自来水pH测定及直接电位法测微量Cl

河北工业大学实验报告课程：分析化学实验班级：姓名：组别：同组人：日期实验：自来水pH测定及直接电位法测微量Cl-一、 实验目的：1、 了解pHS-2型酸度计的结构、原理和使用方法。2、 掌握用电位法测pH值的原理和方法。3、 掌握测定氯离子含量的标准曲线法和标准加入法。二、 实验原理：1、 TISAB的原理：用测定离子的纯物质配制一系列不同浓度的标准溶液，并用总离子强度调节缓冲溶液(TotleIonicStrengthAdjustmentBuffer简称TISAB)保持溶液的离子强度相对稳定，分别测定个溶液的电位值，并绘制E-lgci关系曲线。i注意：离子活度系数保持不变时，膜电位才与lgci呈线性关系。总离子强度调节缓冲溶液TISAB的作用： 1保持较大且相对稳定的离子强度，是活度系数恒定；维持溶液在适宜的pH范围内，满足离子电极的要求；掩蔽干扰离子。2、 水样pH值的测定：测量溶液的pH值时，一般以玻璃电极为指示电极，饱和甘汞电极为参比电极。它们与被测溶液一起，组成原电池。通过测定该原电池的电动势来决定溶液的pH值。在一定条件下，电池电动势E与pH呈线性关系E=K'+(2.303RT/F)xpH式中，K'是常数，其大小由内外参比电极的电位、不对称电位、液接电位等决定。实际上，K'不易求得。因此常用已知pH值的缓冲溶液来校正酸度计(称定位)一一pHs(已知缓冲液pH值)应与被测物的估计pH值相近，以减少误差。一般用两种不同的pH值的标准缓冲溶液进行定位,，在用一种标准缓冲溶液定位后，测另一种标准缓冲溶液的pH值时，误差应小于0.05pH。3、 用氯离子选择性电极测微量b-含量：用直接电位法测量溶液中氯离子浓度时，以氯离子选择性电极作指示电极，双液接甘汞电极(内液是饱和KCl溶液，外液是0.1MKNO3溶液)作参比电极,，与待测溶液组成原电池。在一定条件下，电池电动势E与氯离子活度的对数呈线性关系E=K-(2.303RT/F)Xlgac|因a=yc，所以上是可以写成E=K-(2.303RT/F)XlgYc,c|-式中K是常数，其大小由内外参比电极电位，液接电位等决定。当溶液离子强度固定时，Y是一定值，合并到常数项得E=K'-(2.303RT/F)Xlgcc|从上式可以看出，当溶液总离子强度固定时，电池电动势E也与Cl-离子的浓度的对数呈线性关系。因此，可以通过测量待测溶液电动势来确定溶液中Cl-离子的浓度。为了保持溶液中总离子强度不变，通常在标准溶液和待测溶液中加入等量惰性电解质溶液，作为总离子强度调节液，使它们的总离子强度相同。测定Cl-离子的浓度，可用标准曲线法或标准加入法。标准加入一般用于测定复杂体系中离子的浓度。用标准加入法测定时，应先测定待测溶液的电动势E1,然后在此待测溶液中加入一定量的标准溶液，再测其电动势E2,根据E1和E2即可求出待测离子的浓度。设TOC\o"1-5"\h\zE1=K'-(2.303RT/nF)lgC ①E2=K'-(2.303RT/NF)lg(Cx+C) ②①一②，令2.303RT/nF=S，经整理后得：Cx=C/10(ei-e2)/s—1) ③式中C△为增加的Cl-离子的浓度，ca=cs・VS/V总△ △SS总CS:加入的标准溶液的浓度；VS:加入的标准溶液的体积；V总：溶液的总体积。总在一定温度下，S的理论值和实验值常有出入，为了减小误差，常采用实验值。本实验用稀释法测定S值。其方法是在测得E2后，将溶液稀释一倍，再测电池电动势E3,据E2和E3即可求出S值E2=K'-SlgCCl- ④E3=K'Slg(CCl-/2) ⑤⑤-④得 E3-E2=Slg[CCl-/(CCl-/2)]S=3.32(E3-E2)三、 实验仪器和试剂：仪器：pHS-2型酸度计；电磁搅拌器、磁子；231型玻璃电极；232型饱和甘汞电极；氯离子选择性电极；双液接甘汞电极；50mL滴定管；1mL移液管；100mL容量瓶6个；100mL烧杯7个试剂：pH=4.00标准缓冲溶液(20°C)；pH=6.88标准缓冲溶液(20°C)；NaCl标准溶液(丄.。。。?』-1);2.0MNaNO3aq(总离子强度调节液)四、 实验步骤：(一)测pH:1、 准备电极：新购置的活长期不用的玻璃电极，在使用前应放在蒸馏水中浸泡48小时。甘汞电极使用前要检查管内的管上有一个橡皮塞，下端有橡皮套，使用前应将其拔去，使用完毕再把它们塞上和套好，以防KCl溶液流失和干涸。2、 连接电源：把酸度计和电磁搅拌器与220V交流电源连接，按下pH按键⑺，此时指示灯亮，表示电源已接通，预热20分钟后再使用。3、安装电极：将电极夹夹在电极夹杆（13）上，把玻璃电极插在电极孔（15）内，向下压紧，然后拧紧固定螺丝;甘汞电极的阴险连接在接线柱（⑷上。安装时玻璃电极的玻璃泡要比甘汞电极下端稍高些，两电极不要接触，以免操作时碰碎玻璃泡。4、 零点的调节与校正：调节温度补偿器（11）,使指示的温度与被测溶液的温度相同。将分档开关⑵放在“6”的位置上，调节零点旋钮⑽，是指针指示在中央刻度1.00的位置。将分档开关⑵放到“校正”的位置，调节校正旋钮⑶，是指针指示到2.00处（满刻度）。重复②、③两步操作，直到稳定。将分档开关放回“6”的位置。5、 定位：用蒸馏水洗净电极，并用滤纸吸干。把电极插入pH一定的缓冲溶液中，加入磁子，开动电磁搅拌器搅拌溶液。先把分档开关⑵放到比标准缓冲溶液pH值不小于2的位置，如024,6,8等，然后按下读数开关⑸转动定位调节旋钮，使指针在读数表上的数值加上分档开关上的数值，恰好等于标准缓冲溶液的pH值为止。调节完毕，必须立即放开测量开关。测量过程中不要再动定位调节旋钮。6、 测量：把电极洗净，吸干后插入待测溶液中，加入磁子，开动电磁搅拌器搅拌溶液。按下测量开关⑸，调节分档开关，使指针落在读数表⑴内。待测溶液的pH值即是分档值与读数表上的数值之和。测量完毕，放开测量开关。实验完毕，放开电源键⑹，切断电源。（二）测定微量CL（标准曲线法）：1、 标准系列的配制：用滴定管准确放出1.000g・L-1标准溶液2.00、5.00、10.00、25.00、50.00mL,分别放入5个100mL容量瓶中，各加入25mL2.0MNaNO3溶液作总离子强度调节液，最后用蒸馏水稀释至刻度，摇匀待用。2、 制作标准曲线：打开pHS-2型酸度计，预热20分钟后按下一mV档，参照酸度计使用说明对仪器进行调零、校正、定位。取以上配制好的标准溶液，分别倒入5个先用该标准溶液淋洗后的烧杯中，各放入一枚磁子。将电极洗净，用滤纸吸干，甘汞电极接酸度计的（+）极；Cl-离子选择电极接（一）极。把电极插入第一号标准溶液中，打开电磁搅拌器，搅拌2分钟，停止搅拌。按下读数开关⑸，待指针稳定后在毫伏计上读取电位值。测量完毕，放开读数开关，将电极洗净吸干，按上法依次测定其他几份标准溶液的电位值。以E值（mV）为纵坐标，-离子的负对数为横坐标作图，得标准曲线。3、 水样中Cl-离子浓度的测定：用滴定管准确放出50.00mL水样于100mL容量瓶中，加入25mL2.0MNaNO3溶液，用蒸馏水稀释至刻度。按上述操作测定水样的电位E，从标准曲线上查出E相应的pCx值，换算x x X出CX，水样中Cl-离子浓度为2CX。

五、实验记录：2、测定微量Cl^溶液编号12345待测样标准NaCl/mL1.005.0010.0025.0050.00水样50.00NaN03/mL252525252525E/mV154150143128114141lgCCl2.001.301.000.600.30*注：图见下页。表1Cl－浓度和电极电位的关系根据图1求出水样中的lgCC|_=1.17即水样中氯离子浓度CC|_=0.0676g・L-12、测定自来水pH:pH=7.50六、问题与思考：1、玻璃电极在使用前应怎样处理？为什么？答：2、测定2、测定Cl_含量的过程中为什么要加入定量的NaNO3溶液？答：3、比较标准加入法和标准曲线法的优缺点。答：

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