pH計的使用及溶液pH的測定

1、pH 計的使用及溶液pH值的測定一實驗?zāi)康?.熟悉pH計構(gòu)造及工作原理。2.掌握pH計校準(zhǔn)及測定pH值的方法。二實驗原理1.pH計：pH計測pH 值的方法是電位測定法。把對pH敏感的玻璃電極和電位穩(wěn)定的參比電極放在同一溶液中組成一個原電池，該電池的電位是玻璃電極和參比電極電位的代數(shù)和： E電池E參比+E玻璃如果溫度恒定，這個電池的電位隨待測溶液的pH變化而變化。2. pH復(fù)合電極：實驗使用的是把 pH 玻璃電極和參比電極組合在一起的pH復(fù)合電極，主要由內(nèi)參比電極、內(nèi)參比溶液、外殼、外參比電極、外參比溶液和液接界等部分組成。內(nèi)參比電極：為銀/氯化銀電極，主要作用是引出電極電位，要求其電位穩(wěn)定，溫

2、度系數(shù)小。內(nèi)參比溶液：零電位為7pH的內(nèi)參比溶液，是中性磷酸鹽和飽和氯化鉀的混合溶液，玻璃電極與參比電極構(gòu)成電池建立零電位的pH值，主要取決于內(nèi)參比溶液的pH值及氯離子濃度。外參比電極：為銀/氯化銀電極，作用是提供與保持一個固定的參比電勢，要求電位穩(wěn)定，重現(xiàn)性好，溫度系數(shù)小。外參比溶液：氯化鉀溶液或KCl凝膠電解質(zhì)。電流計：其功能是在電阻極大（1-100M）的電路中測量出微小的電位差（非常?。瑢⑵浞糯笸ㄟ^電表顯示出來。為了使用上的需要，將電位差轉(zhuǎn)換為pH讀數(shù)。玻璃電極：其功能是建立一個對所測量溶液的氫離子活度發(fā)生變化作出反應(yīng)的電位差。玻璃膜的組成不同可制成對不同陽離子響應(yīng)的玻璃電極。 H+響

3、應(yīng)的玻璃膜電極：敏感膜是在SiO2基質(zhì)中加入Na2O、Li2O和 CaO燒結(jié)而成的特殊玻璃膜。水浸泡膜時，表面的Na+與水中的H+交換，表面形成水合硅膠層。玻璃電極使用前，需要在水溶液中浸泡24小時。水合凝膠層只有在充分濕潤的條件下才能與溶液中的 H+離子有良好的響應(yīng)；同時，玻璃電極經(jīng)過浸泡，可以使不對稱電勢/電位大大下降并趨向穩(wěn)定。玻璃電極在水溶液中浸泡后，形成一個三層結(jié)構(gòu)，即中間的干玻璃層和兩邊的水化硅膠層。玻璃膜示意圖：（a1、a2：外部試液、電極內(nèi)參比溶液的H+活度；a1、a2：玻璃膜外、內(nèi)水合硅硅膠層表面H+活度；k1、k2：指由玻璃膜外內(nèi)表面性質(zhì)決定的常數(shù)。）3.玻璃電極膜電位的表

4、達(dá)：由Nernst方程可得，E外= k2+ 0.059 lg(a1/ a1) ， E內(nèi) =k1+ 0.059 lg(a2/ a2)由于玻璃膜內(nèi)、外表面的性質(zhì)基本相同， 則k1= k2，a1=a2E膜 =E外-E內(nèi) = 0.059 lg(a1/a2) 由于內(nèi)參比溶液中的H+活度(a2)是固定的,則:E膜=K+ 0.059 lg a1 =K0.059 pH試液（K是由玻璃膜電極本身性質(zhì)決定的常數(shù)）若式E膜=K+ 0.059 lg a1=K- 0.059 pH試液中，a1=a2則：E膜=0，但實際上K0，此 電位稱為不對稱電位。產(chǎn)生的原因有：玻璃膜內(nèi)、外表面含鈉量、表面張力以及機(jī)械和化學(xué)損傷的細(xì)微差

5、異所引起的。4.pH計的校準(zhǔn)：若已知待測溶液為酸性，則可以選擇酸性和中性標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液進(jìn)行校準(zhǔn)；若已知待測溶液為堿性，則可以選擇堿性和中性標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液進(jìn)行校準(zhǔn)。若待測溶液酸堿性未知，則選擇酸性、中性和堿性三種標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液進(jìn)行校準(zhǔn)。三實驗儀器及試劑儀器：pH-3C+酸度計 小燒杯 復(fù)合電極 磁子 磁力棒試劑：未知溶液：未知溶液1，未知溶液2標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液：鄰苯二甲酸氫鈉(pH=4.003) 混合磷酸鹽(pH=6.864) 硼砂(pH=9.182)四實驗步驟1.接通電源，打開儀器預(yù)熱5min，將測量溫度設(shè)定為25。2.按MOOD鍵，將測量開關(guān)選擇為“pH”檔位。3.校準(zhǔn)pH計：依次取足量的3種標(biāo)準(zhǔn)緩沖

6、溶液于小燒杯中，將磁子放入燒杯并調(diào)節(jié)至合適速度對溶液進(jìn)行攪拌。將復(fù)合電極用蒸餾水洗滌干凈濾紙擦干后插入溶液中，保證電極前段玻璃球泡與標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液均勻接觸。按“CAL”按鈕進(jìn)行校準(zhǔn)，直至示數(shù)穩(wěn)定并與標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液pH值相同時結(jié)束標(biāo)定。若第一次示數(shù)穩(wěn)定后與標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液pH不同，則再按“CAL”直至示數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液pH值相同時結(jié)束標(biāo)定。4.未知溶液pH值的測定：用同樣方法依次取足量的未知溶液1、2于小燒杯中，將磁子放入燒杯并調(diào)節(jié)至合適速度對溶液進(jìn)行攪拌。將復(fù)合電極用蒸餾水洗滌干凈濾紙擦干后插入溶液中，保證電極前段玻璃球泡與標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液均勻接觸。待pH計示數(shù)穩(wěn)定后，為未知溶液的pH值；按“確定”鍵，對

7、溶液再次進(jìn)行測量，共進(jìn)行三次。5.測量結(jié)束后，將復(fù)合電極用蒸餾水清洗干凈放入保護(hù)液中，關(guān)閉電源。五實驗數(shù)據(jù)記錄及處理1.標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液校準(zhǔn)：標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液/25標(biāo)準(zhǔn)pH實測pH鄰苯二甲酸氫鈉4.0034.00混合磷酸鹽6.8646.87硼砂9.1829.192.未知溶液pH值的測定：123平均值sRSD未知19.449.449.449.4400未知24.584.584.584.5800六誤差分析1.復(fù)合電極玻璃泡與溶液未充分均勻混合導(dǎo)致pH值偏高或偏低。2.復(fù)合電極自身存在的誤差。七注意事項1.每次測量結(jié)束都需要將復(fù)合電極及攪拌磁子用蒸餾水清洗干凈并用濾紙擦干。2.測量時，使用磁子攪拌、溫度補(bǔ)償探頭進(jìn)行溫度補(bǔ)償。3.選擇與樣品pH值接近的緩沖溶液校準(zhǔn)儀器，待測定溶