环境监测实验四水中pH值测定

实验四.水中pH的测定实验目的了解pH仪的组成，熟悉pH的含义，掌握水样pH值测定方法及其适用范围。实验原理pH是从操作上定义的此定义(引自GB3100-3102-82量和单位第151页)对于溶液X测出伽伐尼电池：参比电极|KC1浓溶液||溶液X|H2|Pt的电动势Ex。将未知pH(x)的溶液x换成标准pH溶液S，同样测出电池的电动势Es贝则pH(X)=pH(S)+(Es-Ex)F/(RTlnl0)因此，所定义的pH是无量纲的量。pH没有理论上的意义，其定义为一种实用定义。但是在物质的量浓度小于0.1mol/dm3的稀薄水溶液有限范围，既非强酸性又非强碱性(2<pH<l2)时则根据定义，有：pH=-log10[c(H+)y/(moldnh)]±0.02式中c(H)代表氢离子H+的物质的量浓度,y代表溶液中典型1-l价电解质的活度系数。pH值由测量电池的电动势而得，该电池通常由饱和甘汞电极为参比电极，玻璃电极为指示电极所组成在25°C溶液中每变化1个pH单位，电位差改变为59.16mV,据此在仪器上直接以pH的读数表示。温度差异在仪器上有补偿装置。实验仪器与试剂实验仪器1.1酸度计或离子浓度计常规检验使用的仪器至少应当精确到0.1pH单位pH范围从0至14.如有特殊需要应使用精度更好的仪器。PHS-3C型或PHS-2C型pH计，玻璃电极与甘汞电极的复合型电极。实验药剂2.1标准缓冲溶液(简称标准溶液)的配制方法2.1.1试剂和蒸馏水的质量2.1.1.1在分析中除非另作说明均要求使用分析纯或优级纯试剂。购买经中国计量科学研究院校定合格的袋装pH标准物质时可参照说明书使用。2.1.1.2配制标准溶液所用的蒸馏水应符合下列要求：煮沸并冷却，电导率小于2x106S/cm的蒸馏水。【电导的单位是(西门子Siemens用符号“S”表示，1S=1Q)】。其pH以6.7-7.3之间为宜。2.1.2测量pH时按水样呈酸性、中性和碱性三种可能常配制以下三种标准溶液：2.1.2.lpH标准溶液甲(pH4.008,25°C)称取先在110-130C干燥2-3h的邻苯二甲酸氢钾(KHC8H4O4)10.12g溶于水并在容量瓶中稀释至1L。2.1.2.2pH标准溶液乙(pH6.865,25C)分别称取先在110-130C干燥2-3h的磷酸二氢钾(KHPO)3.388g和24磷酸氢二钠(NaHPO)3.533g溶于水并在容量瓶中稀释至1L。242.1.2.3pH标准溶液丙（pH9.180,25°C）为了使晶体具有一定的组成应称取与饱和溴化纳（或氯化钠加蔗糖）溶液（室温）共同放置在干燥器中平衡两昼夜的硼砂（Na2B4O7•10H20）3.80g溶于水并在容量瓶中稀释至1L。2.2当被测样品pH值过高或过低时应参考表2-3配制与其pH值相近似的标准溶液校正仪器。表2-3.pH标准溶液的储备标准溶液中溶质的质量摩尔浓度，mol/kg25C的pH每1000mL25°C水溶液所需药品重量基本标准酒石酸氢钾（25C饱和）3.5576.4gKHC4H4O6①0.05m柠檬酸二氢钾3.77611.4gKH2C6H5O70.05m邻苯二甲酸氢钾4.00810.12gKHC8H4O40.025m磷酸二氢钾+0.025m磷酸氢二钠6.8653.388gKHPO+3.533gNaHPO②③?A?A0.008695m磷酸二氢钾+0.03043m磷酸氢二钠7.4131.179gKHPO+4.302gNaHPO②③24240.01m硼砂9.1803.80gNaBO•10HO③0.025m碳酸氢钠+0.025m碳酸钠10.0122.092gNaHCO3+2.640gNa2CO3辅助标准0.05m四草酸钾1.67912.61gKHCO•2H2④242A氢氧化钙(25C饱和)12.4541.5gCa(OH)2①*此表引自英国水和废水标准检验法15版（中文译本）第374页（1985）建筑工业出版社。注：大约溶解度.在110-130C烘2-3h.必须用新煮沸并冷却的蒸馏水（不含CO2）配制.别名草酸三氢钾，使用前在54±3C干燥4-5h.2.3标准溶液的保存：2.3.1标准溶液要在聚乙烯瓶或硬质玻璃瓶中密闭保存，2.3.2在室温条件下标准溶液一般以保存12个月为宜，当发现有浑浊发霉或沉淀现象时不能继续使用，2.3.3在4C冰箱内存放，且用过的标准溶液，不允许再倒回去。这样可延长使用期限。2.4标准溶液的pH值随温度变化而稍有差异。一些常用标准溶液的pH(S)值见表2-4表.2-4五种标准溶液的pH(S)值*t(C)ABCDEt(C)ABCDE04.0036.9847.5349.464403.5474.0356.8387.3809.06853.9996.95l7.5009.395453.5474.0476.8347.3739.038103.9986.9237.4729.332503.5494.0606.8337.3679.011153.9996.9007.4489.276553.5544.0756.8348.985204.0026.8817.4299.225603.5604.0916.8368.962253.5574.0086.8657.4139.180703.5804.1266.8458.921303.5524.0156.8537.4009.139803.6094.1646.8598.885353.5494.0246.8447.3899.102903.6504.2056.8778.850383.5484.0306.8407.3849.081953.6744.2276.8868.833*此表引自IUPACManualofSymbolsandTerminologyforPhysicochemicalQuantitiesandUnits(1979),第3l页。这些标准溶液的组成是酒石酸氢钾(25°C饱和)邻苯二甲酸氢钾0.05mol/kg磷酸二氢钾0.025mol/kg;磷酸氢二钠0.025mol/kg磷酸二氢钾0.008695mol/kg磷酸氢二钠0.03043mol/kg硼砂0.01mol/kg这里溶剂是水3.5样品保存最好现场测定，否则应在采样后把样品保持在0-4C并在采样后6h之内进行测定。实验步骤仪器校准操作程序按仪器使用说明书进行；先将水样与标准溶液调到同一温度，记录测定温度，将仪器温度补偿旋钮调至该温度上。用标准溶液校正仪器：该标准溶液与水样pH相差不超过2个pH单位。从标准溶液中取出电极彻底冲洗，并用滤纸吸干，再将电极浸入第二个标准溶液中，其pH大约与第一个标准溶液相差3个pH单位。如果仪器响应的示值与第二个标准溶液的pH(S)值之差大于0.1pH单位就要检查仪器电极或标准溶液是否存在问题。当三者均正常时方可用于测定样品。样品测定测定样品时，先用蒸馏水认真冲洗电极，再用水样冲洗，然后将电极浸入样品中，小心摇动或进行搅拌，使其均匀静置，待读数稳定时记下pH值。实验注意事项水的颜色浊度胶体物质氧化剂还原剂及较高含盐量均不干扰测定;在pH小于1的强酸性溶液中会有所谓酸误差可按酸度测定；在pH大于1的碱性溶液中因有大量钠离子存在产生误差使读数偏低通常称为钠差，消除钠差的方法除了使用特制的低钠差电极外还可以选用与被测溶液的pH值相近似的标准缓冲溶液对仪器进行校正；温度影响电极的电位和水的电离平衡须注意调节仪器的补偿装置与溶液的温度一致并使被测样品与校正仪器用的标准缓冲溶液温度误差在1之内；复合电极在使用前先放入蒸馏水中浸泡24h以上，测定pH时复合电极的球泡应全部浸入溶液中并使其稍高于电极的陶瓷芯端以免搅拌时碰坏；测定pH时为减少空气和水样中二氧化碳的溶入或挥发在测水样之前不应提前打开水样瓶；电极表面受到污染时需进行处理。如果系附着无机盐结垢可用温稀盐酸溶解；对钙镁等难溶性结垢可用EDTA二钠溶液溶解；沾有油污时可由丙酮清洗电极。按上述方法处理后应在蒸馏水中浸泡一昼夜再使用。注意忌用无水乙醇脱水性洗涤剂处理电极。实验原始数据2-5.废水水样pH测试原始数据表地表水水样123水样地点：实验环境条件：温度：°C；湿度：%;大气压强kPa。实验数据处理取平均值实验分析与讨论实验数据的精确性与准确度及其可靠性。实验收获与不足。思考题分析水样不同酸碱性下仪器使用特点。工程中应用特性。十.附录：PHS-3C仪器使用也横耙*位器凹槽阡乖安装电极架座：1.梅电横辎即的固炬将铺吠聚器凹扣时・/将圆型缺口爆氏枝我栈股&时准威揽架座与快器的定位扎拧A蛆l<b建凝完芈.更改电根架设；S；PH*系机实验室pH计的电椎架可眼推愿的个\霍好安装电候#左隔或右点L出厂时,电横架MS巳安装在灿地您天需更点设置.请浏览h节f逢捻电枝.，拆卸电槌架座'将恒器蛛部的固定*卡丁甘7\握住电槌架向下拨出即明安装唱极架：1.M附件盍内取出刖摄整.域醒看到外电中架F端甘-且有限由片的剧H3,即I刖杲的阑护片时童11w摘人n加时i!腔耕90'、安曲:定申，电极架的调节；使用中，如电橙架的力皆拍起叩向新耕下，棒需要适度圈节眠般架上四个虹钉直至力臂在任何位置郴摇最悻为止总在做毒甫端的电杈架座上有一非甥则圆孔.JL。:*'Tr|¥_O•II再邮:毛9,«怂_\定［HL连楼照一极；1队包包盘申取出电拙,按FH1A虱C的中将电昵放苴在.电槌吧K网成右阍梯孔内日.注搔/为隆槽内饱器面根及理钮』本中节将向密仆始忡器的部件及其功胞定位说汗连楼照一极；1队包包盘申取出电拙,按FH1A虱C的中将电昵放苴在.电槌吧K网成右阍梯孔内日.注搔/为隆槽内饱器面根及理钮』本中节将向密仆始忡器的部件及其功胞定位说汗血,弦准刖":也足混:回白诚廿口HR86标准嫌冲■港的楸他温,度旋忸业能，泣定辫洌海海的温埋缺KL解旋钮以能，校裤.时根雄设定温唆值链节pHCOO—pH町8膈准壤袒通液的卷俏"配ar标准缓冲溶清：取!H怀样性抻试利烯卓申酸冬钾pH4.00!TJ开舟I：-将试剂愣茂跖OmL容肝鼎中，JIJUA2MmLtCQ^^札按胖溶液11至瓶内试川全部擀虬混台隅帜W；pH6.aS^ISI^pHS.18的配置h技闾上所述-注熟所置好拘标，准魏并癖里必顷密M杼放II.由雌免习光H电-硬试榔将标准携神溶液保存在5TC的环境噩度卜敬谓拄意-配置好的杯准媛冲溶液无论是古使用』最所保龄期妁为二个月・&熟电极抽头捕LEIedfOd白裱口Us时司方向规转幅住.L/DA电槌拮U孩比电柢搀口电检接口：连换阳,含电楹（摇口翠如睥如pH/mV^^ff美*选择剖址pH井业EV也参比电相械diH岗mV阱，］外接参比电棋电部推座：建建gvrt瓶枪壬电尸电尹开羌:打开废关/位塞电源•.C、埋桔府勾J、昭内pHftnM转换司美电甜插座电那开美'嘛墨4晒午琳聊甲心祟蛔V馨屈骤问学中零解尊V勤唯扮甜用辟:钠笔集举事辞好粥巾」醐服抵旋事牛山明皤罪比嵯，莎虐'亚由剽嫌山一苦V■用割巾禁最4-K耐用宅'胡熨互渠副堵M畛兼弊璃事募P徂浙麟回朝瓦由由氓禅立N国囤聃冲旅的职蛾如番正写1哽［市碧裂旧蛆紫担廊剿就鼬邮站叫料拭•却我M士浒阻目H｝矛耕网毋哩比密磐缶号的集府“策」球EK询誓爵葡审'理做漾蟹出郦风徵凿睥’出缶哥堪日*Wlt'招甲枇讲也疝引若用=w#，鬻刑•虹胡身事暮4E璋UH!星,晦斯渤障％肺印垢常中反朴吾驱#尊旧.翠弊身棒归I扣’知tn际HktE野姑虺•淅项1■阻薛v顿韦1审凿都玛即’皆箪出博.《MP卧A山利舟聊Hd@E*绑需补钟川E、HdOD'i牛孙址is紊M琳略MW涔U.丽g球备冷A岫¥番】£舞军―网001■醉璋皿而'+略耶需卧Ute!勒簿・冠律尊涯漂耶鲫伞外麝甲图f枕m生够”％DM「¥炀\1用催网漏利V刈藤潮N相单I牌翊辛娜W4!#唐擂池旧当SHH■f情弟iflaoU4%睥我可拱4宙WI诞曾m十早导LJ盟绷3盾上形td褂济用Wft申；舶弟憎爵旧3?骅・44皆M・俱辱刑*商就褂址口.卫卵中|“1'邮诉益鑫亟不唤“哉嫌坷帝瞥亦或解血折黑岑笔睡坦琳.•・血街._「留革箪w•戴弟心一」蝎施不地眄9£丈己由狷: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