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水分析测量技术问答(上)
浏览次数    发布日期:2008-01-30 16:20:04    作者:hanyi_
正文:

1、  什么是水的PH值?它有什么意义?

      PH值是水溶液最重要的理化参数之一。凡涉及水溶液的自然现象,化学变化以及生产过程都与PH值有关,因此,在工业、农业、医学、环保和科研领域都需要测量PH值。

      水的PH值是表示水中氢离子活度的负对数值,表示为:

                                        PH=-lgaH+

         PH值有时也称氢离子指数,由于氢离子活度的数值往往很小,在应用上很不方便,所以就用PH这一概念来作为水溶液酸性、碱性的判断指标。而且,氢离子活度的负对数值能够表示出酸性、碱性的变化幅度的数量级的大小,这样应用起来就十分方便,并由此得到:

(1)       中性水溶液,PH=-lgaH+=-lg10-77

(2)       酸性水溶液,PH7PH值越小,表示酸性越强

(3)       碱性水溶液,PH7PH值越大,表示碱性越强

2、  什么是PH标度?

       PH测量是一种相对测量,它仅仅指示标准溶液与未知溶液之间的PH差别,实际测量时,需要用标准缓冲溶液定期进行校准。因此,为了达到量值的一致,必须建立PH标度。PH标度范围定为014PHPH标度的量值由基准缓冲溶液的PHs值确定。因此,PH标度的含义可表达为:根据PH定义,在014PH范围内选择若干个PH缓冲溶液作为PH标度的固定点,并且采用当代技术能达到的最准确的方法测定它们的PHs值。国际上有二种PH标度,即多种基准PH标度和单种基准PH标度,中国采用多种基准PHs标度。六种基准缓冲溶液095PHs值见表(1)。

表(1)六种基准缓冲溶液的PHs

温度,

B1

B3

B4

B6

B9

B12

0

1.668

------

4.006

6.981

9.458

13.416

5

1.669

------

3.999

6.949

9.391

13.210

10

1.671

------

3.996

6.921

9.330

13.011

15

1.673

------

3.996

6.898

9.276

12.820

20

1.676

------

3.998

6.879

9.226

12.637

25

1.680

3.559

4.003

6.864

9.182

12.460

30

1.684

3.551

4.010

6.852

9.142

12.292

35

1.688

3.547

4.019

6.844

9.105

12.130

40

1.694

3.547

4.029

6.838

9.072

11.975

45

1.700

3.550

4.042

6.834

9.042

11.828

50

1.706

3.555

4.055

6.833

9.015

11.697

55

1.713

3.563

4.070

6.834

8.990

11.553

60

1.721

3.573

4.087

6.837

8.968

11.426

70

1.739

3.596

4.122

6.847

8.926

------

80

1.759

3.622

4.161

6.862

8.890

------

90

1.782

3.648

4.203

6.881

8.856

------

95

1.795

3.660

4.224

6.891

8.839

------

3PH测量一定要标定校准吗?

      PH测量通常有比色法(PH试纸或比色皿)和电极法二种。比色法当然不要标定,而电极法就一定要标定,因为电极法PH测量就是将未知溶液与已知PHs值的标准溶液在测量电池中作比较测定,这是电极法PH测量的“操作定义”所决定的。

4、什么是PH标准缓冲溶液?它有那些特点?

PH缓冲溶液是一种能使PH值保持稳定的溶液。如果向这种溶液中加入少量的酸或碱,或者在溶液中的化学反应产生少量的酸或碱,以及将溶液适当稀释,这个溶液的PH值基本上稳定不变,这种能对抗少量酸或碱或稀释,而使PH值不易发生变化的溶液就称为PH缓冲溶液。

   PH标准缓冲溶液具有以下特点:

(1)       标准溶液的PH值是已知的,并达到规定的准确度。

(2)       标准溶液的PH值有良好的复现性和稳定性,具有较大的缓冲容量,较小的稀释值和较小的温度系数。

(3)       溶液的制备方法简单。

5、如何配制PH缓冲溶液?

      对于一般的PH测量,可使用成套的PH缓冲试剂(可配制250ml),配制溶液时,应使用去离子水,并预先煮沸15~30分钟,以除去溶解的二氧化碳。剪开塑料袋将试剂倒入烧杯中,用适量去离子水使之溶解,并冲洗包装袋,再倒入250ml容量瓶中,稀释至刻度,充分摇匀即可。

6、如何正确保存和使用PH缓冲溶液?

     缓冲溶液配制后,应装在玻璃瓶或聚乙稀瓶中(碱性的PH缓冲液如PH9.18PH10.01PH12.46等,应装在聚乙稀瓶中)瓶盖严密盖紧,在冰箱中低温(510)保存,一般可使用二个月左右,如发现有混浊、发霉或沉淀等现象,不能继续使用。使用时,应准备几个50ml分聚乙稀小瓶,将大瓶中的缓冲溶液倒入小瓶中,并在环境温度下放置12小时,等温度平衡后再使用。使用后不得再倒回大瓶中,以免污染,小瓶中的缓冲溶液在>10的环境条件下可以使用23天,一般PH7.00PH6.86PH4.00三种溶液使用时间可以长一些,PH9.18PH10.01溶液由于吸收空气中的CO2,其PH值比较容易变化。

7PH缓冲溶液有何用途?

     1PH测量前标定校准PH

     2)用以检定PH计的准确性,例如用PH6.86PH4.00标定PH计后,将PH电极插        PH9.18溶液中,检查仪器显示值和标准溶液的PHs值是否一致。

     3)在一般精度测量时检查PH计是否需要重新标定。PH计标定并使用后也许会产生漂移或变化,因此在测试前将电极插入与被测溶液比较接近的标准缓冲液中,根据误差大小确定是否需要重新标定。

     4)检测PH电极的性能。

8、使用瓶装的PH缓冲液有什么优点?

      PH计经销商处一般还有用聚乙烯塑料瓶装的PH标准缓冲溶液销售。它和用PH缓冲试剂自己配制的缓冲溶液比较,由于它其中添加了显色剂和防腐剂,因此不同PH值的缓冲液有不同的颜色,使用时不易搞错,并且在常温下保存不会发霉变质,保存期可长达一年,因此使用特别方便。

9、什么是PH指示电极?

             对溶液中氢离子活度有响应,电极电位随之而变化的电极称为PH指示电极或PH测量电极。PH指示电极有氢电极、锑电极和玻璃电极等几种,但最常用的是玻璃电极。玻璃电极是由玻璃支杆,以及由特殊成份组成的对氢离子敏感的玻璃膜组成。玻璃膜一般呈球泡状,球泡内充入内参比溶液,插入内参比电极(一般用银/氯化银电极),用电极帽封接引出电线,装上插口,就成为一支PH指示电极。市场销售的最常用的PH指示电极是231玻璃PH电极。单独一支PH指示电极是无法进行测量的,它必须和参比电极一起才能测量。

      10、什么是参比电极?

             对溶液中氢离子活度无响应,具有已知和恒定的电极电位的电极称为参比电极。参比电极有硫酸亚汞电极、甘汞电极和银/氯化银电极等几种。最常用的是甘汞电极和银/氯化银电极(图2是参比电极的结构)。参比电极在测量电池中的作用是提供并保持一个固定的参比电势,因此对参比电极的要求是电势稳定、重现,温度系数小,有电流通过时极化电势小。市场销售常用的电极比电极为232参比电极。

11.什么是PH复合电极

PH玻璃电极和参比电极组合在一起的电极就称为PH复合电极。外壳为塑料的就称为塑壳P复合电极。外壳为玻璃的就成为玻璃ph 复合电极。复合电极的最大优点就是和二为一,使用方便。Ph复合电极的结构主要由电极球泡、玻璃支持杆、内参比电极、内参比溶液、外壳、外参比电极、外参比溶液、液接界、电极帽、电极导线、插口组等。、

(1)       电极球泡:它是由具有氢功能的锂玻璃溶液熔融吹制而成,呈球形,膜厚在0.1~0.2mm左右,电阻值小于250兆欧(25

(2)       玻璃支持杆:是支持电极球泡的玻璃管体,由电绝缘性优良的铅玻璃制成,其膨胀系数应与电极球泡玻璃一至。

(3)       内参比电极:为银/氯化银电极,作用是引出电极电位,要求其电位稳定,温度系数小。

(4)       内参比溶液:零电位为7ph的内参比溶液,是中性磷酸盐和氯化钾的混合溶液,玻璃电极与参比电极构成电池零电位的hp值,主要取决于内参比溶液的ph值及氯离子浓度。

(5)       电极塑壳:电极塑壳是支持玻璃电极和液接界,盛放外参比溶液的壳体,由聚碳酸脂塑压成形。

(6)       外参比电极:为银/氯化银电极,作用是提供与保持一个固定的参比电势,要求电位稳定,重现性好,温度系数小。

(7)       外参比溶液:为3.3mol/L的氯化钾凝胶电解质,不易流失,无须添加。

(8)       液接界:液接界是构通外参比溶液和被测溶液的连接部件,要求渗透量稳定/

(9)       电极导线:为低噪音金属屏蔽线,内芯与外参比电极连接,评比层与外参比电极连接。

12Ph电极有哪些特性:

Ph电极具有以下特性:

(1)       不对称电势:当电极的外参比电极,内参比溶液均相同时,理论上电池电动势应等于零,但实际上总有几毫伏到几十毫伏的电势差存在,这说明玻璃球泡内外二个界面是不对称的,这一电势差就称为不对称电势。不对称电势与球泡吹制的工艺有关,也与使用中球泡表面手侵蚀或沾污有关,实际使用中,可用电计特设的定位调节器消除它。

(2)       零电势:ph电极的零电势是指ph测量的电池的电势为零时的溶液的ph值。它取决于内参比溶液的ph值及氯离子的浓度。当溶液的ph值大于或小于惦记的零电势ph值时,电极的极性就要发生改变。

(3)       内阻:电极的内阻主要是由球泡玻璃膜的内阻决定,它取决于玻璃膜的组合和厚度,阻值一般为几十兆欧至几百兆欧。而且随温度下降而按指数式上升。内阻高的电极对电计的输入阻抗及绝缘屏蔽要求高,因此电极内阻低一些为好。

(4)       碱误差和酸误差:当被测容月的碱度和酸度大增时,电极电势与溶液ph值将偏离线性关系,这种偏差就称为碱误差和酸误差。碱误差是由于在氢离子浓度很低的溶液中,电极膜的响应不仅与氢离子浓度有关,而且与溶液中碱金属浓度有关,碱误差使测得的ph值比实际的数值偏低。酸误差在较低的<