Vztah mezi alkalitou a pH v systémech demineralizované vody je zcela odlišný od vztahu v běžných vodních útvarech. Systémy demineralizované vody (iontová výměna, reverzní osmóza + smíšené lože/EDI) mají za cíl odstranit z vody téměř všechny ionty a k odstranění je přirozeně také zaměřena alkalita jako anion (bikarbonát, uhličitan atd.).
1. Alkalita je fyzicky oddělena, ale kyselé plyny zůstávají.
V katexu (kationtovém loži) původní hydrogenuhličitanová alkalita ve vodě reaguje s H⁺ na pryskyřici a přeměňuje se na oxid uhličitý (CO₂). V tomto bodě:
Alkalita klesne téměř na nulu (hydrogenuhličitan je zadržen pryskyřicí, H⁺ se vymění) a pH klesne na přibližně 4,3-5,5.
Odtokem v tomto bodě je kyselá voda obsahující CO₂, ale její kyselost pochází z rozpuštěných plynů, nikoli ze silných kyselých aniontů. Dekarbonační věž (separátor uhlíku) je právě pro odstranění tohoto CO₂. 1. Odstranění CO₂ způsobí, že pH rychle stoupne nad 6, ale alkalita zůstává nulová. To znamená, že v systému demineralizované vody bez alkality je hodnota pH zcela řízena CO₂.
2. pH ideální čisté vody je ovlivněno atmosférou.
Po průchodu směsným ložem nebo systémem EDI je vodivost vody extrémně nízká (< 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.
Není to způsobeno nevyhovující kvalitou vody, ale právě proto, že zásaditost je nulová. Bez pufru alkality čistá voda okamžitě absorbuje stopová množství CO₂ ze vzduchu, vytváří kyselinu uhličitou, což způsobuje prudký pokles pH. V praktickém strojírenství se používá dusíkové těsnění a další opatření.
Toto kolísání pH vyžaduje pouze stopové množství CO₂ (několik miligramů na litr), které nemá téměř žádný dopad na iontovou zátěž celého systému, ale pH metr stále ukazuje kyselost. V tomto scénáři pH a alkalita nemají žádný klasický vztah rovnováhy kyseliny uhličité; pH pouze odráží, kolik CO₂ voda právě absorbovala ze vzduchu.
3. Měření alkality nemá smysl a měření pH je obtížné.
Při konvenční úpravě vody se tyto dva parametry vzájemně ověřují. V demineralizované vodě:
Alkalita se změní z kontrolního indikátoru na „indikátor nečistot“. Jakmile je detekováno významné množství hydrogenuhličitanové alkality, indikuje to poruchu aniontoměničového lože, smíšený únik lože nebo snížený výkon EDI, což signalizuje problém systému. V normálně fungující demineralizované vodě by se celková alkalita měla blížit 0.
Měření pH představuje významnou technickou výzvu. Běžné pH metry vykazují extrémně pomalou odezvu elektrody a nestabilní potenciál přechodu kapaliny v čisté vodě s nízkou -vodivostí, což způsobuje drastické odchylky odečtů.
Hodnota pH načtená v této situaci nemusí ani představovat skutečnou aktivitu vodíkových iontů, ani být použitelná pro vedení chemického dávkování kvůli nedostatku alkality pro udržení rovnováhy. Průmyslově se kontrola pH v demineralizované vodě často nespoléhá na absolutní hodnoty z offline nebo online pH metrů, ale je dosaženo přidáním amoniaku v poměru ke specifické vodivosti a průtoku.
4. Aby se zabránilo korozi, musí být uměle vytvořen slabý vztah zásaditosti.
Aby se zabránilo korozi oceli, je třeba upravit pH napájecí vody kotle nebo vody o vysoké{0}}čistotě používané k čištění třísek na 8,8–9,3. Protože čistá voda nemá zásaditost, přidání kapky zásady způsobí, že pH stoupne na 10; vnesení malého množství CO₂ způsobí, že pH klesne zpět na 6.
Proto musí být velmi slabá alkalita uměle vytvořena pomocí těkavých alkalizačních činidel (jako je amoniak nebo morfolin):
Když se přidá amoniak, spojí se s vodou za vzniku hydroxidu amonného, který poskytuje malé množství zásaditosti hydroxidu a stabilizuje pH na slabé zásaditosti.
Tato zásaditost není uhličitanová, ale spíše slabá zásaditost, kterou přispívají hydroxidy. Jeho úlohou je poskytovat malé pufrovací centrum, které zabraňuje prudkému kolísání pH s CO₂.
V tomto okamžiku jsou pH a alkalita znovu propojeny-. Vzhledem k cílové hodnotě pH (např. 9,0) je třeba vypočítat odpovídající koncentraci amoniaku, která má být udržována, a tato slabá alkalita je nepřímo uzamčena pomocí vodivosti (specifické vodivosti). Stručně řečeno, zahrnuje použití přesně naměřených stopových množství alkality k přesné kontrole pH při extrémně nízkých hladinách pufru.