电化学分析技术-水样中PH值的测定

技能点：PH计的使用

—1—电极的选择一电极的使用二电极的浸泡三电极的清洗四

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电极的选择①高温：一般是指100℃以上。溶液对玻璃电极的侵蚀作用特别严重，尤其是在碱性pH范围时更为强烈，这种侵蚀作用引起玻璃电极电势漂移，以至电极性能变差。金属氧化物电极如锑电极可在高温pH测量中作为指示电极。②低温：玻璃电极内阻急剧上升，因此应选用低内阻的玻璃电极用于低温测量。能斯特

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③高压：在介质温度高于100℃时进行pH测量，一般都伴随有高压。为了使玻璃电极能够承受高压力，玻璃膜必须加厚至0.3毫米以上。参比电极，必须解决压力补偿问题，否则被测溶液将倒灌入参比电极内部使测量无法进行。④电极膜的类型：应根据电极的耐用强度（压力）、温度适用范围及在高pH（强碱）的环境下钠离子的影响而选择不同的玻璃膜。能斯特

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⑤电极插口的选择：pH电极最常用的插口为BNC型（亦称Q9型），除此外还有其它多种形式，主要取决于相应仪器的匹配。（通常电极型号最末一位字母即表示插口型式）。⑥电极外壳的选择：pH电极外壳一般采用PC塑料（聚碳酸脂）外壳和玻璃外壳二种。能斯特

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电极的使用①电极球泡前端不应有气泡，如有气泡应用力甩去。②电极从浸泡瓶中取出后，应用去离子水冲洗，滤纸吸干。不要用纸巾擦拭球泡，否则由于静电感应电荷转移到玻璃膜上，会延长电势稳定的时间。③pH复合电极插入被测溶液后，要搅拌晃动几下再静止放置，这样会加快电极的响应。使用塑壳pH复合电极时，球泡和塑壳之间会有小的空腔，产生气泡，使球泡或液接界与溶液接触不良，必须搅拌排气泡。能斯特

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④在粘稠性试样中测试之后，电极必须用去离子水反复冲洗多次，以除去粘附在玻璃膜上的试样。有时还需先用其他溶液洗去试样，再用水洗去溶剂，浸入浸泡液中活化。⑤避免接触强酸强碱或腐蚀性溶液，如果测试此类溶液，应尽量减少浸入时间，用后仔细清洗干净。⑥避免在无水乙醇、重铬酸钾、浓硫酸等脱水性介质中使用，它们会损坏球泡表面的水化硅胶层。能斯特

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电极的浸泡①pH玻璃电极pH玻璃电极通常使用pH4缓冲液浸泡，浸泡8小时至24小时或更长，根据球泡玻璃膜厚度、电极老化程度而不同。②参比电极的浸泡参比电极的浸泡液必须和参比电极的参比溶液一致，即采用3.3mol/LKCl溶液或饱和KCl溶液浸泡数小时。能斯特

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电极的清洗电极长时间使用后，响应可能会变慢或产生噪音。每隔一个月左右，应对电极进行清洗，先用柔和的水流喷洗附着物，再将电极浸泡于清洗液中一段时间，而后用清水洗净，然后，用标准缓冲剂溶液标定，最后，浸泡保存。能斯特技能点：缓冲溶液的配制

—1—pH标准缓冲溶液概述一常用的pH标准缓冲溶液二pH标准缓冲溶液的配制三

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pH标准缓冲溶液概述pH标准缓冲溶液具有准确的pH值，是pH测定的基准物质。常用的pH标准缓冲溶液有六种，它们的pH随温度发生变化。能斯特

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常用的pH标准缓冲溶液pH标准缓冲溶液在通常温度下的值标准缓冲溶液名称浓度（mol/L）标准缓冲溶液在不同温度下的pH值0℃5℃10℃15℃20℃25℃30℃35℃草酸盐0.051.671.671.671.671.681.681.691.69酒石酸盐饱和-----3.563.553.55苯二甲酸氢盐0.054.004.004.004.004.004.014.014.02磷酸盐0.0256.986.956.926.906.886.866.856.84硼酸盐0.019.469.409.339.279.229.189.149.10氢氧化钙饱和13.4213.2113.0012.8112.6312.4512.3012.14

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pH标准缓冲溶液的配制①草酸盐标准缓冲溶液：称取12.71g四草酸钾[KH3(C2O4)2·2H2O]溶于无二氧化碳的水中，稀释至1000ml。②酒石酸盐标准缓冲溶液：在25℃时，用无二氧化碳的水溶解外消旋的酒石酸氢钾(KHC4H4O6)，并剧烈振摇至成饱和溶液.能斯特

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③苯二甲酸氢盐标准缓冲溶液：称取于(115.0±5.0)℃干燥2～3h的邻苯二甲酸氢钾（C6H4CO2HCO2K）10.21g，溶于无CO2的蒸馏水，并稀释至1000ml。④磷酸盐标准缓冲溶液：分别称取在(115.0±5.0)℃干燥2～3h的磷酸氢二钠（Na2HPO4）3.53g和磷酸二氢钾（KH2PO4）3.39g，溶于预先煮沸过15～30min并迅速冷却的蒸馏水中，并稀释至1000ml。能斯特

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⑤硼酸盐标准缓冲溶液：称取硼砂（Na2B4O7·10H2O）3.80g，溶于预先煮沸过15～30min并迅速冷却的蒸馏水中，并稀释至1000ml。置聚乙烯塑料瓶中密闭保存。存放时要防止空气中的CO2的进入。⑥氢氧化钙标准缓冲溶液：在25℃，用无二氧化碳的蒸馏水制备氢氧化钙的饱和溶液。能斯特技能点：水样中PH的测定

—1—操作步骤一数据处理二注意事项三

目录页1.标准缓冲溶液的配置用蒸馏水溶解从市场购买的标准缓冲溶液试剂，转入到试剂包规定的容量瓶中定容，贴标签备用。2.酸度计的标定按照操作说明书操作进行一点标定和二点标定。操作步骤3.pH玻璃电极响应斜率的测定选择mV测量状态，将电极插入pH=4.00的标准缓冲溶液中，摇动烧杯、使溶液均匀，在显示屏上读出溶液的mV值，依次测定pH=6.86、pH=9.18标准缓冲溶液的mV值。4．水溶液pH的测定用蒸馏水缓缓淋洗电极3~5次，再用待测溶液淋洗3~5次。然后插入装有待测溶液的烧杯中，摇动烧杯、使溶液均匀，待读数稳定后，读取pH。用蒸馏水清洗电极，滤纸吸干.操作步骤1．pH玻璃电极响应斜率的测定作E~pH图，求出直线斜率即为该玻璃电极的响应斜率。若偏离59mV/pH(25℃)太多，则该电极不能使用。2.计算水溶液pH的平均值。数据处理1.正确配制pH标准缓冲溶液，保证溶液pH准确2.pH复合电极使用的注意事项（1）在使用复合电极时，溶液一定要超过电极头部的陶瓷孔。（2）观察敏感膜玻璃是否有刻痕和裂缝；参比溶液是否浑浊或发霉(有絮状物)；参比电极的液接界部位是否堵塞；电极的引出线及插头是否完好，要保持电极插头的干燥与清洁；注意事项（3）玻璃球泡易破损，使用时要小心；（4）电极不得测试非水溶液，如油脂、有机溶剂、牛奶及胶体等等，若不得以测试必须马上清洗，用稀NaHCO3溶液浸泡清洗，时间不得太长，然后用蒸馏水漂洗干净；（5）电极正常测试水温为0~60℃，超过60℃极易损坏电极；（6）电极不得测试含F-高的水样；（7）每次测试结束，电极都须用蒸馏水冲洗干净，特别是测量过酸过碱溶液；（8）电极保护套内的KCl溶液（3mol·L-1）要及时补充不能干涸。技能点：水样中PH值的测定

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缓冲溶液的配制：常用的pH标准缓冲溶液pH为pH4.00、pH6.86、pH9.18

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酸度计的标定：用pH标准缓冲溶液，采用一点法、二点法或三点法对电极进行标定。

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水溶液中pH值的测量：利用已标定准确的电极对水样的pH进行测定。

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电极的保存：测定完成后，将电极保存于适当溶液（饱和氯化钾溶液等）中，以保证电极处于较好状态。知识点：物质的测定（用离子选择性电极测定牙膏中的氟含量）

—1—仪器与试剂一操作步骤二数据处理三

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仪器与试剂1.仪器数字离子酸度计；磁力搅拌器；电极：氟离子选择电极和饱和甘汞电极。2.试剂（1）1.0×10-1mol/LF-标准贮备液：准确称取NaF(120oC烘1h)4.198g溶于1000mL容量瓶中，用蒸馏水稀释至刻度，摇匀。贮存于聚乙烯瓶中待用；（2）1.000×10-2-1.00×10-5mol/LF-标准溶液用上述贮备液配制；（3）离子强度调节剂(TISAB)：称取NaCl58.5克，柠檬酸钠10克，溶解于800毫升蒸馏水中，再加入冰醋酸57毫升，用40％氢氧化钠溶液调节到pH5-5.5，稀释到1升；（4）日用牙膏。能斯特

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操作步骤1.氟离子选择电极的准备将氟离子选择电极泡在1×10-4mol/L氟离子溶液中约30min，然后用蒸馏水清洗数次直至测得的电位值约为-300mV(此值各支电极不同)。若氟离子选择电极暂不使用，宜于干放。2.牙膏溶液制备1g牙膏，然后加水溶解，加入5mLTISAB。煮沸2min，冷却并转移至100mL容量瓶中，用蒸馏水稀释至刻度，待用。3.配制空白溶液在100mL容量瓶中加入5mLTISAB，用蒸馏水稀释至刻度。能斯特

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4.标准曲线法测定氟含量（1）绘制标准曲线在5只100mL容量瓶中分别配制内含5mL离子强度调节剂的1.000×10-2-1.00×10-5mol/L氟离子标准溶液，分别倒入5只塑料烧杯中。浓度由低到高，插入氟离子选择电极和饱和甘汞电极，搅拌，测量标准溶液的电位值，绘制标准曲线。测量完毕后将电极用蒸馏水清洗直至测得电位值-300mV左右待用。能斯特

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（2）牙膏溶液中氟含量的测定准确移取牙膏溶液50mL于100mL容量瓶中，加入5mLTISAB，用蒸馏水稀释至刻度，摇匀。然后全部倒入一烘干的塑料烧杯中，插入电极，连接线路。在搅拌条件下待电位稳定后读取电位值。5.标准加入法测定氟含量参照标准曲线法中方法测得牙膏溶液的电位值后，准确加入1mL1.00×10-4mol/L氟离子标准溶液，测定电位值(若读得的电位值变化小于20mV，应使用1mL1.00×10-3mol/L氟离子标准溶液，此时实验需重新开始)。空白试验以蒸馏水代替试样，重复上述测定。牙膏试样同样可按上述方式测定。能斯特

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用计算机绘制-lgC

曲线，根据牙膏溶液测得的电动势，在校正曲线上查得对应的浓度，计算氟离子含量。牙膏中氟离子含量计算公式：能斯特数据处理知识点：仪器的使用

—1—数字酸度计简介一仪器的准备二仪器的标定三测量pH值四

目录页测量mV值五

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pHS-3C+型数字酸度计简介pHS-3C+型数字酸度计是由微处理器控制的智能化pH计，性能稳定、可靠，操作简单。适用于实验室精密测量溶液的酸度（pH值）和电极电位（mV），广泛用于轻工、化工、制药、食品、防疫、环保及教育科研部门的电化学分析。仪器由主机、pH复合电极、电极架及电极夹、温度传感器和电源适配器组成。仪器显示窗见图1，仪器控制按键示意见图2。能斯特

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能斯特图1仪器显示窗示意图图2仪器控制按键示意图

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仪器的准备接通电源线，按电源开关键，接通电源，预热5分钟左右。能斯特

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一点标定(a)按动MODE键，使仪器处于pH测量方式，（此时显示屏上“pH”灯亮），按“∧”或“∨”键将温度显示调节到标准缓冲液的温度值。如果使用温度自动补偿功能，则将温度传感器插头插入仪器后面板“ATC”孔内（pHS-3C+有此功能）。此时显示屏上“ATC”灯亮，“∧”和“∨”键失去作用。能斯特仪器的标定

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(b)用蒸馏水冲洗电极（和温度传感器探头）并用滤纸吸干或甩干，然后浸入一已知pH值的标准缓冲液中（该缓冲液的选择以其pH值接近被测溶液pH值为宜）。摇动烧杯或搅拌溶液，使电极前端球泡与标准缓冲液均匀接触。(c)按动CAL键，显示屏上“CAL”、“AUTO”灯均闪烁，仪器此时正自动识别标准缓冲液的pH值；到达测量终点时，屏幕显示出相应标准缓冲液的标准pH值，对应的标准缓冲液“4”、“7”、“9”之一指示灯亮；“CAL”

灯熄灭而“AUTO”灯停止闪烁。到此定标结束，即可进行样品测试。能斯特

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二点标定(a)任选一种标准缓冲液，依照上述一点标定方法操作。此时相应的标准缓冲液指示灯亮。(b)再选用另一种标准缓冲液（此缓冲液的选择，以其pH值接近被测样品的pH值为宜）。同样依照上述一点标定的方法操作。此时相对应的标准缓冲液指示灯亮，电极性能指示灯显示出电极的性能。(c)到