实训十 自来水的pH测定（直接电位法）

 

一、实训目标

1、掌握电位法测定水的pH值的原理和方法。

2、学习酸度计的使用方法。

二、实训原理

指示电极（玻璃电极）与参比电极（饱和甘汞电极）插入被测溶液中组成原电池：

Ag|AgCl,HCl (0.1mol·L^-1)|H⁺ (x mol·L^-1) || KCl (饱和)，Hg₂Cl₂|Hg

玻璃电极              被测液   盐桥           甘汞电极

在一定条件下，测得电池的电动势E是pH的直线函数：

E=K’+0.059 pH (25℃)

由测得的电动势E就能计算出被测溶液的pH值。但因上式中的K’值是由内外参比电极电位及难于计算的不对称电位和液接电位所决定的常数，实际不易求得，因此在实际工作中，用酸度计测定溶液的pH值（直接用pH刻度）时，首先必须用已知pH值的标准缓冲溶液来校正酸度计（也叫“定位”）。常用的标准缓冲溶液有：酒石酸氢钾饱和溶液（pH=3.56，25℃），0.05mol·kg^-1  KHC₈H₄O₄ (Ph=4.00,20℃。以下同)，0.025mol·kg^-1 KH₂PO₄，0.025 mol·kg^-1 Na₂HPO₄ (Ph=6.88 ) 及0.01mol·kg^-1硼砂溶液（pH=9.23）。校正时应选用与被测溶液的pH值接近的标准缓冲溶液，以减少在测量过程中可能由于液接电位、不对称电位及温度等变化而引起的误差。一支电极应该用两种不同pH值的缓冲溶液校正。在用一种pH值的缓冲溶液定位后，测第二种缓冲溶液的pH值时，误差应在0.05之内。

应用校正后的酸度计，可直接测量水或其他溶液的pH。

三、实训资源

    仪器：25型酸度计或PHS-29A型酸度计一台，221型玻璃电极及222型饱和甘汞电极（或231型玻璃电极及232型饱和甘汞电极）各一支（或复合玻璃电极一支与PHS-29A型酸度计配合使用），100ml塑料烧杯4只。

试剂：pH=4.00标准 缓冲溶液（20℃）：称取在115⁺5℃烘干2—3h的一级纯邻苯

二甲酸氢钾（KHC₈H₄O_4））10.12g，将它溶于不含CO₂的去离子水中，在容量瓶中稀释至1000ml，混匀，贮于塑料瓶中。（也可用市售袋装标准缓冲溶液试剂，用水溶解，按规定稀释而成。）

pH=6.88标准缓冲溶液（20℃）：称取一级纯磷酸二氢钾（KH₂PO₄ ）3.39g和磷酸氢二钠（Na₂HPO₄ ）3.53g，将它们溶于不含CO₂ 的去离子水中，在容量瓶中稀释至1000ml，混匀，贮于塑料瓶中。

pH=9.23标准缓冲溶液（20℃）：称取一级纯硼砂（Na₂B₄O₇·10H₂O）3.80g，将它溶于不含CO₂ 的去离子水中，在容量瓶中稀释至1000ml，贮于塑料瓶中。

上述三种标准缓冲溶液通常能稳定两个月，其pH值随温度不同而略有差异。

四、实训内容及实训操作步骤

1、按照所使用的pH计说明书的操作方法进行操作。

2、将电极和塑料烧杯用水冲洗干净后，用标准缓冲溶液淌洗1—2次（电极用滤纸吸干）。

3、用标准缓冲溶液校正仪器。

4、用水样将电极和塑料烧杯冲洗6—8次后，测量水样，由仪器刻度表上读出pH值。

5、测定完毕后，将电极和塑料烧杯冲洗干净，妥善保存。

五、注意事项

1、注意保护电极，防止损坏或污染。

2、电极插入溶液后要充分搅拌均匀（2~3min），待溶液静止后（2~3min）再读数。

六、反馈评价

1、电位法测定水的pH值的原理是什么？

2、pH计为什么要用已知的pH值的标准缓冲溶液校正？校正时应注意哪些问题？

3、标准缓冲溶液的pH值受哪些因素影响？如何保证其pH值恒定不变？

4、测定溶液的pH值时，除饱和甘汞电极外，还有哪些电极可用作参比电极？除玻璃电极外，还有哪些电极可用作指示电极？

5、玻璃电极在使用前应如何处理？为什么？用后的玻璃电极应如何清洗干净？为什么？

6、安装电极时，应注意哪些问题？