直接电位法测定水溶液PH培训讲学
实验九直接电位法测定溶液的PH值-副本
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。
直接电位法测定水溶液PH
仪器与试剂
• 1.仪器：PHSJ-3F酸度 计，PH复合电极（或 231型PH玻璃电极和饱
和甘汞电极），温度 计，
2.试剂: ①不同PH的未知液A 和B
②PH标准缓冲溶液： PH=4.00，PH=6.86， PH=9.18 各一份
③广泛PH试纸 （PH1~14）
仪器认识
⑤校正完毕后，仪器显示校正系数K，测定要求K值在90％ ~100％之间，如不在，需重新校正。
实操步骤
• 两点校正发即：
• 1.先按“标定” • 2.电极插入PH=6.86标准
缓冲液中
• 3.再按“标定”，显示屏 出现“斜率”
• 4.电极清洗，擦净 • 5.电极插入PH=4.00（或
PH=9.18）标准缓冲液中 • 6.按“确定”，两点校正
电位分析
学习任务
直接电位法
电位滴定法 （自动电位滴定仪）
PH计 （PH值）
PX计 （氟离子）
混合碱，醋酸
直接电位法测定水 溶液PH
实验目的
• 1.学习用直接电位法测定溶液PH的方法和实 验操作。
• 2.学习酸度计的是用方法。
实验原理
• 精确的PH测量都需要用电位法，根据能斯 特公式，用酸度计测量电池电动势来确定 PH。
实操步骤
待 测 液 测 量
待测液测量
实操步骤
• 6。实验结束工作 • 关闭酸度计电源开关，拔出电源插头。取出
PH复合电极用蒸馏水清晰干净后浸泡在电极套中。 取出温度传感器用蒸馏水清洗，再用滤纸吸干外 壁水分，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。
极和温度传感器安装在多功能电极架上， 并按要求搭建实验装置。用蒸馏水冲洗电 极和温度传感器，用滤纸吸干电极外壁水 分。
直接电位法测定溶液的PH
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。
电位法测定水的pH值
三、仪器与试剂
仪器： pHS-3酸度计；复合电极 。 试剂：
pH = 4.00标准缓冲溶液甲 pH = 6.86标准缓冲溶液乙Байду номын сангаасpH = 9.18标准缓冲溶液丙
四、实验步骤
酸度计外观检查： 1.仪器各调节器应能正常调节，各紧固件应无松动。 2. 复合电极中玻璃电极应无裂纹，内参比电极应浸
于溶液内，3M氯化钾溶液应能缓慢渗出。
四、实验步骤
酸度计准确性的检定： 1.按仪器使用方法中测量pH值的步骤调好酸度计。 2.以缓冲液乙定位仪器。 3.测量并记录缓冲液丙的pH值。 4.以缓冲液乙定位仪器。 5.测量并记录缓冲液甲的pH值。
实验步骤
未知水样pH值的测定： 用广范pH试纸初测试液的pH值，选用适
当的定位pH标准缓冲溶液，测出未知水 样的pH值。
根据卫生部颁布的生活饮用水水质标准，pH要 求为6.5～8.5。
基本原理
在25℃时，pH值每改变一个单位，电位差相应
改变59.1mV。通常在电路设计制造时，已 将电位差的变化换算成相应的pH值。这 样，先利用已知pH值的标准缓冲液，对 仪器进行定位，以校正电极的不对称电位， 然后，再对试样进行测定，就可以在数字 显示年屏直接读出pH的数值。
实验十 电位法测定水的pH值 及酸度计主要性能的检验
一、目的要求
1.学习电位法测定溶液pH值的原理。 2.学习检验酸度计主要性能的方法。 3.掌握pHS-3c酸度计的操作技术。 4.掌握用pHS-3c酸度计测定pH值的方法。
基本原理
水质有一定标准，要进行检验。pH值测量是检验 项目之一。
使用酸度计（溶液pH值测定）
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）。
电位法测定水溶液的pH值
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。
直接电位法测溶液的PH 值
碱性，试用磷酸的Ka1,Ka2,Ka3数据给予解释。
答：H3P04 H++H2PO4-Ka1=7.52×10-3
H2PO4- H++HPO42-Ka2=6.23×10-8
HPO4- H++P043-Ka3=2.2×10-13
H2PO4-+H2O H3PO4+OH-
Kh1=KW/Ka1=10-14/7.52×10-3=1.33×10-12
四、注意事项
1.酸和碱不同的溶液应分为两台仪器测量。
2.电极在测量前要彻底冲洗干净，以免留有残液.
3.小心轻放，玻璃球易碎。
4.转动各旋钮时，不要用力太大。
5.测量完毕，洗净电极头部，罩好仪器。
五、实验习题
1.影响盐类水解的因素有那些？来自验室如何配置CuSO4和FeCl3溶液？
答：影响盐类水解的因素主要有温度，浓度以及溶液的酸碱性。
答：缓冲溶液的PH值＝pKa-lg(Ca/Cs)，欲配置pH=4.8,Cs=1mol/L的缓冲溶液，要选择醋酸和醋酸的盐溶液
又pKa（HAc）=4.75 lg(Ca/Cs)=-0.5
Ca/Ca=0.316 Ca=0.316mol/L
即应选择浓度为0.316mol/l的HAc溶液。
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三、酸度计的使用
酸度计，也称pH计，是用来测量溶液pH值的仪器。实验室常用的酸度计有雷磁25型、pHs—2C型等。它们的原理相同，结构略有差异。它除了测量溶液的酸度外，还可以测量电池电动势。
（一）PHS—2C型酸度计的使用
1.安装：将电源的插头小心插到电源插口内，将复合电极的插头插到电极插口内，并夹在电极夹子上。
电位法测定水的PH值
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
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）。
电位法测量水溶液的pH
主要发现和结论
总结词
响应速度快
详细描述
电位法测量水溶液的pH响应速度快，电极可以在较短的时间内达到稳定状态，迅速准 确地反映水溶液的pH值。这对于某些需要快速测量的应用场景尤为重要，如工业废水
处理、生物反应过程等。
对未来研究的建议
深入研究不同类型电极的性能和适用范围，以提高电位法测量水溶液pH的准确性和 稳定性。
探索新型的校准方法和数据处理技术，以进一步减小测量误差，提高测量精度。
将电位法与其他技术手段相结合，以拓展其在不同领域的应用范围，如环境监测、 食品分析、生物医学研究等。
谢谢
THANKS
06 结论
CHAPTER
主要发现和结论
总结词：准确度高
详细描述：电位法测量水溶液的pH具有较高的准确度，能够较为准确地反映水 溶液的酸碱度。通过使用适当的电极和校准方法，可以减小测量误差，提高测量 的准确性。
主要发现和结论
总结词：操作简便
详细描述：电位法测量水溶液的pH操作简便，只需要将电极浸入待测水溶液中，等待一定的稳定时间 后，即可读取pH值。与传统的滴定法相比，电位法省去了繁琐的滴定操作和化学试剂的使用，更加方 便快捷。
参比电极是一种稳定的电极， 其电位可以作为比较的标准。
通过比较指示电极和参比电极 的电位，可以计算出溶液的pH 值。
电位法测量pH的优势和局限性
优势
电位法测量pH具有较高的精度和 灵敏度，能够快速响应pH变化， 适用于多种类型的溶液和环境条 件。
局限性
电位法测量pH需要使用特殊的电 极和电解质，可能受到电极污染 和老化等因素的影响，需要定期 校准和维护。
CHAPTER
实验结果展示
实验数据记录
电位法测定溶液的ph值的原理
电位法测定溶液的ph值的原理1. 什么是电位法？电位法？简单来说，就是通过测量电压来确定溶液的 pH 值。
听起来是不是有点复杂？别担心，咱们慢慢来，解释得清楚明了。
1.1 电位法的基本概念电位法是利用电极的电位变化来测量溶液的酸碱度。
酸碱度，也就是我们说的 pH 值，实际上是溶液中氢离子的浓度。
电位法就是通过测量电极上的电压变化来推测这些氢离子的浓度，从而得到 pH 值。
1.2 电极的作用电极在电位法中扮演了关键角色。
你可以把电极想象成一位“电量探测器”，它能感觉到溶液中的电压变化。
最常见的就是玻璃电极和参比电极。
玻璃电极用来感应溶液的氢离子浓度，而参比电极则保持一个稳定的电位作为对比。
2. 如何测量 pH 值？测量 pH 值的过程其实蛮简单的，主要分为以下几个步骤。
2.1 准备电极首先，要保证你的电极状态良好。
电极像是精密仪器，需要清洗干净，保持在正确的存储液中。
这样，它才能准确测量溶液中的 pH 值。
用过的电极一定要用纯水冲洗，不然会影响测量结果哦。
2.2 测量步骤然后，把电极放进待测溶液中，待它的电位稳定后，仪器会显示出pH 值。
这时候，我们可以记录下这个值了。
一般来说，仪器会给出一个电压值，仪器内部会把这个电压值转换成 pH 值展示出来。
3. 为什么电位法这么重要？电位法测 pH 值有很多优点，比如准确、快捷，适合各种实验室使用。
我们可以在很多领域中见到它的身影，比如化学分析、环境监测以及制药工业。
3.1 实验室中的应用在化学实验中，我们需要精确地知道溶液的 pH 值。
电位法能够迅速给出准确的结果，帮我们节省大量时间，让实验更高效。
比如说，当我们需要调节一个溶液的酸碱度时，电位法能让我们快速知道调节的效果如何。
3.2 其他领域的应用此外，环境监测中，电位法也常常派上用场。
我们可以用它来检测水体的酸碱度，这对保护环境非常重要。
而在制药工业中，确保药品的 pH 值在合适的范围也是至关重要的，这直接关系到药品的质量和效果。
直接电位法测溶液的pH
称取0.340g磷酸二氢钾和0.355g磷酸氢二钠,加少量水溶解后，于100mL容量瓶定容。
称取0.381g硼砂，加少量水溶解后，于100 mL容量瓶定容。
安装电极，启动仪器，调整零点。
用配制的标准缓冲溶液进行定位调节。
测定结束后，放开读数开关，取出电极，冲洗干净，妥善保管。最后关闭电源。
③以NaAc溶液代替HAc溶液，测定NaAc溶液的pH。
(5)结束实验
数据记录
将实验中测得的数据填入表中。
物质
项目
标准缓冲溶液
被测溶液
酸性
中性
碱性
HAc
KCl
NaAc
温度/℃
pH
作业：实验报告
测定溶液pH，常用玻璃电极作指示电极，以饱和甘汞电极作参比电极，与待测溶液组成工作电池。实验中用已知pH的标准缓冲溶液对酸度计进行校准（即定位），然后再把这套电极浸入待测溶液中，测出溶液的pH。
注意事项：
(1)新使用的玻璃电极用前应浸泡在蒸馏水中活化48ｈ。玻璃电极的球泡部位壁很薄，使用时应倍加保护。
(2)待测溶液应与标准缓冲溶液处于同一温度，否则需重新进行温度补偿和校正调节。
(3)在按下读数开关时，如发现指针严重甩动，应立即放开读数开关，检查分档开关位置及其他调节器是否适当，电极是否浸入液面下等，若因被测讯号较强而发生这一现象，则应调节分档开关使指针在刻度以内。
(4)每次更换待测溶液，都必须将电极洗净、拭干，以免影响测定结果的准确性。
(5)测量完毕时，必须先放开读数开关，再移去溶液，以免指针甩动过大，损坏仪器或影响测量准确度。
思考题：
(1)采用定位法校准仪器时，应该用哪种标准缓冲溶液定位?为什么?
电位分析法之饮用水中pH值测定介绍课件
目录
01. 电 位 分 析 法 简 介 02. 饮 用 水 中 p H 值 测 定 03. 电 位 分 析 法 在 饮 用 水 p H
值测定中的应用
04. 电 位 分 析 法 在 饮 用 水 p H
值测定中的注意事项
原理
电位分析法是一种 通过测量溶液中离 子浓度的变化来测 定pH值的方法。
数据处理
1
2
3
4
采集数据：使用电位分 析法测量饮用水的pH
值
数据处理：将采集到的 数据进行处理，包括去 除异常值、平滑处理等
数据可视化：将分析结 果以图表的形式展示，
如折线图、柱状图等
数据分析：对处理后的 数据进行分析，包括计
算平均值、标准差等
结果讨论
电位分析法在饮用水 pH值测定中的准确 1 性和可靠性
实验步骤
准备实验仪器和试剂：pH计、 电极、标准缓冲液等
取样：采集饮用水样品
记录数据：记录样品的pH值 和温度等参数
处理结果：根据分析结果，判 断是否需要对饮用水进行处理
校准pH计：使用标准缓冲液 进行校准
测定pH值：将电极插入样品 中，读取pH值
分析数据：根据测定结果，分 析饮用水的pH值是否符合标准
检测等
化学分析：酸碱 滴定、氧化还原
反应等
能源领域：电池、 燃料电池等
生物医学：细胞 膜电位、离子通
道研究等
材料科学：电化 学腐蚀、电镀等
环境监测：大气、 土壤、噪声等
优缺点
01
优点：操作简便，快速 准确，适用于现场检测
02
缺点：需要定期校准， 受温度影响较大，不适 用于高浓度样品的测定
水的PH测定(直接电位法)
水的PH 测定（直接电位法）
一、 目的
1、了解电位法测水的PH 值原理方法；
2、学习酸度计的使用方法。
二、原理
电池组成：指示电极（PH 玻璃膜电极）‖参比电极（SCE ） 即电池组成：Ag ，AgCl │HCl （0.1M ）│玻璃膜│试液(a H+=?)‖KCl(饱和) │Hg 2Cl 2,Hg
在一定条件下,测得的E 与PH 呈直线函数关系：
E = K ˊ+0.059PH (25℃)
由于式中K ˊ包括内参ϕ，外参ϕ，不对称ϕ，L ϕ及与膜性质有关的k ；而
不对称ϕ，L ϕ难以确定，因此不能直接从E —→PH 。
在实际中，用已知PH 的标准缓冲溶液作基准校正酸度计后，再测PH 试。
校正时，应选用与待测溶液PH 接近的标缓，以减少在测量中
可能由于不对称ϕ、L ϕ及温度变化引来的误差。
（两种标缓：PH 1=6.90，PH 2=9.29）
三、 仪器、试剂
PHSJ —4型PH 计，PHSJ —4A 型PH 计；标准缓冲溶液，自来水，复合pH 电极等。
四、步骤（具体参照说明书）
简要步骤为：开机预热后，首先将复合pH 电极固定好，清洗电极并用滤纸吸干；再用标准缓冲溶液淌洗电极于塑料烧杯1～2次，吸
干后用两种标准溶液按“说明书”分别“设置”温度、分辨率等；再用两种标准溶液进行标定；最后再水样冲洗电极和塑料烧杯6～8次后测定自来水的pH值。
五、记录
1.两种标准缓冲溶液的pH值：
2．自来水的pH值：。
项目六直接电位法测定溶液pH
C. 转移的电子数
D. 大气压
二.指示电极
定义：电极电位随溶液中被测离子的浓度（活度）
变化而改变的电极（ 与C有关）
1、金属-金属离子电极（属于第一类电极） 应用：测定金属离子 例：Ag︱Ag+ Ag+ + e → Ag
0.059lga Ag
2、金属-金属难溶盐电极（属于第二类电极） 应用：测定阴离子 例：Ag︱AgCl︱Cl-
调节“▲”或“▼”，将温度调节到溶液温度。 将电极和温度传感器浸入pH接近7的标准缓冲溶液中，
振摇试杯，按“校正”钮，仪器显示标液pH 将电极和温度传感器浸入最接近待测液pH的标准缓冲液
中，按“校正”钮，进行第二次校正，振摇试杯， 仪器 显示第二种标准缓冲溶液的pH 电极和温度传感器浸入待测液中，轻摇试杯，待仪器读 数稳定后，读取待测溶液的pH
待测试液
pH X
pH S
EX - ES 0.0592
测定pH操作步骤
使用前准备 开机预热 电极检查与处理 连接电极，装置组装 调节温度、量程选择（pH）
校正酸度计（二点校正） 先定位后调斜率
测定试液pH
小结
1、了解酸度计（结构和使用方法） 2、水pH测定 3、pH标准缓冲溶液 4、测定pH原理
3、汞电极（属于第三类电极）
应用：金属离子的电位滴定 4、惰性电极（零类电极) 应用：测定氧化型、还原型浓度或比值 例：Pt︱Fe3+ (aFe3+)，Fe2+ (aFe2+)
Fe3+ + e → Fe2+
5、pH玻璃电极（离子选择性电极）
定义：通过电极上的薄膜对（H+） 离子有选择的电位响应
电位法测量水溶液的pH
E电池=K’+0.0592pH
• 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
pHx=pHS+(Ex-ES)/0.0592
用标准缓冲液来校正酸度计（即进行“定位”后， 才可在相同条件下测量溶液pH。酸度计上的pH示
值按pH实用定义中△E/0.0592 分度，此分度值只
明外，一般应称取5g样品（称准至0.01g）用无 C后O再2的进水行溶测液量并。稀释至100mL；配成试样溶液，然
• ④注意用电安全，合理处理、排放实验废液。
.
六、数据处理：
• 分别计算各试液pH的平均值。
.
七、思考题
• ① pH玻璃电极对溶液中氢离子活度的响应，在酸
度计上显示的pH值与氢离子活度之间有何定量关 系？
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pH。
.
三、仪器和试剂：
（1）主要仪器：
仪器名S-3C
pH复合电极 1 型号：E-201-C Q9
实验1 电位法测量水溶液pH
.
一、实验目的： ① 学习用直接电位法测定溶液pH的方法和实验 操作。 ② 学习酸度计的使用方法。
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测量都需要用电位法， 这就是根据能斯特公式，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。
直接电位法测定溶液的pH值
1．了解pH计的基本构造、性能及一般检定方法； 2．掌握直接电位法测定溶液pH的原理； 3．掌握用pH计测定溶液pH的操作方法。
【实验原理】
直接电位法测定溶液的pH，常选用玻璃电极为指示电极， 饱和甘汞电极作参比电极，浸入待测溶液中组成原电池，测定 其电动势（E），根据能斯特方程式计算溶液的pH：
F
经过温度补偿和定ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ校正后的pH计就可以用来
测定待测溶液的pH。
【仪器与试剂】
1．主要仪器：
pH计，玻璃电极，饱和甘汞电极，塑料烧杯，
2．试剂：
邻苯二甲酸氢钾标准缓冲液（pH 4.0），磷酸盐标准缓 冲液（pH 6.8 ），磷酸盐标准缓冲液（pH 7.4 ），硼砂标准 缓冲液（pH 9.2 ），葡萄糖氯化钠注射液，碳酸氢钠注射液， 注射用水。
【实验步骤】
1、酸度计的使用：
☺ 电极部分： 玻璃电极：指示电极（ pH一定的内充液） 甘汞电极： 参比电极（银-氯化银）
☺ 电计部分： 电源指示灯 温度补偿器： pH转变为mV与温度相关（25℃） 定位调节器：零电位有一定误差（pH=） 功能选择器：测定功能（pH，mV） 量程选择器：测量范围（7～0，7～14）
原电池表示为：（-）GE︱被测溶液‖SCE（+）
其电池电动势为：
EX=E+ - E- = ESCE – ECE
2.303RT
ESCE (KGE
F
pHX )
K
2.303RT F
pHX
K 0.0592pHX
【实验原理】
K= ESCE – ECE ，K受一些因素的影响，既不能准确测定， 又不易由理论计算求得。故采用两次测量法测定溶液pH以消 除K。其方法原理是：
电位法测定水溶液的pH
1 / 2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）。
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实操步骤
待 测 液 测 量
待测液测量
，拔出电源插头。取出
PH复合电极用蒸馏水清晰干净后浸泡在电极套中。 取出温度传感器用蒸馏水清洗，再用滤纸吸干外 壁水分，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。
标准缓冲液
实操步骤
• 仪器部件的认知
实操步骤
• 仪器部件认知
实操步骤
仪器认识
实操步骤 插上电源 开启开装关上电极装夹上P拔H复下合电电极电极帽极并帽取下胶塞
安装电极杆
• 仪器的安装
实操步骤
• 2.酸度计使用前准备 • 接通酸度计电源，预热20min • 3.电极处理和安装 • 将在3mol·L¯¹KCL中浸泡活化8h的复合电
⑤校正完毕后，仪器显示校正系数K，测定要求K值在90％ ~100％之间，如不在，需重新校正。
实操步骤
• 两点校正发即：
• 1.先按“标定”
• 2.电极插入PH=6.86标准 缓冲液中
• 3.再按“标定”，显示屏 出现“斜率”
• 4.电极清洗，擦净
• 5.电极插入PH=4.00（或 PH=9.18）标准缓冲液中
氢钾5.11g,用无CO2水溶解并稀释至500mL。贮于 用所配溶液荡洗过的聚艺烯试剂瓶中，贴上标签。 • ②PH=6.86：称取已于（120±10℃）下干燥过2h 的磷酸二氢钾1.70g和磷酸氢二钠1.78g，用无CO2 的水溶解并稀释至500mL。贮于用所配溶液荡洗 过的聚乙烯试剂瓶中，贴上标签。 • ③PH=9.18:称取1.91g四硼酸钠，用无CO2水溶解 并稀释至500mL,贮于用所配溶液荡洗过的聚乙烯 试剂瓶中，贴上标签。
实操步骤
结束实验
注意事项
• ①酸度计的输入端必须保持干燥清洁。在环境湿 度较高的场所使用时，应将电极插座盒电极引线 用干净纱布擦干。读数时电极引入导线和溶液应 保持静止，否则会引起读数不稳定。
• ②标准缓冲溶液配制要准确无误，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值，除特殊说 明外，一般应称取5g样品（称准至0.01g）用无 CO2水溶解并稀释至100mL，配成式样溶液再测 定。
• ④注意用电安全，合理处理、排放实验废液。
数据处理
• 分别计算各试液PH的平均值
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极和温度传感器安装在多功能电极架上， 并按要求搭建实验装置。用蒸馏水冲洗电 极和温度传感器，用滤纸吸干电极外壁水 分。
实操步骤
实操步骤
• 当按“仪温度器”键安，在装按完所需毕输入后的温，度就数字要如“调21整℃“，最温后“度确认””，即用温 度便完计成温测度设出置。室温，使仪器显示屏上温度与室温一致。
• 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。
实操步骤
• ③“校准”钮，手动“定位”，使仪器显示值为此温度下 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，并用滤纸吸干外壁水。
④另取一洁净试杯，用另一种待测试液（A）PH（可用PH 试纸预先测试)相接近的标准缓冲溶液荡洗三次后，倒入50mL 左右该标准缓冲溶液。将电极插入溶液中，小心轻摇标准缓 冲溶液，致使电极平衡。按“校准”钮，进行手动调“斜 率”，将PH值调至溶液温度下的PH。按“校准”钮进行第二 次校准，按“确认”，待仪器读数稳定后，再按“确认”。 将PH值调至溶液温度下的PH，再按“确认”。
直接电位法测定水溶液PH
直接电位法测定水 溶液PH
实验目的
• 1.学习用直接电位法测定溶液PH的方法和实 验操作。
• 2.学习酸度计的是用方法。
实验原理
• 精确的PH测量都需要用电位法，根据能斯 特公式，用酸度计测量电池电动势来确定 PH。
• E电池=K’+0.0592PH
仪器与试剂
• 1.仪器：PHSJ-3F酸度 计，PH复合电极（或 231型PH玻璃电极和饱
• 6.按“确定”，两点校正 完成。
实操步骤
按“标电定极”插键按入“P标H=定清6.8”洗6标键电准极缓冲液中 插入PH=9,18或4.00标准缓冲液中
按“确认”键
实操步骤
• 5.测量待测试液的PH值 • ①移去标准缓冲液，清洗电极，并用滤纸吸干电
极外壁水。取一洁净试杯，用待测试液A荡洗三 次后倒入50mL左右试液。（注意！待测试液温 度应于标准缓冲液温度相同或接近。若温度差别 大，则应待温度相近时再测）
清洗电极
实操步骤 用滤纸擦拭电极外壁
用滤纸吸干电极底部的水
实操步骤
• 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值。 平行测定两次，并记录。
• ③按步骤4、5测量另一未知液B的PH（注意！若A和 B的PH值相差大于3个PH单位，则酸度计必须重新再 用另一与未知液（B）PH相近的PH标准缓冲液按4中 ③、④步骤进行校正，若相差小于3个PH值，一般 可以不用校正
实操步骤
• 4.校准酸度计（二点校正法)
• (两点校正法是先用一种接近PH7的标准缓冲溶液“定位”，再用另一 种接近被测溶液PH的标准缓冲液调节“斜率”调节器，使仪器显示值 与第二种标准缓冲液的PH相同（此时不动定位调节器）。经过校正后 的仪器就可以直接测量被测试液）
•
• ①将选择开关置“PH”位置，取一洁净塑料试杯 （或100mL烧杯）用PH=6.86（25℃）的标准缓冲 溶液荡洗三次，倒入50mL左右该标准缓冲溶液。 用温度计测量标准缓冲溶液温度，调节“温度” 调节器，使指示的温度刻度为所测得的温度。
和甘汞电极），温度 计，
2.试剂: ①不同PH的未知液A 和B
②PH标准缓冲溶液： PH=4.00，PH=6.86， PH=9.18 各一份
③广泛PH试纸 （PH1~14）
仪器认识
单体
整体
ZD-2自动电位滴 定仪
实操步骤
• 1.标准缓冲溶液配置 • ①PH=4.00：称取在110℃下干燥过1h的苯二甲酸