного времени для проведения анализа и использования большой массы вещества. Этих недостатков лишены кварцевые микровесы, чувствительным элементом которых является кварцевый пьезорезонатор. Целью данной работы является оценка возможности использования метода пьезокварцевого микровзвешивания для экспресс-анализа качества питьевой воды. Применение этого высокочувствительного к массе метода (10^–8–10^–9 г) позволяет существенно уменьшить массу используемой для опыта воды и, соответственно, время проведения анализа, которое определяется временем испарения вещества. Для выполнения опытных исследований был создан экспериментальный модуль на основе кварцевого пьезорезонатора. С помощью калибровочных измерений определялся массочувствительный коэффициент микровесов. Для заданных условий эксперимента (температура 20 °C, давление 105 Па) он равен С_f = (9,5±0,5) 10^–9 г/Гц. Для оценки возможности практического использования метода пьезокварцевого микровзвешивания были проведены исследования различных образцов питьевой воды и выполнен анализ полученных результатов. На основании опытных данных был рассчитан параметр Х, который характеризует массу сухого остатка в литре воды. В ходе выполнения опытных исследований было установлено, что используемая в эксперименте водопроводная вода по величине параметра Х является оптимально минерализованной, а ее очистка с помощью бытового фильтра незначительно уменьшает количество сухого остатка. При кипячении воды часть растворенных в ней веществ выпадает в осадок, но ее минерализация остается удовлетворительной. В процессе дистилляции величина сухого остатка значительно уменьшается и вода становится слабоминерализованной. Полученные в работе результаты согласуются с известными опытными данными. Таким образом, метод пьезокварцевого микровзвешивания можно использовать для определения сухого остатка питьевой воды при оценке ее качества в различных технологических процессах.