儀器分析實(shí)驗(yàn)三電位法測(cè)定水溶液的pH.doc

1、實(shí)驗(yàn)三電位法測(cè)定水溶液的pH一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握 pHS-25C 型酸度計(jì)的使用方法；2、掌握 pH 玻璃電極響應(yīng)斜率測(cè)定原理和方法；3、掌握電位法測(cè)定水的pH 的原理和方法。二 實(shí)驗(yàn)原理以玻璃電極作指示電極， 飽和甘汞電極作參比電極， 用電位法測(cè)量溶液的 pH 值，組成測(cè)量電池的圖解表示式為：當(dāng)測(cè)量體系確定后，電池的電動(dòng)勢(shì)可表示為：其中 0.059 為玻璃電極在 25的理論響應(yīng)斜率。由于玻璃電極常數(shù)項(xiàng)，或說(shuō)電池的“常數(shù)”電位值無(wú)法準(zhǔn)確確定，故實(shí)際中測(cè)量 pH 值的方法是采用相對(duì)方法。即選用 pH 值已經(jīng)確定的標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液進(jìn)行比較而得到欲測(cè)溶液的 pH 值。為此， pH 值通常被定義為其溶液所

2、測(cè)電動(dòng)勢(shì)與標(biāo)準(zhǔn)溶液的電動(dòng)勢(shì)差有關(guān)的函數(shù)，其關(guān)系式是： （ 1）或?qū)懽鱬H XpH SEXES （SRT ln 10） （ 2）SF式中 pHx 和 pHs 分別為欲測(cè)溶液和標(biāo)準(zhǔn)溶液的pH 值，Ex 和 Es 分別為其相應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。該式常稱為pH 值的實(shí)用定義。測(cè)定 pH 用的儀器 pH 電位計(jì)是按上述原理設(shè)計(jì)制成的。例如在25時(shí)，pH 計(jì)設(shè)計(jì)為 S=58mV。通過(guò)調(diào)節(jié)溫度補(bǔ)償旋鈕來(lái)校正一定溫度下的斜率。不過(guò)這仍然是理論斜率。用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)pH 緩沖溶液校準(zhǔn) pH 計(jì)，就會(huì)因電極實(shí)際響應(yīng)斜率與理論斜率不一致引入測(cè)量誤差。為了提高測(cè)量的準(zhǔn)確度，需用雙標(biāo)準(zhǔn)pH緩沖溶液法獲得pH 計(jì)的電極實(shí)際響應(yīng)斜率。當(dāng)用

3、雙標(biāo)準(zhǔn) pH 緩沖溶液法時(shí)，電位計(jì)的單位pH 變化率 S 可校定為： （ 3）從而消除了電極響應(yīng)斜率與儀器原設(shè)計(jì)值不一致引入的誤差。式中pH(s,1)和 pH(s,2)分別為標(biāo)準(zhǔn) pH 緩沖溶液 1 和 2 的 pH 值，E(s,1)和 E(s,2)分別為其電動(dòng)勢(shì)。標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液的 pH 是否準(zhǔn)確可靠，是準(zhǔn)確測(cè)量 pH 值的關(guān)鍵。目前，我國(guó)所建立的 pH 標(biāo)準(zhǔn)溶液體系有 7 個(gè)緩沖溶液，它們的標(biāo)準(zhǔn) pH 值可查閱相關(guān)文獻(xiàn)。三 儀器及試劑pHS-25C 酸度計(jì)、 E-201-C9 型復(fù)合pH 電極一支、燒杯、濾紙KHP標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液、磷酸鹽標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液、硼砂標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液、未知pH 試樣溶液（至少 3

4、 個(gè)，選 pH 值分別在 3，6，9 左右為好）。四 實(shí)驗(yàn)步驟1、測(cè)定玻璃電極的實(shí)際響應(yīng)斜率（ 1）：小心地在 pH 電位計(jì)上裝好玻璃電極和甘汞電極；（ 2）：選用儀器的“ mV ”檔，用蒸餾水沖洗電極，并用濾紙輕輕地將附著在電極上的水吸去。然后，小心插電極在試液中，注意切勿與杯底杯壁相碰；（ 3）：按下測(cè)量按鈕，待電位值顯示穩(wěn)定時(shí)，讀取“ mV”數(shù)值，記錄在數(shù)據(jù)記錄表中。松開(kāi)測(cè)量按鈕，從試液中提起電極，用濾紙吸去電極上殘留試液，再按（ 2）沖洗電極；（ 4）：至少按上述步驟測(cè)量 3 種不同 pH 值的標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液， 用作圖法求出電極的響應(yīng)斜率；（ 5）：同上述步驟測(cè)量另一支玻璃電極的響應(yīng)“

5、mV ”值。2、單標(biāo)準(zhǔn) pH 緩沖溶液法測(cè)量溶液pH 值這種方法適合一般要求，即待測(cè)溶液的pH 值與標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液的pH 值之差小于 3 個(gè) pH 單位。（ 1）：選用儀器“pH”檔，將清洗干凈的電極浸入欲測(cè)標(biāo)準(zhǔn)pH緩沖溶液中，按下測(cè)量按鈕，轉(zhuǎn)動(dòng)定位調(diào)節(jié)旋鈕，使儀器顯示的pH 值穩(wěn)定在該標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液pH 值；（ 2）：松開(kāi)測(cè)量按鈕，取出電極，用蒸餾水沖洗幾次，小心用濾紙吸去電極上溶液；（ 3）：將電極置于欲測(cè)試液中，按下測(cè)量按鈕，讀取穩(wěn)定pH 值，記錄。松開(kāi)測(cè)量按鈕，取出電極，按（ 2）清洗，繼續(xù)下個(gè)樣品溶液測(cè)量。測(cè)量完畢，清洗電極，并將玻璃電極浸泡在蒸餾水中。3、雙標(biāo)準(zhǔn) pH 緩沖溶液法測(cè)量溶

6、液pH 值為了獲得高精確度的 pH 值，通常用兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn) pH 緩沖溶液進(jìn)行定位校正儀器，并且要求未知溶液的 pH 值盡可能落在這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)溶液的 pH 值之間。（ 1）：按單標(biāo)準(zhǔn) pH 緩沖溶液方法步驟（ 1）、（2），選擇兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液，用其中一個(gè)對(duì)儀器定位；（ 2）：將電極置于另一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液中，調(diào)節(jié)斜率旋鈕（如果沒(méi)設(shè)斜率旋鈕，可使用溫度補(bǔ)償旋鈕調(diào)節(jié)） ，使儀器顯示的 pH 讀數(shù)至該標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液的pH 值；（ 3）：松開(kāi)測(cè)量按鈕，取出電極，沖洗，濾紙沾干后，再放入第一次測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液中，按下測(cè)量按鈕，其讀數(shù)與該試液的 pH 值相差至多不超過(guò) 0.05pH 單位，表明儀器和玻璃電極的響

7、應(yīng)特性均良好。往往要反復(fù)測(cè)量、反復(fù)調(diào)節(jié)幾次，才能使測(cè)量系統(tǒng)達(dá)到最佳狀態(tài)；（ 4）：當(dāng)測(cè)量系統(tǒng)調(diào)定后，將洗干凈的電極置于欲測(cè)試樣溶液中，按下測(cè)量按鈕，讀取穩(wěn)定 pH 值，記錄。松開(kāi)測(cè)量按鈕，取出電極，沖洗凈后，將玻璃電極浸泡在蒸餾水中。五 數(shù)據(jù)處理1、測(cè)定玻璃電極的實(shí)際響應(yīng)斜率（ 1）：數(shù)據(jù)表表 31 標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液“ mV ”測(cè)量記錄表電位計(jì)讀數(shù) (mV)標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液 pH1#電極2#電極4.0046.8649.182（ 2）：數(shù)據(jù)分析以上表中的標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液的pH 值為橫坐標(biāo)，測(cè)得電位計(jì)的“mV ”讀數(shù)為縱坐標(biāo)作圖，從直線斜率計(jì)算出玻璃電極的響應(yīng)斜率，并比較二支電極的性能。2、列表記錄兩種方法測(cè)量的試樣溶液pH 值結(jié)果。表32未知pH 試樣溶液pH 測(cè)量記錄表電位計(jì)讀數(shù)(pH)標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液pH單標(biāo)準(zhǔn)pH 緩沖溶液法雙標(biāo)準(zhǔn)pH 緩沖溶液法未知 pH 試樣溶液 1未知 pH 試樣溶液 2未知 pH 試樣溶液 3六 思考