玻璃电极原理

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玻璃电极原理


实验原理

用对氢离子活度有电势响应的玻璃薄膜制成的膜电极,是常用的氢离子指示电极。它通常为圆球形,内置0.1mol/L盐酸和氯化银电极或甘汞电极。使用前浸在纯水中使表面形成一薄层溶胀层,使用时将它和另一参比电极放入待测溶液中组成电池,电池电势与溶液pH值直接相关。由于存在不对称电势、液接电势等因素,还不能由此电池电势直接求得pH值,而采用标准缓冲溶液来“标定”,根据pH的定义式算得。玻璃电极不受氧化剂、还原剂和其他杂质的影响,pH测量范围宽广,应用广泛。

实验步骤

一、测定原理

  1.  玻璃电极法测定水样的PH值是以饱和甘汞电极为参比电极,以玻璃电极为指示电极,与被测水样组成工作电池,再用PH计测量工作电动势,由PH计直接读取PH值。

  2.  玻璃电极法测PH准确、快速,受水体色度、浊度、胶体物质、氧化剂、还原剂及盐度等因素的干扰少。

二、仪器与试剂

  1.  仪器: 酸度计或离子计,玻璃电极、饱和甘汞电极

  2.  试剂:标准缓冲溶液的配制

  ① PH标准缓冲溶液甲(PH4.008,25℃):称取先在110-130℃干燥2-3h的邻苯二甲酸氢钾(KHC8H4O4)10.12g,溶于水并在容量瓶中稀释至1L。

  ② PH标准缓冲溶液乙(PH6.865,25℃):分别称取先在110-130℃干燥2-3h的磷酸二氢钾(KH2PO4)3.388g和磷酸氢二钠(Na2HPO4)3.533g,溶于水并在容量瓶中稀释至1L。

三、操作步骤

  1. 采样 按采样要求,采取具有代表性的水样。

  2. 仪器校准 操作程序按仪器使用说明书进行。

  3. 测定水样PH 先用蒸馏水冲洗电极,在用水样冲洗,然后将电极浸入样品中,小心摇动试杯或进行搅拌,以加速电极平衡,静置,待读数稳定时记下PH值。

四、注意事项

  1.  测量结果的准确度,首先决定于标准缓冲溶液PH标准值的准确度。因此,应按GB11076-89《PH测量用缓冲溶液制备方法》制备、保存缓冲溶液。

  2.  应按规范选择、处理和安装玻璃电极和甘贡电极。

  3.  测定水样的PH值最好在现场进行,否则,应在采样后把样品保持在0-4℃,并在采样后6h之内进行测定。纯水为中性,25度时其pH值为7.0,小于这个值的溶液为酸性,高于这个值为碱性。纯水也会电离(一种分解过程,分解出带电荷的离子),电离出氢离子H+和氢氧根离子OH-(+和-号为上标,表示正电和负电),已经证明在25度的时候,水溶液(无论是否含有酸或碱)里面的氢离子和氢氧根离子的浓度的乘积为常数,总是等于10的-14次方,比如,当氢离子浓度为0.1摩尔/升时,氢氧根离子浓度必定为10的-13次方摩尔/升。

   4.  水的电离过程可以表示如下: H2O == (H+) + (OH-),这并非数学里的方程式,在此只表示一个过程,即一个水分子可以分解出一个氢离子和一个氢氧根离子。由于水的该分解程度受温度影响,因此纯水(不含任何杂质)中的pH值并不总是为7.0, 泛泛地说,酸性是指溶液里氢离子多过氢氧根离子。

   5.  一般而言,pH值不会出现小于0或大于14的状况,这样的溶液里氢离子或氢氧根离子的浓度就很大了(超过1摩尔/升),溶液的酸性或碱性就会直接用浓度来表示,而非pH值了。


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