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测定水样pH值时应注意的问题

文章来源:海西给排水 发布时间:2011-01-31 00:22:16 阅读次数:5528 次 [关闭]

李燕

(合肥供水集团水质检测中心,安徽合肥 230011)

摘要:pH值在测定时漂移非常大,它是水质分析中最不容易把握的项目之一,本文以全国质控为背景,论述了如何准确测定水体的pH值。

关键询:pH值;测定方法

pH值是水质分析中最重要的和最常用的分析项目之一,是评价水质的最重要、最直接的指标之一,它是水中氢离子浓度的负对数。pH值只反映水的酸碱性质,而不表示酸碱的含量。自然界水源水中经常含有金属离子,因而多呈弱碱性,pH值在7.2~8.6之间。水体受到酸碱污染时可能会引起pH值发生较大变化,水体中含有大量游离二氧化碳时,可使水的pH值明显降低。酸性水对金属有腐蚀作用,饮用此类水可能引起金属急慢性中毒;碱性水会促进金属离子形成氢氧化物,产生沉淀或絮体,影响水的感观性状,并有腐蚀作用,自来水生产中,pH值会影响混凝和消毒的效果。

pH测定时,一般情况下波动很大,读数不易把握,本人参加了2005年的全国水质分析质量控制考核,在pH值的检测考核中取得了满分的好成绩。全国水质质量控制考核是国内自来水行业最重要、也是最权威的考核比对工作,每两年进行一次,抽取的项目具有极强的代表性,考核的盲样由国家标准物质中心提供,各地的测定结果均不相同,所以难度较大。现将pH质量控制考核的经验介绍如下,希望对大家有所帮助。

1实验原理

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,常采用相对方法,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。因此,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:

pHx=pHs+    (Ex-Es)F       (1)

RTLnlo

式中 pHx和pHs--------分别为欲测溶液和标准溶液的pH值;

Ex和Es一一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作的,测定方法有单标准pH缓冲溶液法和双标准pH缓冲溶液法,通常情况下,要提高测量的准确度,则需要采用双标准pH缓冲溶液法。

2仪器和试剂

本次全国质控考核pH值测定实验仪器和试剂如下:

(1)实验仪器是pHSJ - 4型酸度计,E - 201-CA型复合电极和温度传感器。

(2)标准缓冲溶液采用邻苯二甲酸氢钾标准pH缓冲溶液,pH值(25℃)为4.008;磷酸氢二钠与磷酸二氢钾标准pH缓冲溶液,pH值(25℃)为6. 865。

邻苯二甲酸氢钾标准缓冲液的制备过程为精密称取在115 ℃ ±5 ℃干燥2~3h的邻苯二甲酸氢钾[KHC8H4O4]10. 12 g,加水使溶解并稀释至1000 ml。

磷酸氢二钠与磷酸二氢钾标准pH缓冲溶液的制备过程为精密称取在115 ℃士5 ℃干燥2~3 h的无水磷酸氢二钠3.533 g与磷酸二氢钾3. 387 g,加水使溶解并稀释至1000 m!。

3实验步骤

为了获得高精度的pH值,通常用两个标准pH缓冲溶液进行定位校正仪器,并且要求未知溶液的pH值尽可能落在这两个标准pH溶液的pH值中间。

(1)选择两个标准缓冲溶液,其pH值根据实验环境温度查得,用其中的一个对仪器定位;

(2)将电极置于另一个标准缓冲溶液中,调节斜率旋钮,使仪器显示的pH值读数至该标准缓冲溶液的pH值;

(3)松开测量按钮,取出电极,用蒸馏水冲洗几次,小心用滤纸吸去电板上水液;再放入第一次测量的标准缓冲溶液中,按下测量按钮,其读数与该试液的pH值相差至多不超过0.05 pH单位,表明仪器和玻璃电极的响应特性均良好,这一步骤往往要反复测量、反复调节几次,才能使测量系统达到最佳状态;

(4)当测量系统调定后,将洗干净的电极置于待测试样溶液中,按下测量按钮,读取稳定pH值,记录。松开测量按钮,取出电极,冲洗净后,将玻璃电极浸泡在蒸馏水中。

4提高pH值测定准确度的方法

(1)测定前,先用广泛pH试纸,初步测定其大致的范围,以确定双标准缓冲溶液的种类,并且力求待测溶液的pH值落在两标准缓冲溶液之间。本次全国质控的pH值配置值为5.02,所以选择了pH=4.008和pH= 6. 865的两种缓冲溶液,测定的结果为5.00,绝对误差为 - 0. 02.获得了"优异" 成绩。

(2)配制标准缓冲液用纯水,应该是新煮沸过的冷纯水,其pH值应为5.5~7.0。暴露在空气中的纯水极易吸收空气中的二氧化碳,溶解在水中的二氧化碳发生酸性电离,使得测定结果偏低,所以测定用水必须在使用前加热煮沸,以赶走溶解在水中的二氧化碳。

(3)用缓冲溶液校准仪器时,两者之间的差异控制在误差应不大于土0.02 pH单位。若大于此偏差,则应小心调节斜率,使示值与第二种标准缓冲液的表列数值相符,如果达不到上述要求,须检查仪器或更换电极,再行校正至符合要求为止。

(4)每次更换标准缓冲液,应用纯化水充分洗涤电极,然后将水吸净。

(5)标准缓冲液一般可保存2~3个月, 但发现有浑浊、发霉或沉淀等现象时,不得继续使用。

5结语

pH值作为水环境评价的一个重要理化指标,掌握其测定原理,准确地测定其数值具有极其重要意义。检测过程中环境对测定结果影响极为显著,每一步操作都能影响检测结果,所以在检测过程中必须注意每一个环节,努力把握好上述的各注意事项,并充分准备,就能准确地测定pH值,取得令人满意的结果。

 

 



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