1、什么是水的PH值?它有什么意義?
PH值是水溶液zui重要的理化參數(shù)之一。凡涉及水溶液的自然現(xiàn)象,化學(xué)變化以及生產(chǎn)過程都與pH值有關(guān),因此,在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)、環(huán)保和科研領(lǐng)域都需要測量pH值。
水的pH值是表示水中氫離子活度的負(fù)對數(shù)值,表示為:pH=-lgaH+
pH值有時也稱氫離子指數(shù),由于氫離子活度的數(shù)值往往很小,在應(yīng)用上很不方便,所以就用pH值這一概念來作為水溶液酸性、堿性的判斷指標(biāo)。而且,氫離子活度的負(fù)對數(shù)值能夠表示出酸性、堿性的變化幅度的數(shù)量級的大小,這樣應(yīng)用起來就十分方便,并由此得到:
1中性水溶液,pH=-1gaH+=-1g10-7=7
2酸性水溶液,pH<7,pH值越小,表示酸性越強(qiáng);
3堿性水溶液,pH>7,pH值越大,表示堿性越強(qiáng)。
2、什么是pH標(biāo)度?
pH測量是一種相對測量,它僅僅指示標(biāo)準(zhǔn)溶液與未知溶液之間的pH差別,實(shí)際測量時,需要用標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液定期進(jìn)行校準(zhǔn)。因此,為了達(dá)到量值的一致,必須建立pH標(biāo)度。pH表度范圍定為0~14pH,pH標(biāo)度的量值由基準(zhǔn)緩沖溶液的pHs值確定。因此,pH標(biāo)度的含義可表達(dá)為:根據(jù)pH定義,在0~14pH范圍內(nèi)選擇若干個pH緩沖溶液作為pH標(biāo)度的固定點(diǎn),并且采用當(dāng)代技術(shù)能達(dá)到的zui準(zhǔn)確的方法測定它們的pHs值。上有二種pH標(biāo)度,即多種基準(zhǔn)pH標(biāo)度和單種基準(zhǔn)pH標(biāo)度,中國采用多種基準(zhǔn)pHs標(biāo)度。
3、pH測量一定要標(biāo)定校準(zhǔn)嗎?
pH測量通常有比色法pH試紙或比色皿和電極法二種。比色法當(dāng)然不要標(biāo)定,而電極法就一定要標(biāo)定,因?yàn)殡姌O法pH測量就是將未知溶液與已知pHs值的標(biāo)準(zhǔn)溶液在測量電池中作比較測定,這是電極法pH測量的“操作定義”所決定的。
4、什么是pH標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液?它有哪些特點(diǎn)?
pH緩沖溶液是一種能使pH值保持穩(wěn)定的溶液。如果向這種溶液中加入少量的酸或堿,或者在溶液中的化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生少量的酸或堿,以及將溶液適當(dāng)稀釋,這個溶液的pH值基本上穩(wěn)定不變,這種能對抗少量酸或堿或稀釋,而使pH值不易發(fā)生變化的溶液就稱為pH緩沖溶液。
5、如何配制pH緩沖溶液?
對于一般的pH測量,可使用成套的pH緩沖試劑可配制250ml,配制溶液時,應(yīng)使用去離子水,并預(yù)先煮沸15~30分鐘,以除去溶解的二氧化碳。剪開塑料袋將試劑倒入燒杯中,用適量去離子水使之溶解,并沖洗包裝袋,再倒入250ml容量瓶中,稀釋至刻度,充分搖勻即可。
6、如何正確保存和使用pH緩沖溶液
緩沖溶液配制后,應(yīng)裝在玻璃瓶或聚乙烯瓶中堿性的pH緩沖液如pH9.18、pH10.01、pH12.46等,應(yīng)裝在聚乙烯瓶中瓶蓋嚴(yán)密蓋緊,在冰箱中低溫5~10℃保存,一般可使用二個月左右,如發(fā)現(xiàn)有混濁、發(fā)霉或沉淀等現(xiàn)象,不能繼續(xù)使用。使用時,應(yīng)準(zhǔn)備幾個50ml的聚乙烯小瓶,將大瓶中的緩沖溶液倒入小瓶中,并在環(huán)境溫度下放置1~2小時,等溫度平衡后再使用。使用后不得再倒回大瓶中,以免污染,小瓶中的緩沖溶液在>10℃的環(huán)境條件下可以使用2~3天,一般pH7.00、pH6.86及pH4.00三種溶液使用時間可以長一些,pH9.18和pH10.01溶液由于吸收空氣中的CO2,其pH值比較容易變化。
7、pH緩沖溶液有何用途?
?、舙H測量前標(biāo)定校準(zhǔn)pH計(jì)
?、朴靡詸z定pH計(jì)的準(zhǔn)確性,例如用pH6.86和pH4.00標(biāo)定pH計(jì)后,將PH電極插入pH9.18溶液中,檢查儀器顯示值和標(biāo)準(zhǔn)溶液的pHs值是否一致。
?、窃谝话憔葴y量時檢查pH計(jì)是否需要重新標(biāo)定。pH計(jì)標(biāo)定并使用后也許會產(chǎn)生漂移或變化,因此在測試前將電極插入與被測溶液比較接近的標(biāo)準(zhǔn)緩沖液中,根據(jù)誤差大小確定是否需要重新標(biāo)定。
?、葯z測
pH電極的性能
8、什么是pH指示電極?
對溶液中氫離子活度有響應(yīng),電極電位隨之而變化的電極稱為pH指示電極或pH測量電極。pH指示電極有氫電極、銻電極和玻璃電極等幾種,但zui常用的是玻璃電極。玻璃電極是有玻璃支桿,以及由特殊成份組成的對氫離子敏感的玻璃膜組成。玻璃膜一般呈球泡狀,球泡內(nèi)充入內(nèi)參比溶液,插入內(nèi)參比電極一般用銀/氯化銀電極,用電極帽封接引出電線,裝上插口,就成為一支pH指示電極。市場銷售的zui常用的pH指示電極是231玻璃pH電極。單*支pH指示電極是無法進(jìn)行測量的,它必須和參比電極一起才能測量。
9、什么是參比電極?
對溶液中氫離子活度無響應(yīng),具有已知和恒定的電極電位的電極稱為參比電極。參比電極有硫酸亞汞電極、甘汞電極和銀/氯化銀電極等幾種。zui常用的是甘汞電極和銀/氯化銀電極。參比電極在測量電池中的作用是提供并保持一個固定的參比電勢,因此對參比電極的要求是電勢穩(wěn)定、重現(xiàn),溫度系數(shù)小,有電流通過時極化電勢小。
10、什么是pH復(fù)合電極?
將pH玻璃電極和參比電極組合在一起的電極就稱為pH復(fù)合電極。外殼為塑料的就稱為塑殼pH復(fù)合電極。外殼為玻璃的就稱為玻璃pH復(fù)合電極。復(fù)合電極的zui大優(yōu)點(diǎn)是合二為一,使用方便。pH復(fù)合電極的結(jié)構(gòu)主要由電極球泡、玻璃支持桿、內(nèi)參比電極、內(nèi)參比溶液、外殼、外參比電極、外參比溶液、液接界、電極帽、電極導(dǎo)線、插口等組成。
11、
pH電極為何要浸泡?如何正確浸泡pH復(fù)合電極?
pH電極使用前必須浸泡,因?yàn)閜H球泡是一種特殊的玻璃膜,在玻璃膜表面有一很薄的水合凝膠層,它只有在充分濕潤的條件下才能與溶液中的H+離子有良好的響應(yīng)。同時,玻璃電極經(jīng)過浸泡,可以使不對稱電勢大大下降并趨向穩(wěn)定。pH玻璃電極一般可以用蒸餾水或pH4緩沖溶液浸泡。通常使用pH4緩沖液更好一些,浸泡時間8小時至24小時或更長,根據(jù)球泡玻璃膜厚度、電極老化程度而不同。同時,參比電極的液接界也需要浸泡。因?yàn)槿绻航咏绺珊詴挂航咏珉妱菰龃蠡虿环€(wěn)定,參比電極的浸泡液必須和參比電極的外參比溶液一致,即3.3mol/LKCL溶液或飽和KCL溶液,浸泡時間一般幾小時即可。
12、如何正確使用pH復(fù)合電極?
⑴球泡前端不應(yīng)有氣泡,如有氣泡應(yīng)用力甩去。
?、齐姌O從浸泡瓶中取出后,應(yīng)在去離子水中晃動并甩干,不要用紙巾擦拭球泡,否則由于靜電感應(yīng)電荷轉(zhuǎn)移到玻璃膜上,會延長電勢穩(wěn)定的時間,更好的方法是使用被測溶液沖洗電極。
⑶pH復(fù)合電極插入被測溶液后,要攪拌晃動幾下再靜止放置,這樣會加快電極的響應(yīng)。尤其使用塑殼pH復(fù)合電極時,攪拌晃動要厲害一些,因?yàn)榍蚺莺退軞ぶg會有一個小小的空腔,電極浸入溶液后有時空腔中的氣體來不及排除會產(chǎn)生氣泡,使球泡或液接界與溶液接觸不良,因此必須用力攪拌晃動以排除氣泡。
?、仍谡吵硇栽嚇又袦y試之后,電極必須用去離子水反復(fù)沖洗多次,以除去粘附在玻璃膜上的試樣。有時還需先用其他溶液洗去試樣,再用水洗去溶劑,浸入浸泡液中活化。
⑸避免接觸強(qiáng)酸強(qiáng)堿或腐蝕性溶液,如果測試此類溶液,應(yīng)盡量減少浸入時間,用后仔細(xì)清洗干凈。
⑹避免在無水乙醇、濃硫酸等脫水性介質(zhì)中使用,它們會損壞球泡表面的水合凝膠層。
?、怂軞H復(fù)合電極的外殼材料是聚碳酸酯塑料PC,PC塑料在有些溶劑中會溶解,如四氯化碳、三氯乙烯、四氫呋喃等,如果測試中含有以上溶劑,就會損壞電極外殼,此時應(yīng)改用玻璃外殼的pH復(fù)合電極。