水質pH及電導率的測定

實驗二（1）：水樣pH值的測定一、實驗目的1、掌握玻璃電極測量水質pH值的基本原理和測量技術。2、學會測定玻璃電極響應斜率，進一步加深對玻璃電極響應特性的了解。二、實驗原理pH值是溶液氫離子活度的負對數，即pH=-logH+當溶液濃度很稀時，氫離子活度近似于氫離子濃度H+,pH值是最常用的水質指標之一，天然水的pH值多在6-9范圍內；飲用水pH值要求在6.58.5之間；某些工業(yè)用水的pH值應保證在7.0-8.5之間，否則將對金屬設備和管道有腐蝕作用。pH值和酸度、堿度既有區(qū)別又有聯系。pH值表示水的酸堿性的強弱，而酸度或堿度是水中所含酸或堿物質的含量。水質中的pH值的變化預示了水污染的程度。其pH值的測定方法有比色法和玻璃電極法。,三實驗方法1、比色法（1）測定原理比色法是利用pH試紙簡單的粗略測定方法。常用的pH試紙有兩種，一種是廣泛pH試紙，可以測定的pH范圍為114；另一種是精密pH試紙，可以比較精確的測定一定范圍的pH值。（2）測定步驟取一條試紙剪成45塊，放在干凈干燥的玻璃板上，用干凈的玻璃棒分別沾少許待測水樣于pH試紙上，片刻后，觀察試紙顏色，并與標準色卡對照，確定水樣的pH值。,2、玻璃電極法（1）測定原理玻璃電極法是利用飽和甘汞電極為參比電極，以玻璃電極為指示電極，與被測水樣組成工作電池，再用pH計測量工作電動勢，由pH計直接讀取pH值。其特點：玻璃電極法測pH準確、快速，受水體色度、濁度、膠體物質、氧化劑、還原劑及鹽度等因素的干擾少。（2）儀器a、酸度計或離子計。b、玻璃電極（2支，其電極響應斜率須有一定差別），飽和甘汞電極。,（3）試劑標準緩沖溶液的配制pH標準緩沖溶液甲（pH4.008，25）：稱取先在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。pH標準緩沖溶液乙（pH6.865，25）：分別稱取先在110-130干燥2-3h的磷酸二氫鉀（KH2PO4）3.388g和磷酸氫二鈉（Na2HPO4）3.533g，溶于水并在容量瓶中稀釋至1L。,pH標準緩沖溶液丙(pH=9.180,25）:稱取飽和溴化鈉（或氯化鈉加蔗糖溶濃、室溫）共同放置在干燥器中平衡兩晝夜的硼砂（Na2B4O7.10H2O）3.80g，溶于水并在容量瓶中稀釋1L。(4)監(jiān)測步驟采樣在小河適當的部位選擇取樣的位置，用500ml塑料瓶盛取適量的河水，洗瓶內三次，然后盛滿河水，擰緊瓶蓋，帶回實驗室作為實驗樣品。采集的水樣應該在當場用濃硫酸調pH=2.0，以防止微生物的生長。,用洗上述塑料瓶的方法洗100ml燒杯，然后取近80ml的河水。取下pH計上的保護套，將電極浸入燒杯內，約4cm深。輕輕攪動，直到顯示讀數穩(wěn)定。在記錄紙上記下該pH值。按2）4）的步驟測定三次pH值，計算平均pH值,實地采集水樣pH值測定記錄表,四、注意事項（1）測量結果的準確度，首先決定于標準緩沖溶液pH標準值的準確度。因此，應按GB11076-89pH測量用緩沖溶液制備方法制備、保存緩沖溶液。（2）應按規(guī)范選擇、處理和安裝玻璃電極和甘貢電極。（3）測定水樣的pH值最好在現場進行，否則，應在采樣后把樣品保持在0-4，并在采樣后6h之內進行測定。,實驗二（2）：電導法測定水質純度一、實驗目的1掌握電導分析法的基本原理；2學會用電導法測定水純度的實驗方法；3掌握電導池常數的測量技術。二、實驗原理1.水質純度的一項重要指標是水質的電導率的大小。電導率愈小，即水中離子總量愈小，水質純度就高；反之，電導率愈大，離子總量愈大，水質純度就低。普通蒸餾水的電導率約為3510-6Scm-1，而去離子水可達110-7Scm-1。水溶液中的離子，在電場作用下具有導電能力。導電能力稱為電導（G），其單位是西門子（S）。電導G與電阻R的關系為：,G=1/R（11）而導體的電阻與其長度（L）和截面積（A）的關系可用下式表示：R=L/A（12）式中稱為電阻率，單位為。電阻率的倒數（1/）稱為電導率（K），由此，電導與電導率關系可表示為：G=KA/L=/（13）式中稱為電導池常數，是電極間距離（L）與其面積（A）之比。一支電導電極池的常數為確定值。,2.由上述公式可知，影響電導(G)的因素有電阻，溶液的導電能力與溶液中的正負離子數目、離子所帶的電荷數、離子在溶液中的遷移速度等因素有關。3.電導分析法：通過測量電解質溶液的電導(G)值，來確定物質含量的分析方法。測定溶液的電導實際上是測定它的電阻。4.電導分析法的特點：電導分析法具有極高的靈敏度，但由于溶液的電導并不是某一個離子的特性，溶液的電導是存在于溶液中所有各種離子單獨電導的總和，只能測量離子的總量，而不能鑒別和測定某離子及其含量，因此其選擇性很差。,三、實驗儀器與試劑1DDS11型電導儀，電導電極（光亮電極和鉑黑電極），電磁攪拌器，攪拌子，恒溫水槽。2試劑：0.02mol/LKCl溶液，離子交換水，自來水。四、實驗步驟1電導池常數的測定（1）將電導儀接上電源，開機預熱。裝上電導電極，用蒸餾水沖洗幾次，并用濾紙吸去水珠。（2）將洗凈的電導池用去離子水洗滌3次，再用0.02mol/LKCl溶液潤洗3次。,將鉑黑電導電極插入電導池中，加入待測的KCl溶液，以溶液淹沒電極為宜調節(jié)電極位置。置電導池于25C恒溫水槽中，將電極導線接到電導儀上。待恒溫水槽的溫度顯示屏顯示的溫度差幾度達到25C時，將電導儀的開關扳至“ON”及“校正”位置，調節(jié)校正旋鈕使電指針指在滿標度。待達到25C時，將開關扳至“測量”檔，進行測量。測量時，可調節(jié)量程選擇開關各檔，使指針落在表盤內。測量完畢后，將開關扳至“OFF”檔。2水樣電導率的測定用待測水樣洗滌電導池，按上述分別測量離子交換水，自來水的電導。,五、數據記錄與處理,=/G=0.0027685Scm-1/4.48m-1=0.618cm-1(自來水)=G=0.618cm-1337-1=208.27Scm-1(離子交換水)=G=0.618cm-16.18-1=3.82Scm-1,六、測量注意事項(1)電解質溶液的電導率隨溫度的變化而改變,因此,在測量時應保持被測體系處于恒溫條件下。(2)電極接線不能潮濕或松動,否則會引起測量的誤差。七、問答題1新制備的蒸餾水放入電導池后，為什么應立即測定？答：空氣中的二氧化碳會溶解在水中生成HCO31和CO32-，使蒸餾水的電導率增大。,2用蒸餾法和離子交換法制得的純水各有何優(yōu)點？說明如何制備高純水。答：蒸餾法制純水的優(yōu)點：水質電阻率較低，能除去水中非揮發(fā)