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pH的測(cè)定
點(diǎn)擊次數(shù):3780 更新時(shí)間:2017-07-06

一、pH的定義

溶液的酸堿性可用[H+]或[OH-]來表示,習(xí)慣上常用[H+]來表示。因此溶液的酸度就是指溶液中[H+]的大小。對(duì)于很稀的溶液,用[H+]來表示溶液的酸堿性往往既有小數(shù)又有負(fù)指數(shù),使用不方便,因此常用pH值來表示溶液的酸堿性。

pH值是指氫離子濃度的負(fù)對(duì)數(shù),即pH=一lg[H+]

例如:[H+]=10一7mol/L,pH=7;[H+]=10一9mol/L,pH=9;[H+]=10一3mol/L,Ph=3。

pH值的使用范圍一般在0~14之間。pH值越小,溶液的酸性越強(qiáng),堿性越弱;pH值越大,溶液的酸性越弱,堿性越強(qiáng)。溶液的酸堿性和pH值之間的關(guān)系為:中性溶液,pH=7;酸性溶液,pH<7;堿性溶液,pH>7。溶液pH值相差一個(gè)單位,[H+]相差10倍。更強(qiáng)的酸性溶液,pH值可以小于0([H+]>lmol/L);更強(qiáng)的堿溶液,pH值可以大于14([OH-]>1mol/L)。這種情況下,通常不再用pH值來表示其酸堿性,而直接用[H+]或[OH]來表示。

溶液pH值的粗略測(cè)定,可使用廣泛pH試紙或精密pH試紙來獲得,準(zhǔn)確測(cè)定溶液的pH值可使用pH計(jì)來完成。

二、方法原理

pH值由測(cè)量電池的電動(dòng)勢(shì)而得,通常以玻璃電極為指示電極、飽和甘汞電極為參比電極組成電池。在25℃時(shí),溶液中每變化1個(gè)pH單位,電位差改變59.16mV,在儀器上直接以pH的讀數(shù)表示。

玻璃電極基本上不受顏色、膠體物質(zhì)、濁度、氧化劑、還原劑以及高含鹽量的影響。但在pH<1的強(qiáng)酸性溶液中,會(huì)有所謂的“酸誤差”,可按酸度測(cè)定;在pH>10的堿溶液中會(huì)產(chǎn)生鈉誤差,使讀數(shù)偏低,可用“低鈉誤差”電極消除鈉誤差,還可以選用與被測(cè)溶液pH值相近似的標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液對(duì)儀器進(jìn)行校正。溫度影響電極的電位和水的電離平衡,儀器上有補(bǔ)償裝置對(duì)此加以校正。測(cè)定時(shí),應(yīng)注意調(diào)節(jié)儀器的補(bǔ)償裝置與溶液的溫度一致,并使被測(cè)樣品與校正儀器用的標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液溫度誤差在±1℃以內(nèi)。不可在含油或含脂的溶液中使用玻璃電極,測(cè)量之前可用過濾方法除去油或脂。

三、試劑與儀器

1.標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制

pH標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液(簡(jiǎn)稱標(biāo)準(zhǔn)溶液)均需用新煮沸并放冷的純水(不含C02,電導(dǎo)率應(yīng)小于2Μs/cm,pH值在6.7~7.3之間為宜)配制。配成的溶液應(yīng)貯存在聚乙烯瓶或硬質(zhì)玻璃瓶?jī)?nèi)。此類溶液可以穩(wěn)定1~2個(gè)月。測(cè)量pH時(shí),按水樣呈酸性、中性和堿性三種可能,常配制以下三種標(biāo)準(zhǔn)溶液:

(1)pH標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液甲 稱取預(yù)先在110~130℃干燥2~3h的鄰苯二甲酸氫鉀(KHC8H4O4)10.12g,溶于水并在容量瓶中稀釋至1L。此溶液的pH值在25℃時(shí)為4.008。

(2)pH標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液乙 分別稱取預(yù)先在110~130℃干燥2~3h的磷酸二氫鉀(KH2P04)3.388g和磷酸氫二鈉(Na2HP04)3.533g,溶于水并在容量瓶中稀釋至1L。此溶液的pH值在25℃時(shí)為6.865。

(3)pH標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液丙 為了使晶體具有一定的組成,應(yīng)稱取與飽和溴化鈉(或氯化鈉加蔗糖)溶液(室溫)共同放置在干燥器中平衡兩晝夜的硼砂(Na2 B4 O7·10H2O)3.80g,溶于水并在容量瓶中稀釋至1L。此溶液的pH值在25℃時(shí)為9.180。

當(dāng)被測(cè)樣品的pH值過高或過低時(shí),應(yīng)配制與其pH值相近似的標(biāo)準(zhǔn)溶液校正儀器。

2.標(biāo)準(zhǔn)溶液的保存

①配好的標(biāo)準(zhǔn)溶液應(yīng)在聚乙烯瓶或硬質(zhì)玻璃瓶中密閉保存。

②標(biāo)準(zhǔn)溶液的pH值隨溫度變化而稍有差異。在室溫條件下,標(biāo)準(zhǔn)溶液一般以保存1~2個(gè)月為宜,當(dāng)發(fā)現(xiàn)有渾濁、發(fā)霉或沉淀現(xiàn)象時(shí),則不能繼續(xù)使用。

③標(biāo)準(zhǔn)溶液可在4℃冰箱內(nèi)存放,且用過的標(biāo)準(zhǔn)溶液不允許再倒回去,這樣可延長(zhǎng)使用期限。

3.儀器

①酸度計(jì)或離子濃度計(jì)。常規(guī)檢驗(yàn)使用的儀器,至少應(yīng)當(dāng)?shù)?.1pH單位,pH范圍從0~14。如有特殊需要,應(yīng)使用精度更高的儀器。

②玻璃電極與甘汞電極。

4.樣品的保存

現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定。否則,應(yīng)在采樣后把樣品保持在0~40C,并在采樣后6h之內(nèi)進(jìn)行測(cè)定。

四、試驗(yàn)步驟

(1)儀器校準(zhǔn)操作程序按儀器使用說明書進(jìn)行。

(2)樣品測(cè)定測(cè)定樣品時(shí),先用蒸餾水認(rèn)真沖洗電極,再用水樣沖洗,然后將電極浸入樣品中,小心搖動(dòng)或進(jìn)行攪拌使其均勻,靜置,待讀數(shù)穩(wěn)定時(shí)記下pH值。

五、試驗(yàn)報(bào)告

試驗(yàn)報(bào)告應(yīng)包括下列內(nèi)容:取樣日期、時(shí)間和地點(diǎn),樣品的保存方法,測(cè)定樣品的日期和時(shí)間,測(cè)定時(shí)樣品的溫度,測(cè)定的結(jié)果(pH值應(yīng)取zui接近于0.1pH單位,如有特殊要求時(shí),可根據(jù)需要及儀器的結(jié)果的有效數(shù)字位數(shù)而定),其他需說明的情況。

參考資料:分析化學(xué)