《水环境监测》课件-学习情境7 水样pH值的测定

室内环境检测与控制技术专业资源库ProfessionalResourceBaseofIndoorEnvironmentalInspectionandControlTechnology水样pH值的测定——玻璃电极法一预备知识pH值是水溶液最重要的理化参数之一。pH值有时也称氢离子指数，由于氢离子活度的数值往往很小，在应用上很不方便，所以就用pH值。水的pH值是表示水中氢离子活度的负对数值这一概念来作为水溶液酸性、碱性的判断指标。而且，氢离子活度的负对数值能够表示出酸性、碱性的变化幅度的数量级的大小，这样应用起来就十分方便，并由此得到（在25℃下）：（1）中性水溶液，pH=7（2）酸性水溶液，pH<7，pH值越小，表示酸性越强；（3）碱性水溶液，pH>7，pH值越大，表示碱性越强。一预备知识有很多方法来测量溶液的pH值：（1）使用pH指示剂在待测溶液中加入pH指示剂，不同的指示剂根据不同的pH值会变化颜色，根据指示剂的研究结果就可以确定pH值的范围。滴定时，可以作精确的pH标准。（2）使用pH试纸pH试纸有广泛试纸和精密试纸，用玻棒沾一点待测溶液到试纸上，然后根据试纸的颜色变化并对照比色卡也可以得到溶液的pH值。但pH试纸不能够显示出油份的pH值，由于pH试纸以氢离子制成和以氢离子来量度待测溶液的pH值，但油中没含有氢离子，因此pH试纸不能够显示出油份的pH值。一预备知识有很多方法来测量溶液的pH值：（3）使用pH计pH计是一种测量溶液pH值的仪器，它通过pH选择电极（如玻璃电极）来测量出溶液的pH值。酸度计是专为应用玻璃电极测定pH值而设计的一种电子电位计,基于由溶液与电极组成的电池的电动势与pH值的关系,即在25℃时,电池电动势每变化0.059V相当于pH值变化1个单位。酸度计主要由pH测量电池(由一对电极与溶液组成)和pH指示器(电位计)两部分组成。玻璃电极的电位随溶液中的氢离子浓度变化而发生变化,称为指示电极;甘汞电极为参比电极,具有稳定的已知电位,作为测定时的标准。一预备知识有很多方法来测量溶液的pH值：（3）使用pH计玻璃电极是一支厚玻璃管下端接一个特殊材料玻璃球膜,其下端薄膜的厚度约为0.2mm,球中装有已知PH值的缓冲液,并有一个电极电位已知的参比电极(常用氯化银)作为内参比,电极的导线绝缘电阻必须大于玻璃膜电阻103以上,否则易引起漏电,使读数不稳。甘汞电极是由汞、甘汞糊和氯化钾溶液组成。电极电位随氯化钾浓度不同可分为三种,即饱和甘汞电极,1mol/L甘汞电极与0.1mol/L甘汞电极。它们的电极电位各不相同,而且受温度影响,特别是饱和甘汞电极受影响最大,但由于制备简单,目前仍是最实用的参比电极。一预备知识有很多方法来测量溶液的pH值：（3）使用pH计最早酸度计的测定计部分是用补偿式电位差计,现已淘汰不用。其后增采用电子管电压表直接测定。现多数使用晶体管电路,不仅体积小,精度也有很大提高,有的智能化程度已很高,如除用高阻抗转换电路以外,还使用测温电路、数模转换电路以及单板微机。测定功能多、精度高，能自动补偿、显示斜率与被测溶液的温度等。有的还能自动进行数据处理和打印数据。二实训准备准备事宜名称方法样品的采集和保存

最好现场测定。否则，应在采样后把样品保持在0～4℃，并在采样后6小时之内进行测定。实训试剂1蒸馏水煮沸并冷却、电导率小于2×10-6S/cm的蒸馏水，其pH以6.7～7.3之间为宜2pH标准溶液甲（pH4.008,25℃）称取先在110～130℃干燥2～3小时的邻苯二甲酸氢钾（KHC8H4O4）10.12克，溶于水并在容量瓶中稀释至1L。3pH标准溶浓乙（pH6.865,25℃）分别称取先在110～130℃干燥2～3小时的磷酸二氢钾（KH2PO4）3.388克和磷酸氢二钠（Na2HPO4）3.533克，溶于水并在容量瓶中稀释至1l。4pH标准溶液丙（pH9.180，25℃）为了使晶体具有一定的组成，应称取与饱和溴化钠（或氯化钠加蔗糖溶浓（室温）共同放置在干燥器中平衡两昼夜的硼砂（Na2B4O7.10H2O）3.80g，溶于水并在容量瓶中稀释1L。5其他标淮溶液当被测样品pH值过高或过低时，应参考表1配制与其pH值相近似的标淮溶液校正仪器。二实训准备准备事宜名称方法标淮溶液的保存

标准溶液要在聚乙稀瓶中密闭保存。在室温条件下标准溶液一般以保存1～2个月为宜，当发现有浑浊、发霉或沉淀现象时，不能继续使用。在4℃冰箱内存放，且用过的标准溶浓不允许再倒回去，这样可延长使用期限。标准溶液的pH值随温度孪化而稍有差异。一些常用标准溶液的pH（S）值见表2。二实训准备标准溶液（溶质的质量摩尔浓度，mol/kg）25℃的pH每1000ml25℃水溶液所需药品重量基本标准酒石酸氢钾（25℃饱和）0.05m柠檬酸二氢钾

3.5573.776

6.4gKHC4H4O8①11.4gKH2C6H5O70.05m邻苯二甲酸氢钾4.00810.12gKHC8H4O40.025m磷酸二氢钾+0.025m磷酸氢二钠6.8653.388gKH2PO4+3.533gNa2HPO4②③0.008695m磷酸二氢钾+0.03043m磷酸氢二钠7.4131.179gKH2PO4+4.302gNa2HPO4②③0.01m硼砂9.1803.80gNa2B4O7·lOH2O③0.025m碳酸氢钠+0.025m碳酸钠10.012

2.092gNaHCO3+2.640gNa2CO3辅助标准0.05m四草酸钾1.67912.61gKH2C4O8·2H2O④氢氧化钙（25℃饱和）12.4541.5gCa(OH)2①表1pH标准溶液的制备注①大约溶解度；②在110—130℃烘2～3小时；③必须用新煮沸并冷却的蒸馏水（不含CO2）配制。④别名草酸三氢钾，使用前在54±3℃干燥4～5小时T/CABCDE0510152025303538404550556070809095

3.5573.5523.5483.5483.5473.5473.5423.5543.5603.5803.6093.6503.674

4.0033.9993.9983.9994.0024.0084.0154.0244.0304.0354.0474.0604.0754.0914.1264.1644.2054.2276.9846.9516.9236.9006.8816.8656.8536.8446.8406.8386.8346.8336.8346.8366.8456.8596.8776.8867.5347.5007.4727.4487.4297.4137.4007.3897.3847.3807.3737.367

9.4649.3959.3329.2769.2259.1809.1399.1029.0819.0689.0389.0118.9858.9628.9218.8858.8508.833表2五种标准溶液的pH（S）值这些标淮溶液的组成是：A：酒石酸氢钾（25℃饱和）B：邻苯二甲酸氢钾，m=0.05mol/kgC：磷酸二氢钾，m=0.025mol/kgD：磷酸氢二钠，m=0.025mol/kgD：磷酸二氢钾，m=0.008695mol/kg磷酸氢二钠，m＝0.03043mol/kgE：硼砂，m＝0.01mol/kg这里m表示溶质的质量摩尔浓度，溶剂是水。二实训准备三分析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，并将仪器温渡补偿旋纽调至该温度上。

三分析步骤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。

三分析步骤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。四质量控制和保证1、玻璃电极在使用前先放入蒸馏水中浸泡24小时以上。2、测定pH时，玻璃电极的球泡应全部浸入溶液中，并使其稍高于甘汞电极的陶瓷芯端，以免搅拌时碰杯。3、必须注意玻璃电极的内电极与球泡之间甘汞电极的内电极和陶瓷芯之间不得有气泡，以防断路。4、甘汞电极中的饱和氯化钾溶液的液面必须高出汞体，在室温下应有少许氯化钾晶体存在，以保证氯化钾溶液的饱和，但须注意氯化钾晶体不可过多，以防止堵塞与被测熔液的通路。四质量控制和保证5、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。6、玻璃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，可用丙酮清洗。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。五操作规范评分表序号考核点配分评分标准扣分得分一仪器准备10

1玻璃仪器洗涤51.未用蒸馏水清洗两遍以上，扣3分；

2.玻璃仪器出现挂水珠现象，扣2分。2玻璃电极的准备5玻璃电极在使用前未放入蒸馏水中浸泡24小时以上，扣5分。

五操作规范评分表序号考核点配分评分标准扣分得分二标准溶液的配制30

1标准系列的配制101.称量不准确，扣5分；

2.标准工作液未贴标签或标签内容不全（包括名称、浓度、日期、配制者），扣5分。2溶液配制过程中有关的实验操作201.未进行容量瓶试漏检查，扣2分；

2.容量瓶加蒸馏水时未沿器壁流下或产生大量气泡，扣2分；3.蒸馏水瓶管尖接触容器，扣2分；4.加水至容量瓶约3/4体积时没有平摇，扣2分；5.容量瓶、比色管加水至近标线等待1min，没有等待，扣2分；6.容量瓶逐滴加入蒸馏水至标线操作不当或定容不准确，扣2分；7.持瓶方式不正确，扣2分；8.容量瓶未充分混匀或中间未开塞，扣2分；9.对溶液使用前没有盖塞充分摇匀的，扣2分；10.取完试剂后未及时盖上试剂瓶盖扣2分；*重新配标准1溶液，一次性扣5分。*重新配标准系列或水样稀释液，每出现一次扣2分，最多扣10分。五操作规范评分表序号考核点配分评分标准扣分得分三酸度计使用35

1电极准备151、电极头未先用蒸馏水冲洗，扣5分；

2、用蒸馏水冲洗后，未再用标准缓冲液冲洗电极头，扣5分；3、最后未用滤纸将水吸干，扣5。2电极校准5未用标准溶液校准电极扣5分。

3样品测定101.测定pH时，玻璃电极的球泡应全部浸入溶液中，并使其稍高于甘汞电极的陶瓷芯端，未按要求扣5分；

2.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。提前打开水样扣5分。4测定后的处理51.台面不清洁，扣1分；

2.玻璃电极未洗涤，扣2分；3.测定结束，未作使用记录登记，扣1分；4.未关闭仪器电源，扣1分。五操作规范评分表序号考核点配分评分标准扣分得分四实验数据处理5

1原始记录5数据未直接填在报告单上、数据不全、有效数字位数不对、有空项，原始记录中，缺少计量单位，数据更改每项扣0.5分，可累计扣分，但不超过该项总分5分。（请在扣分项上打√）

六文明操作20

1文明操作5实验过程台面、地面脏乱，废液