文档介绍：项目十二、使用酸度计(溶液pH值测定)
【概述】
酸度计是一种专门用于测量液体pH值的分析仪器。就pH值测定的方法而言,目前最常用的有:pH试纸法、比色法和酸度计(也称pH计)法。
由于酸度计法具有灵敏度好、分析速度快、测量精确度高( pH单位)、设备简单、操作方便等特点,而且它不受溶液中氧化剂或还原剂的影响,还可用于有色、浑浊或胶体状态的溶液,因而在工农业生产和科学研究等领域得到了广泛的应用。
经过此专项能力的培养,能使你迅速掌握酸度计的工作原理及其操作方法。
【学****途径】
〖知识部分〗
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〖能力部分〗
-3F型酸度计的操作方法;
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【评价标准】
、调试、安装电极、配制标准缓冲及正确测定样品。
【评定方法】
〖应知自测〗
当您通过学****后,应能熟练掌握本专项能力所需的知识要求,并能正确完成学****包中的自测题(也可根据指导教师要求进行测试)。
〖应会测试〗(操作考核)
在您参加考试之前,应先检查自己是否完成了下列学****任务:
复****与本专项能力相关的模块。
学****并掌握本专项能力所需的知识,并通过自测。
能熟练使用本专项能力所需的仪器、试剂、设备,并能完成规定的测试任务。
您认为已能达到本专项能力的培训要求,即可参加专项能力的技能操作考核,考核成绩由监考教师认定。
【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。
【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
式中j θ是标准电极电位;R是摩尔气体常数〔.()-1〕;F是法拉第常数(-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:
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,×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:
Mn+ + ne=M
由于还原态为纯金属,因此在25℃时:
可见,电极电位j 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)。这就是电位分析法的理论依据。
由能斯特方程可以看出影响电极电位的主要因素有下面几点:
:这是影响电极电位的主要因素;
:能斯特方程式中RT/(nF)这项称为能斯特斜率,它是温度的函数。因此,测量电极电位时,温度影响不容忽视;
:能斯特斜率RT/(nF)也受转移电子数n的影响,n大斜率小。在25℃时,若n=1,;若n=2,,因此电位测定法对测定n=1电极反应离子灵敏度较高,而对高价离子,测定灵敏度则降低。
【酸度计的构造】
电位法测定溶液pH值用的仪器称为酸度计或pH计。酸度计是一种高阻抗的电子管或晶体管式的直流毫伏计,它既可用于测量水溶液的酸度,又可用作毫伏计测量电池电动势。酸度计有实验室用和工业用之分。实验室用酸度计型号很多,但其构造一般均由两部分组成,即电极系统和电计两部分。电极与待测溶液组成原电池,以电计测量电极间电位差,电位差经放大电路放大后,由电流表或数码管显示。目前应用较广的是数显式的pHS-3系列精密酸度计。
【酸度计的工作原理及操作方法】
电位测定法测定溶液pH 值,是以pH玻璃电极为指示电极,饱和甘***电极为参比电极与待测液组成工作电池,电池可用下式表示:
pH玻璃电极|试液||饱和甘***电极
25℃时,电池电动势E=K+0.