电位法测定溶液的pH值
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。
电位法测定溶液的pH值
七、结果与分析
1、数据记录
VNaOH
(mL) V-15.00 V-5.00 V-3.00 V-1.00 V-0.50 V-0.30 V-0.10
pH值 VNaOH
(mL)
V
V+0.10
V+0.30
V+0.50
V+1.00
V+2.00
定曲线，通过作图法便可求出化学计量点时的
pH值和VNaOH，把得到的pH值与理论计算的及
根据指示剂颜色变化得到的进行比较。
酸度计的工作原理
酸度计测量pH，是在待测溶液中插入一复合电 极构成原电池，并接上精密电位计，即可测量该 电池的电动势。由于待测溶液的pH不同，所产 生的电动势也不同，因此，用酸度计测量溶液的 电动势，即可测得待测溶液的pH。酸度计是一 种电化学测量仪器，除了主要用于测量水溶液的 pH外，还可用于测量电极电位。
检漏：检查滴定管是否漏水时，可将滴定管内装水至“0”刻度
左右，并将滴定管夹在管架上，放置1至2分钟，若滴定管刻度
不变，则说明滴定管不漏。 洗涤：自来水冲洗，蒸馏水精洗；留有水膜，不挂水珠 排气泡：务必排净。将碱式滴定管倾斜
约45°，把橡皮管向上弯曲，捏起乳胶
管使溶液从管口喷出，即可排除气泡。
滴定：将滴定管下端插入烧杯口内约1cm处，再进行 滴定。用左手的拇指与食指捏住玻璃珠外侧的乳胶管 向外捏，形成一条缝隙，溶液即可流出。但要注意不 能使玻璃珠上下移动，更不能捏玻璃珠下部的乳胶管 以免产生气泡。 烧杯的搅拌：用烧杯滴定，则右手持玻璃 棒作圆周搅拌溶液，注意玻璃棒不要碰 到杯壁和杯底。 读数：读数前，滴定管应 垂直静置1 min。读数时， 管内壁应无液珠，管出口 的尖嘴内应无气泡，尖嘴 外应不挂液滴，否则读数 不准。
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）。
测量ph值的方法
测量ph值的方法pH值是衡量溶液酸碱性的重要指标，它对于许多领域的研究和应用都具有重要意义。
如何准确地测量pH值，是实验室工作中的一项基本技能。
本文将介绍几种测量pH值的方法，包括电位法、指示剂法、电极法等。
一、电位法电位法是测量pH值的常用方法之一，它利用电极的电势变化来测量溶液中的氢离子浓度。
电位法的原理是：当电极与溶液接触时，电极表面会与溶液中的氢离子产生反应，使得电极表面的电位发生变化。
根据电极电位变化的大小，可以计算出溶液中的氢离子浓度，从而得到pH值。
电位法的优点是精度高、灵敏度好，可以测量非常小的pH值变化。
但是电位法也有其缺点，比如需要较长时间的稳定时间，以及对电极的维护和校准要求较高等。
二、指示剂法指示剂法是一种简单而常用的测量pH值的方法。
它利用指示剂的颜色变化来判断溶液的酸碱性。
指示剂是一种有机物质，它的颜色会随着溶液中氢离子浓度的变化而发生改变。
通常使用的指示剂有酚酞、甲基橙、溴酚蓝等。
指示剂法的优点是简单易行，不需要特殊的仪器设备，而且可以在短时间内获得较准确的pH值。
但是指示剂法的缺点也很明显，它对于溶液的颜色变化的判断需要一定的经验和技巧，而且不适用于测量极小或极大的pH值。
三、电极法电极法是一种比较精确的测量pH值的方法，它利用玻璃电极的响应来测量溶液中的氢离子浓度。
玻璃电极是一种特殊的电极，它的内部涂有一层玻璃膜，可以与溶液中的氢离子进行反应，从而产生电势变化。
电极法的优点是精度高、稳定性好，可以测量非常小的pH值变化，而且对于不同的溶液也具有较好的适应性。
但是电极法也有其缺点，比如需要对电极进行定期的维护和校准，以及对于高温、高压等特殊条件的适应性不强等。
综上所述，测量pH值的方法有很多种，每种方法都有其优缺点。
在实际应用中，应根据具体情况选择合适的方法。
同时，无论采用哪种方法，都需要注意操作规范，保证测量结果的准确性和可靠性。
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。
河南质量工程职业学院教案用纸
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。
直接电位法测定溶液的pH值
【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）
使用方法：（示范）
（1）清洗电极（蒸馏水） （2）已知pH值溶液校正 （3）冲洗电极（蒸馏水） （4）待测溶液pH值测定
2、样品溶液pH的测定： （1）葡萄糖氯化钠注射液pH的测定 （2）碳酸氢钠注射液pH的测定 （3）注射用水pH的测定
【注意事项】
1、玻璃电极使用前，应把玻璃球部位浸泡在蒸馏 水中24h以上；甘汞电极内装饱和KCl溶液，并应 有少许KCl结晶存在。
先测定已知pH的标准缓冲液（与待测试液pH应尽量相
近）：
2.30R3T
Es K
再测定待测溶液：
F
p H s
EX K2.3F0R3TpH X
两式相减：
EsEX2.3F0 R3(T pH spH X)
【实验原理】
pH计实际是一个特殊的测量电势的装置，为了直
接读出溶液的pH，通常在pH计上直接刻出pH，其 相邻两个读数间隔相当于 2.303 R伏T 的电压。
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
【目的要求】
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：
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四、实验用品
1、仪器
酸度计 洗耳球 移液管(25 mL) 烧杯(100 mL) 碱式滴定管(50 mL) 洗瓶 玻棒
2、药品
NaOH(0.1 mol/L) HAc(0.1 mol/L) 酚酞（0.2 %）
五、实验内容
1. 指示剂法确定滴定终点
用移液管准确移取25.00 mL 0.1 mol/L HAc溶液于 100 mL烧杯中，加入2滴0.2 %酚酞指示剂，用碱式 滴定管中的0.1 mol/L NaOH标准溶液滴定至溶液刚 出现淡红色半分钟不褪为止。记录滴定终点时加入 NaOH溶液的体积V，并测定其pH值，以供下面测定 pH值时作为参考。
检漏：检查滴定管是否漏水时，可将滴定管内装水至“0”刻度
左右，并将滴定管夹在管架上，放置1至2分钟，若滴定管刻度
不变，则说明滴定管不漏。 洗涤：自来水冲洗，蒸馏水精洗；留有水膜，不挂水珠 排气泡：务必排净。将碱式滴定管倾斜
约45°，把橡皮管向上弯曲，捏起乳胶
管使溶液从管口喷出，即可排除气泡。
滴定：将滴定管下端插入烧杯口内约1cm处，再进行 滴定。用左手的拇指与食指捏住玻璃珠外侧的乳胶管 向外捏，形成一条缝隙，溶液即可流出。但要注意不 能使玻璃珠上下移动，更不能捏玻璃珠下部的乳胶管 以免产生气泡。 烧杯的搅拌：用烧杯滴定，则右手持玻璃 棒作圆周搅拌溶液，注意玻璃棒不要碰 到杯壁和杯底。 读数：读数前，滴定管应 垂直静置1 min。读数时， 管内壁应无液珠，管出口 的尖嘴内应无气泡，尖嘴 外应不挂液滴，否则读数 不准。
②正确校准后显示屏下方应同时出现“4.01 6.86”。
③电极浸入溶液后，搅拌均匀（或用电极轻轻搅拌
几下），可使电极响应速度更快（数值更快稳定）。 ④测量溶液pH时，不要再按操作键盘上任何键。 ⑤实验结束，电极用蒸馏水冲洗后，检查电极的玻 璃球部是否完全浸没于3M氯化钾溶液中。
2、碱式滴定管
定曲线，通过作图法便可求出化学计量点时的
pH值和VNaOH，把得到的pH值与理论计算的及
根据指示剂颜色变化得到的进行比较。
酸度计的工作原理
酸度计测量pH，是在待测溶液中插入一复合电 极构成原电池，并接上精密电位计，即可测量该 电池的电动势。由于待测溶液的pH不同，所产 生的电动势也不同，因此，用酸度计测量溶液的 电动势，即可测得待测溶液的pH。酸度计是一 种电化学测量仪器，除了主要用于测量水溶液的 pH外，还可用于测量电极电位。
已校准，显示“Ok”字样，紧接着在显示屏左下角
显示“6.86”。
⑥用蒸馏水冲洗电极，滤纸吸干后浸入第二种缓冲
液（4.01），用上述相同的方法进行第二点校准。
2点缓冲溶液正确校准后，显示屏左下方将显示
“4.01 6.86”，这样就说明仪器处于最佳工作状态。
⑦如果显示错误信息（Error），电极应再冲洗，
复合电极（梅特勒）
三、基本操作
酸度计的使用 碱式滴定管的使用
PB-10酸度计
1、酸度计的使用
（1）电极准备*
①拔掉电极上的运输保护盖。
②用蒸馏水冲洗电极以清除沉积盐。
③甩动医用体温计一样甩动电极以排除气泡。 ④将电极浸泡于3M KCl溶液2 h以活化电极。 ⑤将电极与测试仪联接。
电势滴定及滴定曲线绘制的原理
以NaOH标准溶液滴定HAc的过程中，利用酸
度计测量溶液的pH值变化，然后以加入的
NaOH溶液的体积VNaOH为横坐标，pH为纵坐
标，绘出pH ~ VNaOH滴定曲线。曲线上有一个
ห้องสมุดไป่ตู้
垂直的或几乎垂直的部分，它表示当加入小量
标准溶液时pH发生了突变。
在滴定曲线上突越的前后两个拐点分别作切线， 作两切线的垂线段，该垂线段的中垂线与滴定 曲线的交点即为滴定终点，因此，从得到的滴
并按上述步骤重新校准。
（3）测量
①校准结束后，用蒸馏水冲洗电极，滤纸吸干后 将电极浸入待测溶液。
②轻轻摇动烧杯，等到数值达到稳定，出现“S” 时，即可直接读取测量值。
（4）注意事项
①用蒸馏水冲洗电极，用滤纸吸干电极球部 ，不要 用滤纸擦拭玻璃膜，避免损坏玻璃薄膜、防止交叉
污染，影响测量精度。
（2）校准
①预热。接通电源对主机预热10 min。 ②先按“Mode”键，选择合适的测定模式—— pH，再按“Enter”键确认。 ③按“Setup”（设定）键，出现“Clear”， 再按“Enter”键以清除以前的校准记录（没有 显示Clear则直接进入下一步） 。
④按“Setup”键，直至显示屏显示缓冲组 “1.68,4.01,6.86,9.18,12.46”，或你所要求的 其他缓冲液组，按“Enter”确认。
2. 滴定曲线的绘制
（1） 用移液管准确移取25.00 mL 0.1 mol/L HAc溶液于100 mL烧杯中，在不断搅拌下从 碱式滴定管中准确加入(V-15.00) mL 0.1 mol/L NaOH标准溶液，搅拌混合均匀后，用 酸度计测定其pH，记录加入NaOH溶液的体
积和pH。
（2） 用上面同样的方法，逐次加入一定体积的 NaOH后，用酸度计测定溶液的pH，每次加入 NaOH溶液的体积，可参考下面的方法：
普通高等教育“十二五”国家级规划教材
简明化学实验教程
李清禄 主编
（授课教师：吴 琼 洁）
厦门大学出版社
电位法测定溶液的pH值
一、实验目的
1. 了解滴定曲线的绘制方法；
2. 了解pH滴定的原理和进一步掌握酸度计
的使用方法；
3. 了解确定终点的不同方法。
二、实验原理
电势滴定及滴定曲线绘制的原理 酸度计的工作原理
⑤将复合电极用蒸馏水冲洗，滤纸吸干后浸入第一 种缓冲液（6.86），摇动烧杯使溶液均匀，等到数 值达到稳定并出现“S”时，按“Standardize（校
正）”键，仪器将自动校准，（如果校准时间较长，
可按Enter键手动校准）作为第一校准点数值被存
储。静待显示屏下方显示电极斜率曲线及电极斜率
值，如该测量值在90~105%范围内，可接受，表示
① 在离滴定终点5 mL以前，每次加入10.00 mL； ② 在离滴定终点前5 mL以内，每次加入2.00 mL；