用pH计测定溶液的pH值

一、 实验目的 1.熟悉pH构造和测定原理

2.掌握用pH计测定溶液pH步骤

二、 实验原理

pH电极的构造 ：玻璃电极使用前，必须在水溶液中浸泡，使之生成一个三层结构，即中间的干玻璃层和两边的水化硅胶层。浸泡后的玻璃膜示意图：

电池电动势：

E电=ESCE - E膜 - EAgCl,Ag 而其中 E膜=E外- E内=k+0.059lgαH

所以E电 =k′- 0.059lgαH =k′+ 0.059pH

水化硅胶层具有界面，构成单独的一相，厚度一般为0.01～10 μm。在水化层，玻璃上的Na+与H+发生离子交换而产生相界电位，也即道南电位。

水化层表面可视作阳离子交换剂。溶液中H+经水化层扩散至干玻璃层，干玻璃层的阳离子向外扩散以补偿溶出的离子，离子的相对移动产生扩散电位。两者之和构成膜电位。

将浸泡后的玻璃电极放入待测溶液，水合硅胶层表面与溶液中的H+活度不同，形成活度差，H+由活度大的一方向活度小的一方迁移， 平衡时：

H+溶液== H+硅胶 E内 = k1 + 0.059 lg( a2 / a2’） E外 = k2 + 0.059 lg(a1 / a1’）

a1 、 a2 分别表示外部试液和电极内参比溶液的H+活度； a’1 、 a’2 分别表示玻璃膜外、内水合硅胶层表面的H+活度； k1 、 k2 则是由玻璃膜外、内表面性质决定的常数。

由于玻璃膜内、外表面的性质基本相同，则k1=k2 ， a’1 = a’2

E膜 = E外 - E内 = 0.059 lg( a1 / a2）

由于内参比溶液中的H+活度（ a2）是固定的,则:

E膜 = K′ + 0.059 lg a1 = K′ - 0.059 pH试液

用电位法测定溶液的pH值时，E电池=K+0.059 pH。由于K是无法测量的，我们可以利用在相同条件下测pH值与之相近的标准缓冲溶液Es=K+0.592 pH，再通过两式来消除K，从而求得pHx= pHs+(Es-Ex)/ 0.0592V

三、实验步骤

打开电源开关，按“pH/mV”,进入pH测定状态，按“温度”按钮，使显示溶液温度值（25℃ ），然后按“确认”键，仪器确定溶液温度后回到pH测量状态。

把蒸馏水清洗过的电极插入pH=6.86的标准缓冲溶液中，待读数稳定后按

“标定”键，调节读数为该溶液当时温度下的pH值，然后按“确认”键，仪器进入pH 测定状态。

将电极清洗后插入到pH=4.00的缓冲溶液中，待读数稳定后，按“标定”键，调至该温度下的pH值，按“确认”键，回到pH测定状态。校准结束。

测量时，先测定与待测液pH 值相近的缓冲溶液的pH值，然后清洗电极，测定待测液的pH值。在标定后测待测酸液的pH，待读数稳定后记录数值。用同样的方法标定碱性标准溶液，再测定碱性未知液

四、仪器使用中的注意事项

1．仪器的输入端（包括玻璃电极插座与插头）必须保持干燥清洁。 2． 新玻璃pH 电极或长期干储存的电极，在使用前应在pH 浸泡液中浸泡24 小时后才能使用。pH 电极在停用时，就将电极的敏感部分浸泡在pH 浸泡液中。这对改善电极响应迟钝和延长电极寿命是非常有利的。

3．pH 浸泡液的正确配制方法：取pH4.00 缓冲剂（250mL）包，溶于250mL 纯水中，再加入56 克分析纯KCl，适当加热，搅拌至完全溶解即成。 4．在使用复合电极时，溶液一定要超过电极头部的陶瓷孔。电极头部若沾污可用医用棉花轻擦。

5．玻璃pH 电极和甘汞电极在使用时，必须注意内电极与球泡之间及参比电极内陶瓷蕊附近是否有气泡存在，如有必须除了。

6．用标准溶液标定时，首先要保证标准缓冲溶液的精度，否则将引起严重的测量误差。标准溶液可自行配制，但最好用国家传递的标准缓冲溶液。

五、实验反思

本实验相对用时很少，且操作简单。在使用时应保护好电极，使用完毕后，关闭电源，并将电极浸在保护液中

六、实验数据 在T=25℃时测定

混合磷酸盐 邻苯二甲酸氢钾 HAc-NaAc 硼砂 NH3?H2O—NH4Cl

pH=6.86 pH=4.00 pH=4.58 pH=9.18 pH =9.67