水中ph值的测定玻璃电极法精学习教案.pptx

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1、会计学1水中水中ph值的测定值的测定(cdng)玻璃电极法精玻璃电极法精第一页，共19页。外部试液外部试液a外外内部参比内部参比a内内水化层水化层水化层水化层干玻璃干玻璃Ag+AgCl（一）玻璃电极构造：（一）玻璃电极构造：球球状状玻玻璃璃膜膜(Na2SiO3，厚厚0.1mm)+内内参参比比电极电极(Ag/AgCl)+缓冲液缓冲液(二二)膜电位产生机理：膜电位产生机理：当当内内外外玻玻璃璃膜膜与与水水溶溶液液接接触触时时，Na2SiO3晶晶体体(jngt)骨骨架架中中的的Na+与与水水中的中的H+发生交换：发生交换：G-Na+H+=G-H+Na+因因为为平平衡衡常常数数很很大大，因因此此，玻玻

2、璃璃膜膜内内外外表表层层中中的的Na+的的位位置置几几乎乎全全部部被被H+所所占占据，从而形成所谓的据，从而形成所谓的“水化层水化层”。二、实验二、实验(shyn)原理原理 第2页/共19页第二页，共19页。从图可见：从图可见：玻璃膜玻璃膜=水化层水化层+干玻璃层干玻璃层+水化层水化层电极的相电极的相=内参比液相内参比液相+内水化层内水化层+干玻璃相干玻璃相+外水化层外水化层+试液相试液相膜电位膜电位 M=外外(外部试液与外水化层之间外部试液与外水化层之间)+g(外水化层与干玻璃之间外水化层与干玻璃之间)-g(干玻璃与内水化层之间干玻璃与内水化层之间)-内内(内水化层与内部试液之间内水化层与内

3、部试液之间)设膜内外表面结构相同设膜内外表面结构相同(g=g)，即，即上式为上式为pH 值溶液的膜电位表达式或采用玻璃电极进行值溶液的膜电位表达式或采用玻璃电极进行pH 测定的理论依据！测定的理论依据！测定测定pH 值的电池组成表达式为：值的电池组成表达式为：Ag AgCl,Cl-=1.0M H3O+=ax 玻璃膜玻璃膜 H3O+=a,Cl-=1.0M,AgCl Ag玻璃电极玻璃电极(含内参比液）含内参比液）待测液待测液外参比电极外参比电极第3页/共19页第三页，共19页。(三三)玻璃电极特点：玻璃电极特点：不不对对称称电电位位：当当玻玻璃璃膜膜内内外外溶溶液液 H+浓浓度度(nngd)或或

4、pH 值值相相等等时时，从从前前述述公公式式可可知知，M=0，但但实实际际上上M 不不为为 0，这这说说明明玻玻膜膜内内外外表表面面性性质质是是有有差差异异的的，如如表表面面的的几几何何形形状状不不同同、结结构构上上的的微微小小差差异异、水水化化作作用用的的不不同同等等。由由此此引引起起的的电电位位差差称称为为不不对对称称电电位位。其其对对 pH 测测定定的的影影响响可可通通过过充充分分浸浸泡泡电电极极和和用用标标准准 pH 缓缓冲冲溶溶液液校校正的方法加以消除。正的方法加以消除。*pH测定前，为什么测定前，为什么 pH 玻璃电极要充分浸泡？玻璃电极要充分浸泡？第4页/共19页第四页，共19页

5、。n n酸差：当用酸差：当用 pH pH 玻璃电极玻璃电极(dinj)(dinj)测定测定pH1 pH1 的强酸性溶液或高盐度的强酸性溶液或高盐度溶液时，电极溶液时，电极(dinj)(dinj)电位与电位与 pH pH 之间不呈线性关系，所测定的值之间不呈线性关系，所测定的值比实际的偏高：因为比实际的偏高：因为H+H+浓度或盐份高，即溶液离子强度增加，导浓度或盐份高，即溶液离子强度增加，导致致 H2O H2O 分子活度下降，即分子活度下降，即 H3O+H3O+活度下降，从而使活度下降，从而使 pH pH 测定值增加。测定值增加。n n 碱差或钠差：当测定较强碱性溶液碱差或钠差：当测定较强碱性溶

6、液pHpH值时，玻璃膜除对值时，玻璃膜除对H+H+响应，响应，也同时对其它离子如也同时对其它离子如 Na+Na+响应。因此响应。因此pHpH测定结果偏低。当用测定结果偏低。当用Li Li 玻玻璃代替璃代替Na Na 玻璃吹制玻璃膜时，玻璃吹制玻璃膜时，pH pH 测定范围可在测定范围可在114114之间。之间。n n 对对H+H+有高度选择性的指示电极有高度选择性的指示电极(dinj)(dinj)，使用范围广，不受氧化，使用范围广，不受氧化剂还原剂、有色、浑浊或胶态溶液的剂还原剂、有色、浑浊或胶态溶液的 pH pH 测定；响应快测定；响应快(达到平衡快达到平衡快)、不沾污试液。、不沾污试液。n

7、 n 膜太薄，易破损，且不能用于含膜太薄，易破损，且不能用于含F-F-的溶液；电极的溶液；电极(dinj)(dinj)阻抗高，阻抗高，须配用高阻抗的测量仪表。须配用高阻抗的测量仪表。n n 通过改变玻璃膜的结构可制成对通过改变玻璃膜的结构可制成对K+K+、Na+Na+、Ag+Ag+、Li+Li+等响应的电等响应的电极极(dinj)(dinj)。第5页/共19页第五页，共19页。(四四)pH)pH值的测定值的测定 以以pHpH玻玻璃璃电电极极为为指指示示电电极极、SCE SCE 电电极极为为参参比比电电极极，用用 pH pH 计分别测定计分别测定 pH.pH.已知的缓冲液和待测液的电动势：已知的

8、缓冲液和待测液的电动势：二式相减并整理二式相减并整理(zhngl)(zhngl)，得，得 pH pH 实用定义实用定义该式其实是标准曲线该式其实是标准曲线(pH(pHE E作图作图)的一种，即两点校正方。的一种，即两点校正方。第6页/共19页第六页，共19页。n n电位法测定溶液的电位法测定溶液的pHpH值，是以玻璃电极为指示电极（），饱和甘汞电极为值，是以玻璃电极为指示电极（），饱和甘汞电极为参比电极（）组成参比电极（）组成(z chn)(z chn)电池。电池。2525时，溶液的时，溶液的pHpH值变化值变化1 1个单位时，个单位时，电池的电动势改变电池的电动势改变59.0mV59.0mV

9、。n n选用选用pHpH值与水样值与水样pHpH值接近的标准缓冲溶液，校正值接近的标准缓冲溶液，校正pHpH计（又叫定位），并保计（又叫定位），并保持溶液温度恒定，以减少由于液接电位、不对称电位及温度等变化而引起的持溶液温度恒定，以减少由于液接电位、不对称电位及温度等变化而引起的误差，测定水样之前，用两种不同误差，测定水样之前，用两种不同pHpH值的缓冲溶液校正，如用一种值的缓冲溶液校正，如用一种pHpH值的值的缓冲溶液定位后，在测定相差约缓冲溶液定位后，在测定相差约3 3个个pHpH单位的另一种缓冲溶液的单位的另一种缓冲溶液的pHpH值时，误值时，误差应在差应在0.1pH0.1pH之内。之内

10、。n n校正后的校正后的pHpH计，可以直接测定水样或溶液的计，可以直接测定水样或溶液的pHpH值。值。第7页/共19页第七页，共19页。pH 测量测量(cling)装置示意图装置示意图第8页/共19页第八页，共19页。实验实验实验实验(shyn)(shyn)预预预预习习习习v 1.预习理解pH计测定溶液pH值的原理(yunl)；v2.预习pH计测定溶液pH值的方法。第9页/共19页第九页，共19页。三、仪器三、仪器三、仪器三、仪器(yq)(yq)与试剂与试剂与试剂与试剂 n n仪器：各种仪器：各种(zhn)(zhn)型号的型号的pHpH计计n n试剂：试剂：n n0.05mol/L0.05m

11、ol/L邻苯二甲酸氢钾标准缓冲溶液邻苯二甲酸氢钾标准缓冲溶液n n0.025mol/L0.025mol/L混合磷酸盐缓冲溶液混合磷酸盐缓冲溶液n n NaH2PO4 NaH2PO4溶液溶液 约约0.1mol/L0.1mol/L第10页/共19页第十页，共19页。四、实验四、实验(shyn)内容内容 n n1.1.按照仪器说明书的操作方法进行操作。按照仪器说明书的操作方法进行操作。n n2.2.将电极与塑料杯用蒸馏水冲洗干净后，用标准将电极与塑料杯用蒸馏水冲洗干净后，用标准(biozhn)(biozhn)缓冲溶液淋洗缓冲溶液淋洗1 12 2次，用滤纸吸干。次，用滤纸吸干。n n3.3.用标准用标

12、准(biozhn)(biozhn)缓冲溶液校正仪器。缓冲溶液校正仪器。n n4.4.水样或溶液水样或溶液pHpH值的测定。值的测定。n n（1 1）用蒸馏水冲洗电极）用蒸馏水冲洗电极3 35 5次，再用被测水样或溶液冲洗次，再用被测水样或溶液冲洗3 35 5次，然后将电极放入水样或溶液中。次，然后将电极放入水样或溶液中。n n（2 2）测定）测定NaH2PO4NaH2PO4溶液的溶液的pHpH值，测定值，测定3 3次。次。n n（3 3）测定完毕，清洗干净电极和塑料杯。）测定完毕，清洗干净电极和塑料杯。n n（4 4）实验数据记录。）实验数据记录。第11页/共19页第十一页，共19页。编 号1

13、23被测溶液pH值平 均 值第12页/共19页第十二页，共19页。五、注意事项五、注意事项 n n1.1.玻璃电极使用玻璃电极使用n n（1 1）使用前，将玻璃电极的球泡部位浸在蒸馏水中）使用前，将玻璃电极的球泡部位浸在蒸馏水中24h24h以上。如果在以上。如果在5050蒸馏水中浸泡蒸馏水中浸泡2h2h，冷却至室温后可当天使用。不用时也须浸在蒸，冷却至室温后可当天使用。不用时也须浸在蒸馏水中。馏水中。n n（2 2）安装：要用手指夹住电极导线插头安装，切勿使球泡与硬物接）安装：要用手指夹住电极导线插头安装，切勿使球泡与硬物接触。玻璃电极下端要比饱和甘汞电极高触。玻璃电极下端要比饱和甘汞电极高2

14、 23mm3mm，防止触及杯底而损，防止触及杯底而损坏。坏。n n（3 3）玻璃电极测定碱性）玻璃电极测定碱性(ji(ji n xnn xn)水样或溶液时，应尽快测定。测量水样或溶液时，应尽快测定。测量胶体溶液、蛋白质和染料溶液时，用后必须用棉花或软纸蘸乙醚小心胶体溶液、蛋白质和染料溶液时，用后必须用棉花或软纸蘸乙醚小心地擦拭、酒精清洗，最后用蒸馏水洗净。地擦拭、酒精清洗，最后用蒸馏水洗净。第13页/共19页第十三页，共19页。n n2.饱和甘汞电极使用n n（1）使用饱和甘汞电极前，应先将电极管侧面小橡皮塞及弯管下端的橡皮套轻轻取下，不用时再装上。n n（2）饱和甘汞电极应经常补充管内的饱和

15、氯化钾溶液(rngy)，溶液(rngy)中应有少许KCl晶体，不得有气泡。补充后应等几小时再用。n n（3）饱和甘汞电极不能长时间浸泡在被测水样中。不能在60以上的环境中使用。第14页/共19页第十四页，共19页。n n3.仪器校正n n（1）应选择(xunz)与水样pH接近的标准缓冲溶液校正仪器。n n（2）标准缓冲溶液。n n1）pH标准缓冲溶液的配制，见下表。第15页/共19页第十五页，共19页。标准溶液浓度pHs(25)1000mL蒸馏水中基准物质的质量（g）10.05mol/L二草酸三氢钾1.67912.612饱和酒石酸氢钾（25）3.5596.430.05mol/L柠檬酸二氢钾3.

16、77611.4140.05mol/L邻苯二甲酸氢钾4.00810.1250.025mol/L磷酸二氢钾0.025mol/L磷酸氢二钠6.8653.3883.53360.008695mol/L磷酸二氢钾0.03043mol/L磷酸氢二钠7.4131.1794.30270.01mol/L四硼酸钠9.1803.8080.025mol/L碳酸氢钠0.025mol/L碳酸钠10.0122.0292.6409饱和氢氧化钙（25）12.4541.5pH标准缓冲溶液(hun chn rn y)的配制第16页/共19页第十六页，共19页。n n近似溶解度。近似溶解度。n n110110130130烘干烘干2h2

17、h。n n用新煮沸并冷却的无用新煮沸并冷却的无CO2CO2蒸馏水。蒸馏水。n n2 2）试剂商店购买的）试剂商店购买的pHpH基准试剂，按说明书配制。基准试剂，按说明书配制。n n（3 3）定位）定位n n1 1）将电极）将电极(dinj)(dinj)浸入第浸入第1 1份标准缓冲溶液中，调节份标准缓冲溶液中，调节“温度温度”钮，使与溶液温度钮，使与溶液温度一致。然后调一致。然后调“定位定位”钮，使钮，使pHpH读数与已知读数与已知pHpH值一致。注意，校正后，切勿再值一致。注意，校正后，切勿再动动“定位定位”钮。钮。n n2 2）将电极）将电极(dinj)(dinj)取出，洗净、吸干，再浸入第

18、取出，洗净、吸干，再浸入第2 2份标准缓冲溶液中，测定份标准缓冲溶液中，测定pHpH值。如果测定值与第值。如果测定值与第2 2份标准缓冲溶液已知份标准缓冲溶液已知pHpH值之差小于值之差小于0.1pH0.1pH值，则说明仪值，则说明仪器正常，否则需检查仪器、电极器正常，否则需检查仪器、电极(dinj)(dinj)或标准溶液是否有问题。或标准溶液是否有问题。第17页/共19页第十七页，共19页。六、思考题六、思考题六、思考题六、思考题n n1.1.从原理上解释从原理上解释pHpH计上的计上的“温度温度(wnd)”(wnd)”钮与钮与“定位定位”钮的作钮的作用是什么？用是什么？n n2.2.一种缓冲溶液是一个共轭酸碱的混合物，那么为什么邻苯二甲一种缓冲溶液是一个共轭酸碱的混合物，那么为什么邻苯二甲酸氢钾、四硼酸钠、二草酸三氢钾等可作为缓冲溶液？酸氢钾、四硼酸钠、二草酸三氢钾等可作为缓冲溶液？第18页/共19页第十八页，共19页。感谢您的观看感谢您的观看(gunkn)！第19页/共19页第十九页，共19页。