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pH的測定

發布時間:2017-06-19  瀏覽次數:764

一、pH的定義

溶液的酸堿性可用[H+]或[OH-]來表示,習慣上常用[H+]來表示。因此溶液的酸度就是指溶液中[H+]的大小。對于很稀的溶液,用[H+]來表示溶液的酸堿性往往既有小數又有負指數,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對數,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,堿性越弱;pH值越大,溶液的酸性越弱,堿性越強。溶液的酸堿性和pH值之間的關系為:中性溶液,pH=7;酸性溶液,pH<7;堿性溶液,pH>7。溶液pH值相差一個單位,[H+]相差10倍。更強的酸性溶液,pH值可以小于0([H+]>lmol/L);更強的堿溶液,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值的粗略測定,可使用廣泛pH試紙或精密pH試紙來獲得,準確測定溶液的pH值可使用pH計來完成。

二、方法原理

pH值由測量電池的電動勢而得,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,溶液中每變化1個pH單位,電位差改變59.16mV,在儀器上直接以pH的讀數表示。

玻璃電極基本上不受顏色、膠體物質、濁度、氧化劑、還原劑以及高含鹽量的影響。但在pH<1的強酸性溶液中,會有所謂的“酸誤差”,可按酸度測定;在pH>10的堿溶液中會產生鈉誤差,使讀數偏低,可用“低鈉誤差”電極消除鈉誤差,還可以選用與被測溶液pH值相近似的標準緩沖溶液對儀器進行校正。溫度影響電極的電位和水的電離平衡,儀器上有補償裝置對此加以校正。測定時,應注意調節儀器的補償裝置與溶液的溫度一致,并使被測樣品與校正儀器用的標準緩沖溶液溫度誤差在±1℃以內。不可在含油或含脂的溶液中使用玻璃電極,測量之前可用過濾方法除去油或脂。

三、試劑與儀器

1.標準溶液的配制

pH標準緩沖溶液(簡稱標準溶液)均需用新煮沸并放冷的純水(不含C02,電導率應小于2Μs/cm,pH值在6.7~7.3之間為宜)配制。配成的溶液應貯存在聚乙烯瓶或硬質玻璃瓶內。此類溶液可以穩定1~2個月。測量pH時,按水樣呈酸性、中性和堿性三種可能,常配制以下三種標準溶液:

(1)pH標準緩沖溶液甲 稱取預先在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℃時為4.008。

(2)pH標準緩沖溶液乙 分別稱取預先在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℃時為6.865。

(3)pH標準緩沖溶液丙 為了使晶體具有一定的組成,應稱取與飽和溴化鈉(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℃時為9.180。

當被測樣品的pH值過高或過低時,應配制與其pH值相近似的標準溶液校正儀器。

2.標準溶液的保存

①配好的標準溶液應在聚乙烯瓶或硬質玻璃瓶中密閉保存。

②標準溶液的pH值隨溫度變化而稍有差異。在室溫條件下,標準溶液一般以保存1~2個月為宜,當發現有渾濁、發霉或沉淀現象時,則不能繼續使用。

③標準溶液可在4℃冰箱內存放,且用過的標準溶液不允許再倒回去,這樣可延長使用期限。

3.儀器

①酸度計或離子濃度計。常規檢驗使用的儀器,至少應當精確到0.1pH單位,pH范圍從0~14。如有特殊需要,應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

最好現場測定。否則,應在采樣后把樣品保持在0~40C,并在采樣后6h之內進行測定。

四、試驗步驟

(1)儀器校準操作程序按儀器使用說明書進行。

(2)樣品測定測定樣品時,先用蒸餾水認真沖洗電極,再用水樣沖洗,然后將電極浸入樣品中,小心搖動或進行攪拌使其均勻,靜置,待讀數穩定時記下pH值。

五、試驗報告

試驗報告應包括下列內容:取樣日期、時間和地點,樣品的保存方法,測定樣品的日期和時間,測定時樣品的溫度,測定的結果(pH值應取最接近于0.1pH單位,如有特殊要求時,可根據需要及儀器的精確結果的有效數字位數而定),其他需說明的情況。

參考資料:分析化學

 
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