PH值的定義:
PH是拉丁文“Pondus hydrogenii"一詞的縮寫(Pondus=壓強(qiáng)、壓力hydrogenium=氫),用來量度物質(zhì)中氫離子的活性。這一活性直接關(guān)系到酸性、中性和堿性特性。水在化學(xué)上是中性的,但它不是沒有離子。某些水分子自發(fā)地按照下式分解:
H2O=H++OH-
通過質(zhì)量作用定律應(yīng)用于水分子分解的平衡,可以獲得水的電離常數(shù)。KW=CH=10-7式中,當(dāng)T=22℃時(shí),KW=10-14,在中性溶液中,氫離子H+和氫氧根離子OH-的濃度都是10-7mol/l。如CH+=COH-=10-7,假如有過量的氫量子H+,則溶液呈酸性。酸是能使水溶液中的氫離子H+游離的物質(zhì)。同樣,如果氫離子H+并使OH-離子游離,那末溶液的特性,呈酸性或堿性。為了簡化起見,只要給出氫離子值的負(fù)指數(shù)就行,即濃度為10-7mol/l氫離子,其負(fù)指數(shù)的值是7,用對(duì)數(shù)表示:-log10-7=7,因此,pH值是離子濃度以10為底的對(duì)數(shù)的負(fù)數(shù):pH=-logCh+。
改變50M3的水的pH值,從pH2到pH3需要500l漂白劑。然而,從pH6到pH7只需要50l的漂白劑。
應(yīng)用范圍:養(yǎng)殖、環(huán)保、化工、實(shí)驗(yàn)室等工礦企事業(yè)單位
pH值測定法 電化學(xué)分析技術(shù) 利用物質(zhì)的電化學(xué)性質(zhì),測定化學(xué)電池的電位、電流或電量的變化進(jìn)行分析的方法稱為電化學(xué)分析法。
電化學(xué)分析法有多種,如測定原電池電動(dòng)勢以求物質(zhì)含量的分析方法稱為電位法(potential method)或電位分析法;通過對(duì)電阻的測定以求物質(zhì)含量的分析法稱為電導(dǎo)法;而借助某些物理量的突變作為滴定分析終點(diǎn)的指示,則稱為電容量分析法等。
電位分析法是利用電極電位和濃度之間的關(guān)系來確定物質(zhì)含量的分析方法,表示電極電位的基本公式是能斯特方程式。由于單個(gè)電極電位的值無法測量,在大多數(shù)情況下,電位法是基于測量原電池的電動(dòng)勢,構(gòu)成電池的兩個(gè)電極,一個(gè)電極的電位隨待測離子濃度而變化,能指示待測離子濃度,稱為指示電極;另一個(gè)電極的電位則不受試液組成變化的影響,具有較恒定的數(shù)值,稱為參比電極。指示電極和參化電極共同浸入試液中,構(gòu)成一個(gè)原電池,通過測定原電池的電動(dòng)勢,便可求得待測離子的濃度,這一方法亦稱為直接電位法。
離子選擇電極分析法是電位分析法中發(fā)展為迅速、活躍的分支。對(duì)某些離子測定的靈敏度可達(dá)10-6數(shù)量級(jí)。在許多情況下不破壞試液或不用進(jìn)行復(fù)雜的預(yù)處理,對(duì)有色、渾濁溶液都可進(jìn)行分析。
離子選擇性電極分類 基于離子選擇電極絕大多數(shù)都是膜電極這一事實(shí),依據(jù)膜電位響應(yīng)機(jī)制、膜的組成和結(jié)構(gòu),其分類如下:玻璃膜電極
玻璃膜電極屬于剛性基質(zhì)電極。敏感膜由玻璃材料制成。由于玻璃的組成不同,可制成H+、Na+、K+、Li+和Ag+等離子選擇性電極
除另有規(guī)定外,水溶液的pH值應(yīng)以玻璃電極為指示電極,用酸度計(jì)(KL-016)進(jìn)行測定。酸度計(jì)應(yīng)定期檢定,使精密度和準(zhǔn)確度符合要求。一、儀器校準(zhǔn)(定位)用的標(biāo)準(zhǔn)緩沖液 應(yīng)使用標(biāo)準(zhǔn)緩沖物質(zhì)配制,配制方法如下。 (1)草酸三氫鉀標(biāo)準(zhǔn)緩沖液 精密稱取在54±3℃干燥4~5小時(shí)的草酸三氫鉀[KH3(C2O4)2·2H2O]12.61g,加水使溶解并稀釋至1000ml。 (2)鄰苯二甲酸氫鉀標(biāo)準(zhǔn)緩沖液 精密稱取在115±5℃干燥2~3小時(shí)的鄰苯二甲酸氫鉀[KHC8H4O4]10.12g,加水使溶解并稀釋至1000ml。 (3)磷酸鹽標(biāo)準(zhǔn)緩沖液(pH6.8) 精密稱取在115±5℃干燥2~3小時(shí)的無水磷酸氫二鈉3.533g與磷酸二氫鉀3.387g,加水使溶解并稀釋至1000ml。 (4)磷酸鹽標(biāo)準(zhǔn)緩沖液(pH7.4) 精密稱取在115±5℃干燥2~3小時(shí)的無水磷酸氫二鈉4.303g與磷酸二氫鉀1.179g,加水使溶解并稀釋至1000ml。 (5)硼砂標(biāo)準(zhǔn)緩沖液 精密稱取硼砂[Na2B4O7·10H2O]3.80g(注意:避免風(fēng)化),加水使溶解并稀釋至1000ml,置聚乙烯塑料瓶中,密塞,避免與空氣中二氧化碳接觸。 標(biāo)準(zhǔn)緩沖液的pH值如下表。二、注意事項(xiàng) (1)測定前校準(zhǔn)儀器時(shí),應(yīng)選擇與供試液pH值接近的標(biāo)準(zhǔn)緩沖液。 (2)在測定時(shí)用標(biāo)準(zhǔn)緩沖液校正儀器后,應(yīng)再用另一種pH值相差約3的標(biāo)準(zhǔn)緩沖液核對(duì)一次,誤差不應(yīng)超過±0.1。 (3)每次更換標(biāo)準(zhǔn)緩沖液或供試液前,應(yīng)用水充分洗滌電極,然后將水吸盡,也可用所換的標(biāo)準(zhǔn)緩沖液或供試液洗滌。 (4)在測定高pH值的供試品時(shí),應(yīng)注意堿誤差的問題,必要時(shí)選用適用的玻璃電極測定。 (5)對(duì)弱緩沖液(如水)的pH值測定,先用鄰苯二甲酸氫鉀標(biāo)準(zhǔn)緩沖液校正儀器后測定供試液,并重取供試液再測,直至pH值的讀數(shù)在1分鐘內(nèi)改變不超過±0.05為止;然后再用硼砂標(biāo)準(zhǔn)緩沖液校正儀器,再如上法測定;二次pH值的讀數(shù)相差應(yīng)不超過0.1,取二次讀數(shù)的平均值為其pH值。 (6)配制標(biāo)準(zhǔn)緩沖液與溶解供試品的水,應(yīng)是新沸過的冷蒸餾水,其pH值應(yīng)為5.5~7.0。 (7)標(biāo)準(zhǔn)緩沖液一般可保存2~3個(gè)月,但發(fā)現(xiàn)有渾濁、發(fā)霉或沉淀等現(xiàn)象時(shí),不能繼續(xù)使用。
PH計(jì)正確使用與維護(hù) 酸度計(jì)簡稱pH計(jì),由電極和電計(jì)兩部分組成。使用中若能夠合理維護(hù)電極、按要求配制標(biāo)準(zhǔn)緩沖液和正確操作電計(jì),可大大減小pH示值誤差,從而提高化學(xué)實(shí)驗(yàn)、醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)數(shù)據(jù)的可靠性。
一、正確使用與保養(yǎng)電極
目前實(shí)驗(yàn)室使用的電極都是復(fù)合電極,其優(yōu)點(diǎn)是使用方便,不受氧化性或還原性物質(zhì)的影響,且平衡速度較快。使用時(shí),將電極加液口上所套的橡膠套和下端的橡皮套全取下,以保持電極內(nèi)***溶液的液壓差。下面就把電極的使用與維護(hù)簡單作一介紹:
⒈復(fù)合電極不用時(shí),可充分浸泡3M***溶液中。切忌用洗滌液或其他吸水性試劑浸洗。
⒉使用前,檢查玻璃電極前端的球泡。正常情況下,電極應(yīng)該透明而無裂紋;球泡內(nèi)要充滿溶液,不能有氣泡存在。
⒊測量濃度較大的溶液時(shí),盡量縮短測量時(shí)間,用后仔細(xì)清洗,防止被測液粘附在電極上而污染電極。
⒋清洗電極后,不要用濾紙擦拭玻璃膜,而應(yīng)用濾紙吸干, 避免損壞玻璃薄膜、防止交叉污染,影響測量精度。
⒌測量中注意電極的銀—氯化銀內(nèi)參比電極應(yīng)浸入到球泡內(nèi)氯化物緩沖溶液中,避免電計(jì)顯示部分出現(xiàn)數(shù)字亂跳現(xiàn)象。使用時(shí),注意將電極輕輕甩幾下。
⒍電極不能用于強(qiáng)酸、強(qiáng)堿或其他腐蝕性溶液。
⒎嚴(yán)禁在脫水性介質(zhì)如無水乙醇、重鉻酸鉀等中使用。
二、標(biāo)準(zhǔn)緩沖液的配制及其保存⒈pH標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)應(yīng)保存在干燥的地方,如混合磷酸鹽pH標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)在空氣濕度較大時(shí)就會(huì)發(fā)生潮解,一旦出現(xiàn)潮解,pH標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)即不可使用。
⒉配制pH標(biāo)準(zhǔn)溶液應(yīng)使用二次蒸餾水或者是去離子水。如果是用于0.1級(jí)pH計(jì)測量,則可以用普通蒸餾水。
⒊配制pH標(biāo)準(zhǔn)溶液應(yīng)使用較小的燒杯來稀釋,以減少沾在燒杯壁上的pH標(biāo)準(zhǔn)液。存放pH標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的塑料袋或其它容器,除了應(yīng)倒干凈以外,還應(yīng)用蒸餾水多次沖洗,然后將其倒入配制的pH標(biāo)準(zhǔn)溶液中,以保證配制的pH標(biāo)準(zhǔn)溶液準(zhǔn)確無誤。
⒋配制好的標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液一般可保存2—3個(gè)月,如發(fā)現(xiàn)有渾濁、發(fā)霉或沉淀等現(xiàn)象時(shí),不能繼續(xù)使用。
⒌堿性標(biāo)準(zhǔn)溶液應(yīng)裝在聚乙烯瓶中密閉保存。防止二氧化碳進(jìn)入標(biāo)準(zhǔn)溶液后形成碳酸,降低其pH值。
氧化反應(yīng)電位(又稱ORP)的定義氧化反應(yīng)電位(又稱ORP)是物質(zhì)氧化或還原性質(zhì)的一種表示。標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下,用可接受或釋放電子的金屬電極,即可測定該值。金屬電極可以使用鉑或金(Pt或Au)。電極材料必須是不與待測物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)的惰性金屬。如果水溶液中含有氧化劑或還原劑,那末電子就進(jìn)行交換。 在酸/堿反應(yīng)中是氫離子H+的交換,而在其它化學(xué)反應(yīng)中是電子的交換。
上述過程簡稱還原和氧化,即氧化和還原反應(yīng),氧化還原對(duì)于凈化時(shí)去除***,鉻酸鹽,亞硝酸鹽非常重要。凡是能釋放一個(gè)或多個(gè)電子的物質(zhì)稱之為還原劑,獲得電子的是氧化劑。因此,在還原反應(yīng)中電子數(shù)目增加,在氧化反應(yīng)中電子數(shù)目減少。電導(dǎo)率是物質(zhì)傳送電流的能力,是電阻率的倒數(shù)。在液體中常以電阻的倒數(shù)——電導(dǎo)來衡量其導(dǎo)電能力的大小。水的電導(dǎo)是衡量水質(zhì)的一個(gè)很重要的指標(biāo)。它能反映出水中存在的電解質(zhì)的程度。根據(jù)水溶液中電解質(zhì)的濃度不同,則溶液導(dǎo)電的程度也不同。通過測定溶液的導(dǎo)電度來分析電解質(zhì)在溶解中的溶解度。這就是電導(dǎo)儀的基本分析方法。 溶液的電導(dǎo)率與離子的種類有關(guān)。同樣濃度電解質(zhì),它們的電導(dǎo)率也不一樣。通常是強(qiáng)酸的電導(dǎo)率大,強(qiáng)堿和它與強(qiáng)酸生成的鹽類次之,而弱酸和弱堿的電導(dǎo)率小。因此,通過對(duì)水的電導(dǎo)的測定,對(duì)水質(zhì)的概況就有了初步的了解。
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