《水環(huán)境監(jiān)測(cè)》課件-學(xué)習(xí)情境7 水樣pH值的測(cè)定

室內(nèi)環(huán)境檢測(cè)與控制技術(shù)專業(yè)資源庫(kù)ProfessionalResourceBaseofIndoorEnvironmentalInspectionandControlTechnology水樣pH值的測(cè)定——玻璃電極法一預(yù)備知識(shí)pH值是水溶液最重要的理化參數(shù)之一。pH值有時(shí)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。水的pH值是表示水中氫離子活度的負(fù)對(duì)數(shù)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(duì)數(shù)值能夠表示出酸性、堿性的變化幅度的數(shù)量級(jí)的大小，這樣應(yīng)用起來就十分方便，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，表示酸性越強(qiáng)；（3）堿性水溶液，pH>7，pH值越大，表示堿性越強(qiáng)。一預(yù)備知識(shí)有很多方法來測(cè)量溶液的pH值：（1）使用pH指示劑在待測(cè)溶液中加入pH指示劑，不同的指示劑根據(jù)不同的pH值會(huì)變化顏色，根據(jù)指示劑的研究結(jié)果就可以確定pH值的范圍。滴定時(shí)，可以作精確的pH標(biāo)準(zhǔn)。（2）使用pH試紙pH試紙有廣泛試紙和精密試紙，用玻棒沾一點(diǎn)待測(cè)溶液到試紙上，然后根據(jù)試紙的顏色變化并對(duì)照比色卡也可以得到溶液的pH值。但pH試紙不能夠顯示出油份的pH值，由于pH試紙以氫離子制成和以氫離子來量度待測(cè)溶液的pH值，但油中沒含有氫離子，因此pH試紙不能夠顯示出油份的pH值。一預(yù)備知識(shí)有很多方法來測(cè)量溶液的pH值：（3）使用pH計(jì)pH計(jì)是一種測(cè)量溶液pH值的儀器，它通過pH選擇電極（如玻璃電極）來測(cè)量出溶液的pH值。酸度計(jì)是專為應(yīng)用玻璃電極測(cè)定pH值而設(shè)計(jì)的一種電子電位計(jì),基于由溶液與電極組成的電池的電動(dòng)勢(shì)與pH值的關(guān)系,即在25℃時(shí),電池電動(dòng)勢(shì)每變化0.059V相當(dāng)于pH值變化1個(gè)單位。酸度計(jì)主要由pH測(cè)量電池(由一對(duì)電極與溶液組成)和pH指示器(電位計(jì))兩部分組成。玻璃電極的電位隨溶液中的氫離子濃度變化而發(fā)生變化,稱為指示電極;甘汞電極為參比電極,具有穩(wěn)定的已知電位,作為測(cè)定時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)。一預(yù)備知識(shí)有很多方法來測(cè)量溶液的pH值：（3）使用pH計(jì)玻璃電極是一支厚玻璃管下端接一個(gè)特殊材料玻璃球膜,其下端薄膜的厚度約為0.2mm,球中裝有已知PH值的緩沖液,并有一個(gè)電極電位已知的參比電極(常用氯化銀)作為內(nèi)參比,電極的導(dǎo)線絕緣電阻必須大于玻璃膜電阻103以上,否則易引起漏電,使讀數(shù)不穩(wěn)。甘汞電極是由汞、甘汞糊和氯化鉀溶液組成。電極電位隨氯化鉀濃度不同可分為三種,即飽和甘汞電極,1mol/L甘汞電極與0.1mol/L甘汞電極。它們的電極電位各不相同,而且受溫度影響,特別是飽和甘汞電極受影響最大,但由于制備簡(jiǎn)單,目前仍是最實(shí)用的參比電極。一預(yù)備知識(shí)有很多方法來測(cè)量溶液的pH值：（3）使用pH計(jì)最早酸度計(jì)的測(cè)定計(jì)部分是用補(bǔ)償式電位差計(jì),現(xiàn)已淘汰不用。其后增采用電子管電壓表直接測(cè)定?，F(xiàn)多數(shù)使用晶體管電路,不僅體積小,精度也有很大提高,有的智能化程度已很高,如除用高阻抗轉(zhuǎn)換電路以外,還使用測(cè)溫電路、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路以及單板微機(jī)。測(cè)定功能多、精度高，能自動(dòng)補(bǔ)償、顯示斜率與被測(cè)溶液的溫度等。有的還能自動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和打印數(shù)據(jù)。二實(shí)訓(xùn)準(zhǔn)備準(zhǔn)備事宜名稱方法樣品的采集和保存

最好現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定。否則，應(yīng)在采樣后把樣品保持在0～4℃，并在采樣后6小時(shí)之內(nèi)進(jìn)行測(cè)定。實(shí)訓(xùn)試劑1蒸餾水煮沸并冷卻、電導(dǎo)率小于2×10-6S/cm的蒸餾水，其pH以6.7～7.3之間為宜2pH標(biāo)準(zhǔn)溶液甲（pH4.008,25℃）稱取先在110～130℃干燥2～3小時(shí)的鄰苯二甲酸氫鉀（KHC8H4O4）10.12克，溶于水并在容量瓶中稀釋至1L。3pH標(biāo)準(zhǔn)溶濃乙（pH6.865,25℃）分別稱取先在110～130℃干燥2～3小時(shí)的磷酸二氫鉀（KH2PO4）3.388克和磷酸氫二鈉（Na2HPO4）3.533克，溶于水并在容量瓶中稀釋至1l。4pH標(biāo)準(zhǔn)溶液丙（pH9.180，25℃）為了使晶體具有一定的組成，應(yīng)稱取與飽和溴化鈉（或氯化鈉加蔗糖溶濃（室溫）共同放置在干燥器中平衡兩晝夜的硼砂（Na2B4O7.10H2O）3.80g，溶于水并在容量瓶中稀釋1L。5其他標(biāo)淮溶液當(dāng)被測(cè)樣品pH值過高或過低時(shí)，應(yīng)參考表1配制與其pH值相近似的標(biāo)淮溶液校正儀器。二實(shí)訓(xùn)準(zhǔn)備準(zhǔn)備事宜名稱方法標(biāo)淮溶液的保存

標(biāo)準(zhǔn)溶液要在聚乙稀瓶中密閉保存。在室溫條件下標(biāo)準(zhǔn)溶液一般以保存1～2個(gè)月為宜，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有渾濁、發(fā)霉或沉淀現(xiàn)象時(shí)，不能繼續(xù)使用。在4℃冰箱內(nèi)存放，且用過的標(biāo)準(zhǔn)溶濃不允許再倒回去，這樣可延長(zhǎng)使用期限。標(biāo)準(zhǔn)溶液的pH值隨溫度孿化而稍有差異。一些常用標(biāo)準(zhǔn)溶液的pH（S）值見表2。二實(shí)訓(xùn)準(zhǔn)備標(biāo)準(zhǔn)溶液（溶質(zhì)的質(zhì)量摩爾濃度，mol/kg）25℃的pH每1000ml25℃水溶液所需藥品重量基本標(biāo)準(zhǔn)酒石酸氫鉀（25℃飽和）0.05m檸檬酸二氫鉀

3.5573.776

6.4gKHC4H4O8①11.4gKH2C6H5O70.05m鄰苯二甲酸氫鉀4.00810.12gKHC8H4O40.025m磷酸二氫鉀+0.025m磷酸氫二鈉6.8653.388gKH2PO4+3.533gNa2HPO4②③0.008695m磷酸二氫鉀+0.03043m磷酸氫二鈉7.4131.179gKH2PO4+4.302gNa2HPO4②③0.01m硼砂9.1803.80gNa2B4O7·lOH2O③0.025m碳酸氫鈉+0.025m碳酸鈉10.012

2.092gNaHCO3+2.640gNa2CO3輔助標(biāo)準(zhǔn)0.05m四草酸鉀1.67912.61gKH2C4O8·2H2O④氫氧化鈣（25℃飽和）12.4541.5gCa(OH)2①表1pH標(biāo)準(zhǔn)溶液的制備注①大約溶解度；②在110—130℃烘2～3小時(shí)；③必須用新煮沸并冷卻的蒸餾水（不含CO2）配制。④別名草酸三氫鉀，使用前在54±3℃干燥4～5小時(shí)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2五種標(biāo)準(zhǔn)溶液的pH（S）值這些標(biāo)淮溶液的組成是：A：酒石酸氫鉀（25℃飽和）B：鄰苯二甲酸氫鉀，m=0.05mol/kgC：磷酸二氫鉀，m=0.025mol/kgD：磷酸氫二鈉，m=0.025mol/kgD：磷酸二氫鉀，m=0.008695mol/kg磷酸氫二鈉，m＝0.03043mol/kgE：硼砂，m＝0.01mol/kg這里m表示溶質(zhì)的質(zhì)量摩爾濃度，溶劑是水。二實(shí)訓(xùn)準(zhǔn)備三分析步驟儀器校準(zhǔn)操作程序按儀器使用說明書進(jìn)行。先將水樣與標(biāo)準(zhǔn)溶液調(diào)到同一溫度，記錄測(cè)定溫度，并將儀器溫渡補(bǔ)償旋紐調(diào)至該溫度上。

三分析步驟用標(biāo)準(zhǔn)溶液校正儀器，該標(biāo)準(zhǔn)溶液與水樣pH相差不超過2個(gè)pH單位。從標(biāo)準(zhǔn)溶液中取出電極，徹底沖洗并用濾紙吸干。再將電極浸入第二個(gè)標(biāo)準(zhǔn)溶液中，其pH大約與第一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)溶液相差3個(gè)pH單位，如果儀器響應(yīng)的示值與第二個(gè)標(biāo)準(zhǔn)溶液的pH（S）值之差大于0.1pH單位，就要檢查儀器、電極或標(biāo)準(zhǔn)溶液是否存在問題。當(dāng)三者均正常時(shí)，方可用于測(cè)定樣品。

三分析步驟樣品測(cè)定測(cè)定樣品時(shí)，先用蒸餾水認(rèn)真沖洗電極，再用水樣沖洗，然后將電極浸入樣品中，小心搖動(dòng)或進(jìn)行攪拌使其均勻，靜置，待讀數(shù)穩(wěn)定時(shí)記下pH值。四質(zhì)量控制和保證1、玻璃電極在使用前先放入蒸餾水中浸泡24小時(shí)以上。2、測(cè)定pH時(shí)，玻璃電極的球泡應(yīng)全部浸入溶液中，并使其稍高于甘汞電極的陶瓷芯端，以免攪拌時(shí)碰杯。3、必須注意玻璃電極的內(nèi)電極與球泡之間甘汞電極的內(nèi)電極和陶瓷芯之間不得有氣泡，以防斷路。4、甘汞電極中的飽和氯化鉀溶液的液面必須高出汞體，在室溫下應(yīng)有少許氯化鉀晶體存在，以保證氯化鉀溶液的飽和，但須注意氯化鉀晶體不可過多，以防止堵塞與被測(cè)熔液的通路。四質(zhì)量控制和保證5、測(cè)定pH時(shí)，為減少空氣和水樣中二氧化碳的溶入或揮發(fā)，在測(cè)水樣之前，不應(yīng)提前打開水樣瓶。6、玻璃電極表面受到污染時(shí)，需進(jìn)行處理。如果系附著無機(jī)鹽結(jié)垢，可用溫稀鹽酸溶解；對(duì)鈣鎂等難溶性結(jié)垢，可用EDTA二鈉溶液溶解，沾有油污時(shí)，可用丙酮清洗。電極按上述方法處理后，應(yīng)在蒸餾水中浸泡一晝夜再使用。注意忌用無水乙醇、脫水性洗滌劑處理電極。五操作規(guī)范評(píng)分表序號(hào)考核點(diǎn)配分評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)扣分得分一儀器準(zhǔn)備10

1玻璃儀器洗滌51.未用蒸餾水清洗兩遍以上，扣3分；

2.玻璃儀器出現(xiàn)掛水珠現(xiàn)象，扣2分。2玻璃電極的準(zhǔn)備5玻璃電極在使用前未放入蒸餾水中浸泡24小時(shí)以上，扣5分。

五操作規(guī)范評(píng)分表序號(hào)考核點(diǎn)配分評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)扣分得分二標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制30

1標(biāo)準(zhǔn)系列的配制101.稱量不準(zhǔn)確，扣5分；

2.標(biāo)準(zhǔn)工作液未貼標(biāo)簽或標(biāo)簽內(nèi)容不全（包括名稱、濃度、日期、配制者），扣5分。2溶液配制過程中有關(guān)的實(shí)驗(yàn)操作201.未進(jìn)行容量瓶試漏檢查，扣2分；

2.容量瓶加蒸餾水時(shí)未沿器壁流下或產(chǎn)生大量氣泡，扣2分；3.蒸餾水瓶管尖接觸容器，扣2分；4.加水至容量瓶約3/4體積時(shí)沒有平搖，扣2分；5.容量瓶、比色管加水至近標(biāo)線等待1min，沒有等待，扣2分；6.容量瓶逐滴加入蒸餾水至標(biāo)線操作不當(dāng)或定容不準(zhǔn)確，扣2分；7.持瓶方式不正確，扣2分；8.容量瓶未充分混勻或中間未開塞，扣2分；9.對(duì)溶液使用前沒有蓋塞充分搖勻的，扣2分；10.取完試劑后未及時(shí)蓋上試劑瓶蓋扣2分；*重新配標(biāo)準(zhǔn)1溶液，一次性扣5分。*重新配標(biāo)準(zhǔn)系列或水樣稀釋液，每出現(xiàn)一次扣2分，最多扣10分。五操作規(guī)范評(píng)分表序號(hào)考核點(diǎn)配分評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)扣分得分三酸度計(jì)使用35

1電極準(zhǔn)備151、電極頭未先用蒸餾水沖洗，扣5分；

2、用蒸餾水沖洗后，未再用標(biāo)準(zhǔn)緩沖液沖洗電極頭，扣5分；3、最后未用濾紙將水吸干，扣5。2電極校準(zhǔn)5未用標(biāo)準(zhǔn)溶液校準(zhǔn)電極扣5分。

3樣品測(cè)定101.測(cè)定pH時(shí)，玻璃電極的球泡應(yīng)全部浸入溶液中，并使其稍高于甘汞電極的陶瓷芯端，未按要求扣5分；

2.測(cè)定pH時(shí)，為減少空氣和水樣中二氧化碳的溶入或、揮發(fā)，在測(cè)水樣之前，不應(yīng)提前打開水樣瓶。提前打開水樣扣5分。4測(cè)定后的處理51.臺(tái)面不清潔，扣1分；

2.玻璃電極未洗滌，扣2分；3.測(cè)定結(jié)束，未作使用記錄登記，扣1分；4.未關(guān)閉儀器電源，扣1分。五操作規(guī)范評(píng)分表序號(hào)考核點(diǎn)配分評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)扣分得分四實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理5

1原始記錄5數(shù)據(jù)未直接填在報(bào)告單上、數(shù)據(jù)不全、有效數(shù)字位數(shù)不對(duì)、有空項(xiàng)，原始記錄中，缺少計(jì)量單位，數(shù)據(jù)更改每項(xiàng)扣0.5分，可累計(jì)扣分，但不超過該項(xiàng)總分5分。（請(qǐng)?jiān)诳鄯猪?xiàng)上打√）

六文明操作20

1文明操作5實(shí)驗(yàn)過程臺(tái)面、地面臟亂，廢液