適用范圍
1.1 本法適用于飲用水、地面水及工業(yè)廢水pH值的測定。
1.2 水的顏色、濁度、膠體物質、氧化劑、還原劑及高含鹽量均不干擾測定;但在pH<1的強酸性溶液中,會有所謂“酸誤差",可按酸度測定;在pH>10的堿性溶液中,因有大量鈉離子存在,產生誤差,使讀數偏低,通常稱為“鈉差"。消除“鈉差"的方法,除了使用特制的“低鈉差"電極外,還可似選用與被測溶液的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。須注意調節(jié)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℃之內。
2 定義
pH是從操作上定義的。對于溶液x,測出伽伐尼電池參比電極1KC1濃溶液H溶液×|H2|pt的電動勢EX。將朱知pH(X)的溶液X換成標準pH溶液S,同樣測出電池的電動勢ES,則
pH(X)=pH(S)+(Es—Ex)F/(RTIn10)
因此,所定義的pH是無量綱的量。pH沒有理論上的意義,其定義為一種實用定義。但是在物質的量濃度小于0.1mo1.dm-3的稀薄水溶液有限范圍,既非強酸性又非強堿性(Z<pH<12)時,則根據定義有
pH=-Log10[C(H+)y/(mo1.dm3)]±0.02
式中C((H+)代表氫離子H+的物質的量濃度,y代表溶液中典型1,—1價電解質的活度系數。
3 原理
pH值由測量電池的電動勢而得。該電池通常由飽和甘汞電極為參比電極,玻璃電極為指示電極所組成。在25℃,溶液中每變化1個pH單位,電位差改變?yōu)?9.16毫伏,據此在儀器上直接以pH的讀數表示。溫度差異在儀器上有補償裝置。
4 試劑
4.1 標準緩沖溶液(簡稱標準溶液)的配制方法
4.1.1 試劑和蒸餾水的質量
4.1.1.1 在分析中,除非另作說明,均要求使用分析純或優(yōu)級純試劑,購買經中國計量科學研究院檢定合格的袋裝pH標準物質時,可參照說明書使用。
4.1.1.2 配制標準溶液所用的蒸餾水應符合下列要求:煮沸并冷卻、電導率小于2×10-6S/cm的蒸餾水,其pH以6.7~7.3之間為宜。
4.1.2 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:
4.1.2.1 pH標準溶液用(pH4.008 25℃)
稱取先在110~130℃干燥2~3小時的鄰苯二甲醉氫鉀(KHC8H4O4)10.12克,溶于水并在容量瓶中稀釋至1升。
4.1.2.2 pH標準溶濃乙(pH6.865 25℃)
分別稱取先在110~130℃干燥2~3小時的磷酸二氫鉀(KH2PO4)3.388克和磷酸氫二鈉(Na2HPO4)3.533克,溶于水并在容量瓶中稀釋至1升。
4.1.2.3 pH標準溶液丙(pH9.180 25℃)
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1
一、產生的原因:
1、由于純水中離子濃度非常低,而參比電極鹽橋溶液選中高濃度3mol/L的Kcl,相互之間的濃度差較大,與它在普通溶液中的情況差別很大。在純水會加大鹽橋溶液的滲透速度,促使鹽橋的損耗,從而加速了K+和CL-的濃度的降低。引起液接界電位的變化和不穩(wěn)定,而Ag/AgCl參比電極本身的電位取決于CL-的濃度。CL-濃度發(fā)生了變化,其參比電極自身電位也會隨之變化。于是就使得示值漂移。特別是不能補充內參比液的復合電極更會如此。
2、 PH值反映的是H+的活度,(H+)而不是H+的濃度[H+],其關系為(H+)=f×[H+]。F為H+的活度系數。它是由溶液中所有離子的總濃度決定而不只決定于被測離子的濃度。在理論純水中活度系數f等于1,但只要有其它離子存在,活度系數就要改變,PH值也就會改變。即PH值受溶液中總的離子濃度的影響,總離子濃度變化,PH值就要改變。 由于復合電極液接界很靠近PH敏感玻璃球泡,從液接界滲漏出的鹽橋溶液首先聚集在敏感球泡周圍,改變了其附近的總離子濃度,由上述原因可知,使用測量值只是敏感球泡附近的被改變了PH值,不能反映其真實的PH值。雖然采用攪拌或搖動燒杯的方法可以改變這種情況,但實踐證明,攪拌速度不同,測試的值也會不一樣,同時攪拌或搖動又會加速CO2的溶解,所以也不可取。
3、純水很容易受到污染,在燒杯中敞開測量,很容易受到CO2吸收的影響,PH值會不停地往下降,有關標準規(guī)定測量必須在一個特殊的裝置中密閉中進行。但在一般實驗室中難于實行。
4、為了保證復合電極的pH零電位,鹽橋必須采用高濃度的Kcl,同時為了防止Ag/AgCl鍍層被高濃度的Kcl溶解,在鹽橋中又必須添加粉末狀的AgCl,使鹽橋溶液被AgCl飽和。但是根據上述第1條所述,由于鹽橋溶液中Kcl濃度的降低,又使原本溶解在其中的AgCl過飽和而沉淀,從而堵塞液接界。
5、 由于玻璃電阻的內阻很高,內阻越高玻璃膜就越厚,其不對稱電位就會加大,電極的惰性也隨之加大,電動勢的產生就越于緩慢。同時,由于純水是一種無緩沖作用的液體,與標準緩沖溶液的性質*不同,在標準緩沖溶液中表現良好的電極一下子移至無緩沖性的純水中,電極電位的建立時間無疑就會變得遲緩。
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