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1 適用范圍
1.1 本法適用于飲用水、地面水及工業廢水pH值的測定。
1.2 水的顏色、濁度、膠體物質、氧化劑、還原劑及高含鹽量均不干擾測定;但在pH<1的強酸性溶液中,會有所謂“酸誤差”,可按酸度測定;在pH>10的堿性溶液中,因有大量鈉離子存在,產生誤差,使讀數偏低,通常稱為“鈉差”。消除“鈉差”的方法,除了使用特制的“低鈉差”電極外,還可似選用與被測溶液的pH值相近似的標準緩沖溶液對儀器進行校正。
溫度影響電極的電位和水的電離平衡。須注意調節儀器的補償裝置與溶液的溫度一致,并使被測樣品與校正儀器用的標準緩沖溶液溫度誤差在±1℃之內
2 定義
pH是從操作上定義的。對于溶液x,測出伽伐尼電池參比電極1KC1濃溶液H溶液×|H2|pt的電動勢EX。將朱知pH(X)的溶液X換成標準pH溶液S,同樣測出電池的電動勢ES,則
pH(X)=pH(S)+(Es—Ex)F/(RTIn10) 因此,所定義的pH是無量綱的量。pH沒有理論上的意義,其定義為一種實用定義。但是在物質的量濃度小于0.1mo1.dm-3的稀薄水溶液有限范圍,既非強酸性又非強堿性(Z<pH<12)時,則根據定義有
pH=-Log10[C(H+)y/(mo1.dm3)]±0.02 式中C((H+)代表氫離子H+的物質的量濃度,y代表溶液中典型1,—1價電解質的活度系數。
3 原理
pH值由測量電池的電動勢而得。該電池通常由飽和甘汞電極為參比電極,玻璃電極為指示電極所組成。在25℃,溶液中每變化1個pH單位,電位差改變為59.16毫伏,據此在儀器上直接以pH的讀數表示。溫度差異在儀器上有補償裝置
4 試劑
4.1 標準緩沖溶液(簡稱標準溶液)的配制方法
4.1.1 試劑和蒸餾水的質量
4.1.1.1 在分析中,除非另作說明,均要求使用分析純或優級純試劑,購買經中國計量科學研究院檢定合格的袋裝pH標準物質時,可參照說明書使用。
4.1.1.2 配制標準溶液所用的蒸餾水應符合下列要求:煮沸并冷卻、電導率小于2×10-6S/cm的蒸餾水,其pH以6.7~7.3之間為宜。
4.1.2 測量pH時,按水樣呈酸性,中性和堿性三種可能,常配制以下三種標準溶液:
4.1.2.1 pH標準溶液用(pH4.008 25℃
稱取先在110~130℃干燥2~3小時的鄰苯二甲醉氫鉀(KHC8H4O4)10.12克,溶于水并在容量瓶中稀釋至1升。 4.1.2.2 pH標準溶濃乙(pH6.865 25℃) 分別稱取先在110~130℃干燥2~3小時的磷酸二氫鉀(KH2PO4)3.388克和磷酸氫二鈉(Na2HPO4)3.533克,溶于水并在容量瓶中稀釋至1升。
4.1.2.3 pH標準溶液丙(pH9.180 25℃)
為了使晶體具有一定的組成,應稱取與飽和溴化鈉(或氯化鈉加蔗糖溶濃(室溫)共同放置在干燥器中平衡兩晝夜的硼砂(Na2B4O7.10H2O)3.80g,溶于水并在容量瓶中稀釋1L。
4.2 當被測樣品pH值過高或過低時,應參考表1配制與其pH值相近似的標淮溶液校正儀器。
4.3 標準溶濃的保存
4.3.1 標準溶液要在聚乙稀瓶中密閉保存。 4.3.2 在室溫條件下標準溶濃一般以保存1~2個月為宜,當發現有渾濁、發霉或沉淀現象時,不能繼續使用。
4.3.3 在4℃冰箱內存放,且用過的標準溶濃不允許再倒回去,這樣可延長使用期限。 4.4 標準溶濃的pH值隨溫度孿化而稍有差異。一些常用標準溶液的pH(S)值見表2
表1 pH標準溶液的制備*
標準溶液 | 25℃的pH | 每1000ml25℃水溶液 |
(溶質的質量mol濃度,molkg—1) | | 所需藥品重量 |
基本標準 | 3.557 | 6.4g KHC4H4O8① |
酒石酸氫鉀(25℃飽和) | 3.776 | 11.4g KH2C6H5o7 |
0.05m檸檬酸二氫鉀 | 4.028 | 10.1g KHC8H4o4 |
0.05m鄰苯二甲酸氫鉀 | 6.865 | 3.388g KH2Po4+ |
0.025m磷酸二氫鉀+ | 7.413 | 3.533g Na2HPO4②③ |
0.025m磷酸氫二鈉 | 9.18 | 1.179g KH2PO4②③ |
0.008695m磷酸二氫鉀+ | 10.012 | 4.392g Na2HPO4 |
0.03043m磷酸氫二鈉 | | 3.80g Na2B4O7 lOH4o③ |
0.01m硼砂 | 1.679 | 2.092g NaHCO3+ |
0.025m碳酸氫鈉+ | 12.454 | 2.640g Na3CO3 |
0.025碳酸鈉 | | |
輔助標準 | | 12.61g KH2C4O82H2O④ |
0.05四草酸鉀 | | 1.5gCa(OH)2① |
氫氧化鈣(25℃飽和) | | |
T/C | A | B | C | D | E |
0 | | 4.003 | 6.984 | 7.534 | 9.464 |
5 | | 3.999 | 6.951 | 7.5 | 9.395 |
10 | | 3.998 | 6.923 | 7.472 | 9.332 |
15 | | 3.999 | 6.9 | 7.448 | 9.276 |
20 | 3.56 | 4.002 | 6.881 | 7.429 | 9.225 |
25 | 3.55 | 4.008 | 6.865 | 7.413 | 9.18 |
30 | 3.55 | 4.015 | 6.853 | 7.4 | 9.139 |
35 | 3.55 | 4.024 | 6.844 | 7.389 | 9.102 |
38 | 3.55 | 4.03 | 6.84 | 7.384 | 9.081 |
40 | 3.55 | 4.035 | 6.838 | 7.38 | 9.068 |
45 | 3.54 | 4.047 | 6.834 | 7.373 | 9.038 |
50 | 3.55 | 4.06 | 6.833 | 7.367 | 9.011 |
55 | 3.56 | 4.075 | 6.834 | | 8.985 |
60 | 3.58 | 4.091 | 6.836 | | 8.962 |
70 | 3.61 | 4.126 | 6.845 | | 8.921 |
80 | 3.65 | 4.164 | 6.859 | | 8.885 |
90 | 3.67 | 4.205 | 6.877 | | 8.85 |
95 | | 4.227 | 6.886 | | 8.833 |
這些標淮溶液的組成是:
A:酒石酸氫鉀(25℃飽和)
B:鄰苯二甲酸氫鉀,m=0.05nolkg-1
C:磷酸二氫鉀,m=0.025molkg—1 D:磷酸氫二鈉,m=0.025molkg-l
D:磷酸二氫鉀,m=0.008695molkg-1
磷酸氫二鈉,m=0.03043molkg-1
E:硼砂,m=0.01molkg-1 這里m表示溶質的質量摩爾濃度,溶劑是水。
5 儀器
5.1 酸度計或離子濃度計。常規檢驗使用的儀器,至少應當到0.1pH單位,pH范圍從0至14。如有特殊需要,應使用精度更高的儀器。
7 步驟
7.1 儀器校準:操作程序按儀器使用說明書進行。先將水樣與標準溶液調到同一溫度,記錄測定溫度,并將儀器溫渡補償旋紐調至該溫度上。 用標準溶液校正儀器,該標準溶液與水樣pH相差不超過2個pH單位。從標準溶液中取出電極,*沖洗并用濾紙吸干。再將電極浸入第二個標準溶液中,其pH大約與*個標準溶液相差3個pH單位,如果儀器響應的示值與第二個標準溶液的pH(S)值之差大于0.1pH單位,就要檢查儀器、電極或標準溶液是否存在問題。當三者均正常時,方可用于測定樣品。
7.2 樣品測定
測定樣品時,先用蒸餾水認真沖洗電極,再用水樣沖洗,然后將電極浸入樣品中,小心搖動或進行攪拌使其均勻,靜置,待讀數穩定時記下pH值。
pH | 允許差(pH單位) | |
重復性* | 再現性* | |
<6 6—9 | ±0.1 | ±0.2 |
±0.1 | ±0.3 | |
>9 | ±0.2 | ±0.5 |
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