水样中pH的测定
一、实验目的
1.学会用直接电位法测定溶液的pH的方法和实验操作。
2.学会酸度计的使用方法。
3.学会配制常用标准缓冲溶液。
二、实验原理
在生产和科研中常会接触到有关pH的问题，粗略的pH测量可用pH试纸，而比较精确的pH测量都需要用直接电位法，即根据能斯特公式，用酸度计测量电池电动势来确定pH。这种方法常用pH玻璃电极为指示电极（接酸度计的负极）饱和甘汞电极为参比电极（接酸度计的正极）与被测溶液组成电池，则25℃时
E电池＝K，＋0.0592 pH
式中，K，在一定条件下虽有定值，但不能准确测定或计算得到。在实际测量中要按pH实用定义（见式14-14）用标准缓冲溶液来校正酸度计（即进行“定位”）后，才可在相同条件下测量溶液的pH。酸度计上的pH示值按pH实用定义中△E/0.059分度，此分度值只适用于温度为25℃时。为适应不同温度下的测量，在用标准缓冲溶液“定位”前先要进行温度补偿（将“温度补偿”旋钮调至溶液的温度处）。在进行“温度补偿”和校正后将电极插入待测试液中，仪器就可以直接显示被测溶液的pH。
pH测量结果的准确度决定于标准缓冲溶液的pH的准确度，两电极的性能及酸度计的精度和质量。
三、仪器与试剂
1.仪器pHS-3F酸度计（或其它类型酸度计）；231型pH玻璃电极和232型饱和甘汞
电极（或使用pH复合电极）；温度计。
2.试剂
（1）两种不同pH的未知液（A）和（B）。
（2）pH＝4.00的标准缓冲液称取在110℃下干燥过1小时的苯二甲酸氢钾5.11克，用无CO2的水溶解并稀释至500ml。贮存于用所配溶液淌洗过的聚乙烯试剂瓶中，贴上标签。
（3）pH＝6.86标准缓冲液称取已于（120±10）℃下干燥过2小时的磷酸二氢钾1.70克和磷酸氢二钠1.78克，用无CO2水溶解并稀释至500ml。贮存于用所配溶液淌洗过的聚乙烯试剂瓶中贴上标签。
（4）pH＝9.18标准缓冲液称取1.91克四硼酸钠，用无CO2水溶解并稀释至500ml。贮存于用所配溶液淌洗过的聚乙烯试剂瓶中贴上标签。
（5）广泛pH试纸。
四、实验内容与操作步骤
1.配制pH分别为4.00、6.86和9.18的标准缓冲溶液各250ml。
2.酸度计使用前准备
（1）接通电源，预热20分钟。
（2）调零：置选择按键开关于“mV”位置（注意：此时暂时不要把玻璃电极插入插座内），若仪器显示不为“000”，可调节仪器“调零”电位器，使其显示为正或负“000”，然后锁紧电位器。
3.电极选择、处理和安装
（1）选择、处理和安装pH玻璃电极根据被测溶液大致pH范围（可使用pH试纸试
验确定），选择合适型号的pH玻璃电极，在蒸馏水中浸泡24小时以上。将处理好的pH玻璃电极用蒸馏水冲洗，用滤纸吸干外壁水分后，固定在电极夹上，球泡高度略高于甘汞电极下端。
注意：玻璃电极球泡易碎，操作要仔细。电极引线插头应干燥、清洁，不能有油污。（2）检查、处理和安装甘汞电极取下电极下端和上侧小胶帽。检查饱和甘汞电极内液位、晶体、气泡及微孔砂芯渗漏情冴并作适当处理后，用蒸馏水清洗电极外部，并用滤纸吸干外壁水分后，将电极置于电极夹上。电极下端略低于玻璃电极球泡下端。
将电极导线接在仪器后右角甘汞电极接线柱上；玻璃电极引线柱插入仪器后右角落玻璃电极输入座。
4.校正酸度计（二点校正法）
（1）将选择按键置“pH”位置。取一洁净塑料杯（或100ml烧杯）用pH＝6.86（25℃）的标准缓冲溶液淌洗三次，倒入50ml左右该标准缓冲溶液。用温度计测量标准缓冲溶液的温度，调节“温度”调节器，使指示的温度刻度为所测得的温度。
（2）将电极插入标准缓冲溶液中，小心轻摇几下试杯，以促使电极平衡。
注意：电极不要触及杯底，插入深度以溶液浸没玻璃球泡为限。
（3）将“斜率”调节器顺时针旋足，调节“定位”调节器，使仪器显示值为此温度下该标准缓冲溶液的pH。随后将电极从标准缓冲溶液中取出，移去试杯，用蒸馏水清洗二电极，并用滤纸吸干电极外壁水。
（4）另取一清净试杯（或100ml小烧杯），用另一种与待测试液（A）pH相接近的标准缓冲溶液淌洗三次后，倒入50ml左右该标准缓冲溶液。将电极插入溶液中，小心轻摇几下试杯，使电极平衡。调节“斜率”调节器，使仪器显示值为此温度下该标准
缓冲溶液的pH。
注意：校正后的仪器即可用于测量待测溶液的pH，但测量过程中不应再动“定位”调节器，若不小心碰动“定位”或“斜率”调节器应重复4中（1）~（3）步骤，重新校正。
5.测量待测试液的pH
（1）移去标准缓冲溶液，清洗电极，并用滤纸吸干电极外壁水。取一洁净试杯（可100ml小烧杯）用待测试液（A）淌洗三次后倒入50ml左右试液。用温度计测量试液的温度，并将温度调节器置于此温度位置上。
注意：待测试液温度应与标准缓冲溶液的温度相同或接近。若温度差别大，则应待温度相近时再测量。
（2）将电极插入被测试液中，轻摇试杯以促使电极平衡。待数字显示稳定后读取并记录被测试液的pH。平行测定二次，并记录。
6.按步骤4、5测量另一未知液（B）的pH[若（B）与（A）的pH相差大于3个pH单位，则必须重新定位、定斜率，若相差小于3个pH单位，一般可以不需要重新定位]。
7.实验结束工作关闭酸度计电源开关，拔出电源插头。取出玻璃电极用蒸馏水清洗干净后浸泡在蒸馏水中。取出甘汞电极用蒸馏水清洗，再用滤纸吸干外壁水分，套上小帽存放在盒内。清洗试杯，晾干后妥善保存。用干净抹布擦净工作台，罩上仪器防尘罩，填写仪器使用记录。
五、注意事项
1.酸度计的输入端（即测量电极插座）必须保持干燥清洁。在环境湿度较高的场所使用时，应将电极插座和电极引线柱用干净纱布擦干。读数时电极引入导线和溶液应保
持静止，否则会引起仪器读数不稳定。
2.标准缓冲溶液的配制要准确无误，否则将导致测量结果不准确。
3.若要测定某固体样品水溶液的pH，除特殊说明外，一般应称取5克样品（称准至0.01克）用无CO2的水溶解并稀释至100ml，配成试样溶液，然后再进行测量。
4.由于待测试样的pH常随空气中CO2等因素的变化而改变，因此，采集试样后应立即测定，不宜久置。
5.注意用电安全，合理处理、排放实验废液。