用玻璃電極法準確測定溶液中pH值的分析路徑

楊燎原,袁 健,楊慎文,李繼紅

(魚臺縣環保局,山東魚臺 272300)

用玻璃電極法準確測定溶液中pH值的分析路徑

楊燎原,袁 健,楊慎文,李繼紅

(魚臺縣環保局,山東魚臺 272300)

介紹了玻璃電極法測定溶液中 pH值的原理和詳細的分析路徑。

玻璃電極法;pH值;路徑

1 方法原理

以玻璃電極為指示電極,飽和甘汞電極為參比電極,一起浸入試液組成原電池。也有的兩者合一成復合電極,使用起來更為方便快速[1]。

由于 E甘汞和 EAgCl,Ag及αH+(內)均為常數,因此 :E=常數 -0.059lgαH+(外)=常數 +0.059pHx。

通過比較標準溶液電池電動勢和待測溶液電池電動勢來確定待測溶液的 pH值。它是用直流放大線路直接將電池電動勢變為放大的電流,電流指針偏轉程度與溶液 pH值成比例。由此可見,pH值與溶液電動勢有關,并符合能斯特公式。已知電動勢可求得 pH值,故在一定條件下組成的原電池與溶液的 pH值之間呈直線關系。25℃時其斜率為0.059,即 pH值變化一個單位,電池電動勢將改變 0.059V,這就是測定 pH值依據。現在使用的酸度計就是根據其原理來直接顯示未知溶液的 pH值。但實際測量中由于參比電極穩定性、玻璃電極不對稱電位等影響,玻璃電極的電極系數不一定剛好是 0.059V。因此在實際測量中必須先用標準緩沖溶液對測量系統進行校正后,才能用于準確測量未知溶液的 pH值。

2 使用儀器及試劑[2]

25型酸度計;

玻璃電極和飽和甘汞電極;

50ml小燒杯若干,250ml容量瓶 3個;

飽和氯化鉀溶液;

pH值標準緩沖劑系列 (4.00、6.86、9.18)。

3 準確檢測路徑

3.1 酸度計的調節和預熱

將 pH、mv選擇檔旋至 pH檔,調節溫度補償檔至室溫,然后用 pH試紙粗測 pH值大致范圍,根據情況選擇 pH范圍檔是 0～7檔還是 7～14檔。接通電源,打開酸度計開關預熱 30min。

3.2 標準緩沖溶液的準確配制

過去使用的標準緩沖溶液是用分析天平準確稱取試劑自行配制的,勢必對工作效率有一定影響。目前有定量成套的標準緩沖劑,無需稱量,直接用剪刀剪開包裝袋將試劑倒入容器中,用少量無二氧化碳蒸餾水沖洗袋內壁 3～5次,稀釋溶解,將緩沖液移入 250ml容量瓶并至刻度線搖勻后移入試劑瓶備用,從而大大提高了工作效率。

3.3 儀器性能的準確檢驗

3.3.1 檢查電極是否完損

首先查看飽和甘汞電極中的飽和 KCl溶液是否充滿,否則拿掉橡皮塞用移液管緩緩加入飽和 KCl溶液并溢過 HgCl2、Hg電極處為止。再查看玻璃電極球泡是否完損,是否已在蒸餾水中浸泡了 24h以上,否則更換電極或浸泡后使用。一切完備后裝上電極,將玻璃電極導線插頭插入酸度計右上角插孔中,甘汞電極金屬線套接在接線柱上旋緊,電極即與儀器連通。最后裝卸時要注意保護玻璃電極切勿碰撞,以免損壞。

3.3.2 用標準緩沖溶液對儀器進行“定位”

首先用蒸餾水清洗兩電極,用濾紙輕輕將附著電極上的水吸干或沾凈 (切勿用濾紙抹或擦試電極),將兩電極小心浸入溶液中,注意玻璃電極薄泡應稍高于甘汞電極,以免其與杯底相撞。選擇好pH范圍檔,按下測量按鈕,轉動定位調節旋鈕,使指針準確指在該條件下標準緩沖溶液的 pH值(溫度不同,標準緩沖溶液 pH值稍有不同)進行定位,松開測量旋鈕,觀察儀器的零點是否有變動,如有變動重新調零,再次定位,直至穩定以確保定位準確。以后在測量過程中,零點還可能發生飄移,可以隨時調節。但定位旋鈕在一般情況下不能再動,否則將導致測量結果錯誤。

3.3.3 測量并驗證標準緩沖溶液的 pH值

如以 pH值為 4.00的鄰苯二甲酸氫鉀標準緩沖溶液 “定位”,選擇 pH范圍檔 0～7,其它檔不動,測量磷酸鹽及硼酸鈉標準緩沖溶液的 pH值;以 pH值為 6.86的磷酸鹽標準緩沖溶液 “定位”,仍以 0～7檔不動,測量鄰苯二甲酸氫鉀和硼酸鈉兩標準緩沖溶液的 pH值;以 pH值為 9.18的硼酸鈉標準緩沖溶液 “定位”,將選擇檔調為 7～14,其它不動,測量鄰苯二甲酸氫鉀和磷酸鹽兩標準緩沖溶液的 pH值。測量結果與標準值分別比較相差不大于 ±0.1個 pH,則證明儀器性能狀況良好,“定位”準確。

3.4 準確測量未知溶液 pH值

首先用 pH試紙粗測未知溶液 pH值大致范圍,然后選擇一種與未知溶液 pH值相近的標準緩沖溶液來定位,取下定位溶液沖洗凈電極,并且用濾紙輕輕吸干,根據粗測未知液 pH值范圍,選擇 pH范圍檔 0～7或 7～14,調節零點,按下測量旋鈕,這時指針穩定后所指讀數便是未知溶液的準確pH值。

通過多年監測經驗總結,不論水樣環境因子多么復雜,只要按此要求有效掌握測定步驟進行分析,一定能保證 pH值結果的準確可靠。

[1]黃秀蓮.環境分析與監測 [M].北京:高等教育出版社,1983.

[2]本書編委會.水和廢水監測分析方法 [M].北京:環境科學出版社,2002.

Analysis Path of pH Value Detection by Glass Electrode M ethod

YANGLiao-yuan,YUAN Jian,YANG Shen-wen,L IJi-hong

(Yutai Environmental Protection Bureau,Yutai Shandong 272300 China)

The theory and analysis path of pH value detection by glass electrode method are introduced in detail.

glass electrode method;pH;path

X83

A

1673-9655(2010)增 1-0094-02

2009-01-06