河南科技大学
?仪器分析实验?教案
化工与制药学院
2010.9
实验一 水样pH值的测定
一、目的要求
1. 了解电位法测定水样pH值的原理和方法。 2. 认识和了解各种型号酸度计。 3. 学会使用pHS-25型酸度计。
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二、测定原理
将指示电极(玻璃电极)与参比电极插入被测溶液组成原电池
(-)Ag|AgC1，HCl(0.1mo1?L-1)|玻璃膜 |H+(xmo1?L-1)‖KCl(饱和)|Hg2Cl2,Hg(+) 玻璃电极 试液 盐桥 甘汞电极 在一定条件下，测得电池的电动势就是pH的直线函数 E＝K十0.059pH(25℃)
由测得的电动势就能算出被测溶液的pH值。但因上式中的K值是由内外参比电极电位及难于计算的不对称电位和液接电位所决定的常数，实际不易求得，因此在实际工作中，用酸度计测定溶液的pH值(直接用pH刻度)时，首先必须用已知pH值的标淮溶液来校正酸度计(也叫“定位”)。校正时应选用与被测溶液的pH值接近的标准缓冲涪液，以减少在测量过程个可能由于液接电位、不对称电位及温度等变化而引起的误差。一支电极应该用两种不同pH值的缓冲溶液校正。在用一种pH值的缓冲溶液定位后，测第二种缓冲溶液的pH佰时，误差应在0.05pH单位之内。粗略测量中用一种pH值缓冲溶液校正即可，但必须保证电极斜率在允许误差范围内。
经过校正后的酸度计就可以直接测量水或其它溶液的pH值。
用离子活度计测量溶液的pH值，其原理仍然是依据能斯特方程，测量电池在标准缓冲溶液中的电动势为： Es＝K’十s pHs
同样，在样品溶液中电池电动势为： Ex＝K’十s pHx 上述两式相减得到：
pHx＝pHs十Ex-Es/s = pHs + ΔE/s
在离子计上仪器的示值按照ΔE／s分度，而且仪器有电极斜率s的调节路线。当用标准缓冲溶液对仪器进行校正后，样品溶液的pHx即可从仪器示值上直接读出。
注意：
1. 指针式与数字式酸度计的差异。 2. 高、中、低档酸度计之间的差异。
3. 旋钮式、钟表式、齿轮式温度补偿器的使用方法。 4. 紧固式、弹球式、自锁式电极插口的使用注意事项。
5. 复合电极与单电极的差异。将复合电极接口变换成单电极接口需要电极转换接头附件来完成。
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三、试剂与仪器
1．pH＝4.00标准缓冲溶液(20℃) 2．pH＝6.88标准缓冲溶液(20℃) 3. pH＝9.22标准缓冲溶液(20℃)
4．pHS-25型酸度计，23l型玻璃电极，232型甘汞电极. 5. pHS-3E型、pHS-3C型型酸度计。 6．100 mL烧杯四只。
标准缓冲液通常能稳定贮放二个月，温度不同，其相应标准值也不同。
温度℃ 0.050mol?L-1 KHC8H4O4 0.025mol?L-1 KH2PO4-Na2HPO4 0.010mol?L-1 Na2B4O7?10H2O 9.464 9.395 9.332 9.276 9.225 9.182 9.139 9.102 9.068 9.011 6.984 6.951 6.923 6.900 6.881 6.864 6.853 6.844 6.838 6.833 0 5 10 15 20 25 30 35 40 50 4.003 3.999 3.998 3.999 4.003 4.008 4.015 4.024 4.035 4.060
四、测定步骤
1. 按照所使用仪器的操作方法进行操作。 2. 预热仪器达到稳定。
3. 测量标准缓冲溶液温度，确定该温度下的pHs值，将仪器的温度补偿旋钮调节到该温度上。
4. 将电极和烧杯用水冲洗干净后，用标准缓冲溶液荡洗l～2次〔电极用滤纸吸干)。
5. 将电极浸入标准缓冲溶液内，待达到稳定读数后，调节定位旋钮使仪器示值为pHs值。
6. 将电极取出，用水样将电极和烧杯冲洗多次。
7. 测量水样温度，将仪器的温度补偿旋钮调节至该温度。
8. 将冲洗过的电极置于水样中，待读数稳定后，从标尺或数字显示器上读出水样的pHx值。
9. 测定完毕后，将电极（甘汞电极套上电极帽）和烧杯冲洗干净妥善保存。 10. 为了检验仪器示值的准确性，可以在测定样品溶液之前对仪器的示值准确性进行测定。即用其中某一标准pH溶液对仪器进行定位，测定另一已知pH标准溶液，按下式计算测量误差
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示值测量误差=pH测量?pHs
11. 如果仪器带有斜率旋钮，可以通过斜率旋钮进行校正。
五、实验的注意事项
1. 邻苯二甲酸氢钾缓冲溶液、磷酸盐缓冲溶液和硼酸钠缓冲溶液的pH值随温度不同稍有差异（如上表）。
2. 用蒸馏水或去离子水冲洗电极时，应当用滤纸吸去玻璃膜上的水分而不是擦拭电极。
3. 由于玻璃电极内阻很高，使用电磁搅拌可能引起电磁干扰，搅拌引起的涡流可能使液接电位波动，因此用玻璃电极测量pH值时一般不使用电磁搅拌。正确的操作是将电极浸入溶液后，用手摇动一下测量杯或开启搅拌使电极与溶液充分接触，然后停止搅拌进行测量。
4. 玻璃电极球泡很薄，小心打碎。 5. 不同仪器型号的测量精度。
思 考 题
1. 电位法测定水的pH值的原理是什么?
2. 酸度计为什么要用已知pH值的标准缓冲溶液校正?校正时应注意什么?
3. 标准缓冲溶液的pH值受那些因素的影响？如何保证其pH值恒定不变? 4. 玻璃电极在使用前应如何处理?为什么？玻璃电极、甘汞电极在使用时应注意什么?
5. 安装电极时，应注意哪些问题?
实验二 用氟离子选择性电极测定水中微量F-离子 ——标准曲线法
一、目的要求
1. 学习氟离子选择性电极测定微量F-离子的原理和测定方法。 2. 学习标准曲线法定量分析。
3. 学习离子计及酸度计测定溶液电位的使用方法。
二、基本原理
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