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 ）pH
25℃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）。

得出上式的前提条件是两次测定过程中的K s ’=K x ’,但实际测定中, K ’值受多种因素影响而发生变化,给测定带来误差，故测量时应尽量保持温度恒定并选用与待测溶液pH 接近的标准缓冲溶液。

测定时首先要用标准pH 缓冲溶液定位，即将酸度计读数调整到与标准数据一致。

用定位后的酸度计在相同条件下，测定待测溶液，由表头刻度可直接读出测定pH 。

三、药品与仪器
参比电极：饱和甘汞电极
指示电极：玻璃电极
试剂：pH=4.01标准溶液
pH=9.18标准溶液
试样溶液1＃pH=3～5
试样溶液2＃pH=8～10
四．实验步骤
1．打开菜单的“选择实验”选择pH测量。

2．打开菜单的“电极选择”选择电极，正确连接。

3．打开菜单的“器皿选择”选择换新烧杯。

4．打开菜单的“试剂选择”选择pH4.3标准溶液。

5．将电极插入烧杯中适当位置。

6．打开电位计开关，按下读数按钮，显示pH。

7．调节定位旋钮，使电位计指示为4.01，定位。

8．关闭电位计，抬高电极夹。

9．打开菜单的“器皿选择”选择换新烧杯。

10．打开菜单的“试剂选择”选择试样溶液1＃。

11．将电极插入烧杯中适当位置。

12．打开电位计开关，按下读数按钮，显示PH，记录。

13．同样用pH=9.18的标准溶液定位，测定试样溶液2＃。

14．将参比电极收回，玻璃电极浸泡在水溶液中。

15．关闭仪器。

五、问题讨论
1 在测定溶液pH值时，为什么pH计要用标准缓冲溶液进行定位？
2 为什么用单标准pH缓冲溶液方法测量pH时，应尽量选用pH与它相近的标准溶液来校正酸度计？。