Hace unas semanas, preservamos todas las membranas RO en nuestros trenes con metabisulfito de sodio para un almacenamiento a largo plazo. Nuestro fabricante de membranas nos recomendó que cambiáramos la solución una vez que el pH cayera por debajo de 3. Medimos una disminución en el pH durante las dos primeras semanas, pero en la tercera semana, el pH aumentó. ¿Podría explicar por qué el pH aumentó en lugar de disminuir?

Cuando se mezcla metabisulfito de sodio en agua, se forma una solución de bisulfito de sodio:

Na₂S₂O₅  +  H₂O  ⇔  2NaHSO₃

NaHSO₃  ⇔  Na⁺  +  HSO₃

El bisulfito está en equilibrio con el sulfito y el ácido sulfúrico (al igual que el bicarbonato está en equilibrio con el carbonato y el ácido carbónico):

[1]  HSO₃¯ ⇔  SO₃²¯ + H⁺

[2]  H₂SO₃  ⇔  HSO₃¯  +  H⁺

[3]  SO_2(aq)  +  H₂O  ⇔  H₂SO₃

[4]  SO_2(g)  ⇔  SO_2(aq)

Cuando el H₂SO₃ se elimina como SO₂, el pH aumenta debido a un cambio en el equilibrio hacia la izquierda, lo que hace que el bisulfito reaccione con H+ para formar más ácido sulfuroso (consulte la ecuación [2], [3], [4]).  Esto es exactamente igual a lo que sucede cuando el H₂CO₃ se elimina como CO₂ (por eso el pH del permeado aumenta después de pasar por un desgasificador).  Esencialmente, dado que la reacción consume el ácido a medida que el equilibrio se desplaza hacia la izquierda, el pH aumenta

Por lo tanto, el aumento del pH que está observando se debe a la pérdida de gas SO₂ de la solución. Tendrá un olor prominente que es muy desagradable y nauseabundo.  Es altamente probable que el gas este siendo permitido ventilar en algún lugar.

Por otro lado, cuando el sulfito reacciona con el oxígeno, se convierte en sulfato:

[5]  SO₃²¯  +  ½ O₂  =  SO₄²¯

Cuando eso sucede, debido a que el sulfito se consume, la reacción de equilibrio bisulfito / sulfito se desplaza hacia la derecha (vea la ecuación [1]).  Esto hace que más bisulfito se descomponga en sulfito y protones ácidos, lo que hace que el pH disminuya (más alto [H+] significa un pH más bajo)

Entonces, cuando su pH disminuye, significa que su solución de bisulfito está siendo consumida por el oxígeno. Por otro lado, cuando el pH aumenta, significa que se está liberando gas SO₂.  De cualquier manera, el total de sulfito / bisulfito disponible está disminuyendo (ya sea convirtiéndose en sulfato o perdiéndose como un gas), y la solución eventualmente deberá cambiarse.

Soluciones preservantes patentadas, tales como AWC C-221, no generan gas SO2, por lo que son inodoras y no atacan los O-rings de los interconectores.  Esto permite que la solución dure hasta un año sin necesidad de ser cambiada.