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实验九直接电位滴定法测定溶液的P H值1、实验的目的要求1.1、掌握酸度计测定溶液PH值的原理和方法。
1.2、学会真确使用酸度计。
1.3、了解标准溶液的作用和配置方法。
2、实验原理测定溶液PH值方法最简便的有PH试纸法和酸碱指示剂法，但准确度较差，一般仅能准确到0.1～0.3PH单位。
而点位测定法准确度较高，可测定至PH值的小数点后第二位。
直接电位法测定溶液PH值通常以玻璃电极为指示电极，饱和甘汞电极为参比电极，浸入被测溶液中组成原电池，用以下表示：（1）GE│被测溶液‖SCE（+）上述电池电动势为：E X=E SCE-E GE+2.303RT*HP X/F=K+0.0592PHX(25℃)上式中K随溶液组成，电极类型和电极使用时间长短不同等的不同而发生变动，而变动值又不易准确测定，故实际工作中采用两次测量法测定溶液PH值以消除K。
其原理是：E S=E SCE-E GE+2.303RT*PH S/FE X=E SCE-E GE+2.303RT*PH S/F两式相减,得：E S-E X=2.303RT*(PH S-PH X)/F即先用已知PH值的标准缓冲溶液校准PH计，然后再测量被测溶液的PH值。
根据两次测量法的原理可看出，溶液的PH值变化1个单位，电池的电动势变化2.303RT/F V。
3、实验操作步骤4.1、接通酸度计电源，预热仪器30分钟。
4.2、校准4.21、将电极浸入邻苯二甲酸氢钾标准缓冲溶液（PH=4.00）中。
4.22、将“PH-mv”开关转至PH档。
4.23、将“量程选择”开关转至“7～0”。
4.24、调节“零点调节器”，使电表指针恰好在PH=7处。
4.25、按下“读数”开关并略微转动，可使“读数”开关处在按下位置不动。
再调节“定位调节器”，使电表上的读数与温室下标准缓冲液的PH值一致。
直接电位法测定溶液的PH 直接电位法测定溶液的PH一、直接电位法测定溶液的PH测定原理：1、测定PH的工作电池利用各种氢离子指示电极与参比电极（一般是用饱和甘汞电极做参比电极）构成电池，由测得的电动势算出溶液的pH值。
常用的氢离子指示电极有氢电极、醌—氢醌电极、玻璃电极等。
氢电极测溶液的pH值比较麻烦，需要供给稳定的氢气流冲打铂黑电极，使氢气被铂黑吸附并与待测H+溶液达成平衡：H+（aH+）+e1/2H2（g）氢电极与甘汞电极构成电池：Pt|H2（PH2）|H+||KCl（饱和）|Hg2Cl2|Hg（l）E＝K总+0.0592PH2、溶液PH的电位测定方法以玻璃电极作指示电极，饱和甘汞电极作参比电极，用电位法测量溶液的pH值，常采纳相对方法，即选用pH值已经确定的标准缓冲溶液进行比较而得到欲测溶液的pH值。
为此，pH值通常被定义为其溶液所测电动势与标准溶液的电动势差有关的函数，其关系式为：式中，pHｘ和pHs分别为欲测溶液和标准溶液的pH值；Ex和Es分别为其相应电动势。
该式常称为pH值的应用定义。
二、PH标准缓冲溶液pH缓冲溶液是一种能使pH值保持稳定的溶液。
若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标准缓冲溶液特点：标准溶液的pH值是已知的，并达到规定的精准度。
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。
溶液的制备方法简单三、测量仪器1.pH计的工作原理水的pH值随着所溶解的物质的多少而定，因此pH值能灵敏地指示出水质的变化情况。
pH值的变化对生物的繁殖和生存有很大影响，同时还严重影响活性污泥生化作用，即影响处理效果，污水的pH值一般掌控在6.5～7之间。
水在化学上是中性的，某些水分子自发地依照下式分解：H2O=H++OH—，即分解成氢离子和氢氧根离子。
使用酸度计（溶液pH 值测定）一、电位分析法电位分析法是一种电化学分析法,它包括电位测定法（或称直接电位法）和电位滴定法两种。
电位测定法是通过测量电池电动势来确定待测离子的浓度(严格说是活度)的方法；电位滴定法是通过测量滴定过程中电池电动势的变化来确定终点的滴定方法。
电位分析法具有选择性好、灵敏度高、分析速度快、设备简单、操作方便的特点，因此是一种应用面很广的分析方法。
电位分析法需要使用电极、酸度计、电位滴定仪等仪器设备来完成分析工作。
二、电极电位与溶液浓度的关系电极的电位与其相应离子活度的关系可以用能斯特(Nernst)方程表示。
例如，对于氧化还原体系Ox+ne=Red ，dOx NF RT Re ln ααϕϕθ+= 式中θϕ是标准电极电位；R 是摩尔气体常数〔8.314J ·(mol ·K)-1〕；F 是法拉第常数(96500C ·mol -1)；T 是热力学温度；n 为电极反应时转移电子数；αox 为电极反应平衡时氧化态Ox 的活度，αRed 为电极反应平衡时还原态Red 的活度。
在具体应用能斯特方程时常用浓度代替活度（当离子浓度很小时，活度系数接近1，浓度与活度相近，可将活度近似看作为浓度）；用常用对数代替自然对数，在25℃时，能斯特方程可近似地简化成下式：][Re ][lg 059.0d Ox n +=θϕϕ 式中，[Ox]、[Red]表示电极反应达平衡时氧化态和还原态的物质的量浓度。
如果参与电极反应的组分为气体，则表示以1.01325×105Pa 为基准的气体分压；如果参与电极反应的组分不溶于水，而以纯固体或纯液体的形态出现，其活度为常数，定为1。
例如金属电极的电极反应为：M n+ + ne=M由于还原态为纯金属，因此在25℃时：++=N M c nlg 059.0θϕϕ 可见，电极电位ϕ与离子浓度的对数成线性关系。
测出电极电位，就可以确定出离子浓度（严格说是活度）。
实验1 电位法测定水溶液的pH值一、实验目的1．掌握用玻璃电极测量溶液pH值的基本原理和测量技术；2．学会怎样测定玻璃电极的响应斜率，进一步加深对玻璃电极响应特性的了解。
二、方法原理以玻璃电极作指示电极，饱和甘汞电极作参比电极，用电位法测量溶液的pH值，组成测量电池的图解表示式为：电池的电动势等于各相界电位的代数和。
即，其中为试液与饱和氯化钾溶液之间的液接电位E j，于是当测量体系确定后，式中E(电池)、E(Ag,AgCl)及E j均为常数，而合并常数项，电动势可表示为：其中0.059为玻璃电极在25℃的理论响应斜率。
由于玻璃电极常数项，或说电池的“常数”电位值无法准确确定，故实际中测量pH值的方法是采用相对方法。
即选用pH值已经确定的标准缓冲溶液进行比较而得到欲测溶液的pH值。
为此，pH值通常被定义为其溶液所测电动势与标准溶液的电动势差有关的函数，其关系式是： (1)式中pH x和pH s分别为欲测溶液和标准溶液的pH值，E x和E s分别为其相应电动势。
该式常称为pH值的实用定义。
测定pH用的仪器－pH电位计是按上述原理设计制成的。
例如在25℃时，pH计设计为单位pH变化58mV。
若玻璃电极在实际测量中响应斜率不符合58mV的理论值，这时仍用一个标准pH缓冲溶液校准pH计，就会因电极响应斜率与仪器不一致引入测量误差。
为了提高测量的准确度，需用双标准pH缓冲溶液法将pH计的单位pH的电位变化与电极的电位变化校为一致。
当用双标准pH缓冲溶液法时，电位计的单位pH变化率S可校定为： (2)式中pH(s,1)和pH(s,2)分别为标准pH缓冲溶液1和2的pH值，E(s,1)和E(s,2)分别为其电动势。
代入（1）式，得：从而消除了电极响应斜率与仪器原设计值不一致引入的误差。
显然，标准缓冲溶液的pH值是否准确可靠，是准确测量pH值的关键。
目前，我国所建立的pH标准溶液体系有7个缓冲溶液，它们在0～95℃的标准pH值可查阅相关文献。
实验一电位法测定水的PH值一、实验目的1、学习电位法测定溶液PH值的原理2、掌握用PHS-3型酸度计测定PH值的方法。
二、概述在日常生活和工业生产中，水是不可缺少的。
水质有一定标准，要进行检验。
PH值测量是检验项目之一。
因为大部分水含有碳酸盐和碳酸氢盐，所以呈微碱性。
含强酸性或强碱性的工业废水不属此例。
根据卫生部颁布的生活饮水水质标准，PH要求为6.5-8.5。
工业给水水靠岸标准根据具体工艺而定。
例如，电子工业中晶体原材料制造、零件处理、管芯清洗、试剂配制等都需要使用中性的高纯水。
PH值的测量可用比色法或电位法。
前者简便、经济。
但是如果被测的是工业废水、污泥或其它试液，它们常常是有颜色或混浊的，有时还含有游离氯、高盐、胶体、各种氧化剂或还原剂等，不宜用比色法，可采用电位法。
用电位法测定，除在PH较高时，玻璃电极有碱误差以外，不受高盐量、游离氯，胶体、氧化剂或还原剂等的干拢，也几乎不受色度、浊度的影响，准确度较高。
三、仪器和试剂仪器：PHS-3型酸度计、玻璃电极和饱和甘汞电极、铁芯搅棒数个、50ml烧杯6。
试剂：PH大约为4、7、9的标准缓冲溶液，可用袋装的标准缓冲溶液试剂直接配制，也可按下述方法配制：PH=4.01标准缓冲溶液称取10.12g邻苯二甲酸氢钾，用重蒸馏水在1升容量瓶中配制。
PH=6.87标准缓冲溶液将磷酸二氢钾与磷酸氢二钠在110~130℃烘干2小时，冷却至室温，分别称取3.39和3.53g，不含二氧化碳的蒸馏水在1升容量瓶中配制。
PH=9.18标准缓冲深夜称取3.80g含水的硼砂用不含二氧化碳的重蒸馏水在1升容量瓶中配制。
配制好的标准缓冲溶液贮存在硬玻璃瓶或聚乙烯塑料瓶中。
水样、天然水、去离子水和污水。
四、实验步骤（一）pH计的校准1、将玻璃电极和甘汞电极用蒸馏水洗净，接入仪器。
打开电源开关，旋转“pH/mV”按纽，使仪器进入pH测量状态。
2、调节“温度”按纽，设置仪器温度为溶液温度或室内温度。
电位法测定水溶液的pH直接电位法是直接由能斯特方程中的电位与离子活度的关系，通过测定电位来确定溶液中被测离子的活度（或浓度）的方法。
一、实验目的熟悉pH 计（电位计）、仪器使用方法，掌握pH 测量方法。
二、p Ｈ测量原理将玻璃电极（指示电极）和饱和甘汞电极（参比电极），插入到试液溶液中组成工作电池，该电池可以表示为Ag ，AgCl | HCl| 玻璃膜|试液溶液‖KCl （饱和溶液）| Hg 2Cl 2（固），Hg电池电动势为E=甘汞―玻璃 + 液接=（Hg 2Cl 2/Hg ）―[（AgCl/Ag ）+膜 ]+液接=（Hg 2Cl 2/Hg ）―（AgCl/Ag ）―K ―2.303RT / F lg α（H ）+ 液接将常数项合并，则E = K ’+ （2.303 RT /F ）pH25℃时：E = K ’+ 0.059 VpH在测定条件下，参比电极（饱和甘汞电极）、内参比电极（Ag-AgCl 电极）、不对称电位及液接电位都是常数，故合并在一起用新常数K 表示。
由上式可见，电池电动势与试液的pH 成线性关系。
由于上式中包含了难于确定的不对称电位和液接电位，因此不能由上式直接计算试液的pH 。
在实际工作中，需要将已知pH 的标准缓冲溶液作为基准，采用比较法来确定待测溶液的pH 。
设有两种溶液，分别为已知pH 的标准缓冲溶液s 和待测pH 的试液x 。
测定各自的电动势为： 2.303 2.303''s s s x x x RT RT E K pH E K pH F F=+=+ 若测定条件完全一致,则K s ’=K x ’, 两式相减得()2.303x s x s E E F pH pH RT-=+ 式中pHs 为已知，实验测量出Es 和Ex 后，即可以由上式计算出试液的pHx 。
由于上式是通过以标准缓冲溶液的pH 为基准，进行实际测定得出的水溶液pH ，ICPAC 推荐上式作为pH 的实用定义（也有称为pH 标度的）。
