Връзката между алкалността и рН в системите с деминерализирана вода е напълно различна от тази в конвенционалните водни тела. Системите за деминерализирана вода (йонообмен, обратна осмоза + смесен слой/EDI) имат за цел да премахнат почти всички йони от водата, а алкалността, като анион (бикарбонат, карбонат и т.н.), естествено също е целева за отстраняване.
1. Алкалността се отделя физически, но остават киселинни газове.
В катионния обмен (катионен слой) първоначалната бикарбонатна алкалност във водата реагира с H⁺ върху смолата, превръщайки се във въглероден диоксид (CO₂). В този момент:
Алкалността пада почти до нула (бикарбонатът се задържа от смолата, H⁺ се обменя), а рН пада до около 4,3-5,5.
Изтичащата вода в този момент е кисела вода, съдържаща CO₂, но нейната киселинност идва от разтворени газове, а не от силни киселинни аниони. Кулата за декарбонизация (въглероден сепаратор) е точно за премахване на този CO₂. 1. Премахването на CO₂ води до бързо повишаване на рН над 6, но алкалността остава нула. Това показва, че в система с деминерализирана вода, без алкалност, стойността на рН се контролира напълно от CO₂.
2. pH на идеалната чиста вода се влияе от атмосферата.
След преминаване през смесено легло или EDI система, проводимостта на водата е изключително ниска (< 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.
Това не се дължи на лошо качество на водата, а точно защото алкалността е нула. Без буфера за алкалност чистата вода незабавно ще абсорбира следи от CO₂ от въздуха, генерирайки въглеродна киселина, причинявайки рязък спад на pH. В практическото инженерство се използват запечатване с азот и други мерки.
Тази флуктуация на рН изисква само следи от CO₂ (няколко милиграма на литър), което почти не оказва влияние върху йонното натоварване на цялата система, но рН метърът все още показва киселинност. В този сценарий рН и алкалността нямат никаква класическа равновесна връзка на въглеродната киселина; pH само отразява колко CO₂ водата току-що е абсорбирала от въздуха.
3. Измерването на алкалността е безсмислено, а измерването на рН е трудно.
При конвенционалното пречистване на водата тези два параметъра се проверяват взаимно. В деминерализирана вода:
Алкалността се променя от контролен индикатор на "индикатор за примеси". След като бъде открито значително количество бикарбонатна алкалност, това показва повреда на анионобменния слой, изтичане на смесен слой или намалена производителност на EDI, което сигнализира за системен проблем. В нормално работеща деминерализирана вода общата алкалност трябва да бъде близо до 0.
Измерването на pH представлява значително техническо предизвикателство. Обикновените рН метри показват изключително бавна реакция на електрода и нестабилен потенциал на свързване на течността в чиста вода с ниска-проводимост, което води до драстично отклонение на показанията.
Стойността на pH, отчетена в тази ситуация, може нито да представлява истинската активност на водородните йони, нито да бъде използваема за насочване на дозирането на химикали поради липсата на алкалност за поддържане на равновесие. Индустриално контролът на рН в деминерализирана вода често не разчита на абсолютни показания от офлайн или онлайн рН метри, а се постига чрез добавяне на амоняк пропорционално на специфичната проводимост и дебит.
4. За да се предотврати корозията, трябва изкуствено да се установи слаба алкалност.
pH на захранващата вода за котела или водата с висока{0}}чистота, използвана за почистване на стърготини, трябва да се коригира до 8,8-9,3, за да се предотврати корозията на стоманата. Тъй като чистата вода няма алкалност, добавянето на капка алкали води до повишаване на рН до 10; въвеждането на малко количество CO₂ води до падане на рН обратно до 6.
Следователно, много слаба алкалност трябва да бъде изкуствено установена с помощта на летливи алкализиращи агенти (като амоняк или морфолин):
Когато се добави амоняк, той се комбинира с вода, за да образува амониев хидроксид, осигурявайки малко количество алкалност на хидроксида и стабилизирайки pH при слаба алкалност.
Тази алкалност не е карбонатна алкалност, а по-скоро слабата алкалност, допринасяна от хидроксидите. Неговата роля е да осигури малък буферен център, предотвратявайки бурните колебания на pH с CO₂.
В този момент рН и алкалността са пре-свързани. Като се има предвид целева стойност на pH (напр. 9,0), трябва да се изчисли съответната концентрация на амоняк, която трябва да се поддържа, и тази слаба алкалност е индиректно заключена при използване на проводимост (специфична проводимост). Накратко, това включва използването на прецизно измерени следи от алкалност за прецизно контролиране на рН при изключително ниски буферни нива.