pH值是水质的重要指标,在检测过程中,有很多因素会影响检测结果的准确性。本文根据玻璃电*法测定水质pH值的实验原理,整理出影响检测结果准确性的因素与控制措施,与大家一起探讨交流。
玻璃电*法检测原理:
pH是溶液中氢离子活度的一种标度,也就是通常意义上溶液酸碱程度的衡量标准。而pH值指的是溶液氢离子活度倒数的对数值,pH值越接近于0表示溶液酸性越强,反之越接近于14则表示溶液碱性越强。在常温下,pH=7的溶液被称为中性溶液。
玻璃电*法准确度高,操作简便,是测量水质pH值*常用的方法。其原理是以饱和甘汞电*为参比电*,以玻璃电*为指示电*,与被测水样组成工作电池,用pH计测量工作电动势,直接在pH计上读取pH值。
PS:25℃时,溶液中每变化1个pH单位,电位差改变为59.16mV,据此可在仪器上直接以pH的读数表示。
影响水质pH值检测结果准确性的因素与控制措施
①温度
温度对水质pH值检测结果的影响主要有两方面:水电离过程和玻璃电*检测过程的影响。
水在常温下会发生微弱的电离,随着温度的升高,水中的[H+]浓度也增加,但此反应过程十分微弱。25℃时,1L纯水中只有1×10-7mol的水分子发生电离。这样的影响可以通过仪器温度补偿来修正。
另外,玻璃电*头部球泡由特殊的敏感薄膜制成,测量溶液pH的过程实际上相当于离子交换的过程。当玻璃薄膜浸入到溶液中,薄膜表面的碱离子会溶出,与溶液中的 [H+]发生交换反应,*终达到平衡。此过程十分短暂,因此在测量时要等到pH计数值稳定后再确认读数。
Ps:待测溶液与标准缓冲溶液的温度误差应控制在±1℃以内。
②钠差
在测量pH值大于10的碱性溶液时,溶液中存在的大量钠离子会使结果产生误差,使读数*终偏低,这种现象被称为“钠差”。
消除钠差的措施有:用特制的低钠差电*或用pH值近似的标准缓冲溶液对pH计进行校正。
注:
①大约溶解度。
②在110~130℃烘2~3 h。
③必须用新煮沸并冷却的蒸水(不含CO2)配制。
③标准溶液的配制
标准缓冲溶液配制的准确度会直接影响pH值测定的准确度,所以试剂要使用分析纯(AR)或优级纯(GR)。
具体控制措施如下:
(1) 配制标准溶液所使用的蒸馏水应符合下列要求:水煮沸后冷却,电导率(25℃)应小于0.2ms/m;其pH以6.7~7.3之间为宜[3]。
(2)标准物质的称量及干燥应严格按规程操作,同时要注意标准溶液的保存。要在聚乙烯或硬质玻璃瓶中保存,否则所校正的数值会有偏差,容易导致pH值测定错误;在室温条件下标准溶液一般保存1~2个月,当发现有混浊、发霉或沉淀现象时,不得继续使用;放置4°C冰箱内保存,且用过的标准溶液不得再倒回去。
(3)标准溶液的pH值随温度变化而稍有差异。
④玻璃电*
玻璃电*也是影响pH值准确度的重要因素之一。在日常检测中,需严格按照玻璃电*使用说明书使用,长时间不用的电*应该浸泡在4mol/L的饱和氯化钾溶液中。使用前,玻璃电*需在纯水浸泡24h以上;使用后,需用纯水反复冲洗数次,然后浸入氯化钾溶液中存放。
⑤样品检测及时性
测量生活饮用水的pH值时,*好采用现场测量的方式,如不能现场测量,样品*好置于0-4℃的冰箱内储存,且在6h内完成测量。
⑥测量时的注意事项
(1) 玻璃电*在使用前先放入纯水中浸泡24h以上;
(2)测定pH时,玻璃电*的球泡应全部浸入溶液中,并使其稍高于甘汞电*的陶瓷芯端,以免搅拌时破坏;
(3)必须注意玻璃电*的内电*与球泡之间、甘汞电*的内电*和陶瓷芯之间不得有气泡,防止断路;
(4)甘汞电*中的饱和氯化钾溶液的液面必须高出汞体,在室温下应有少许氯化钾晶体存在,以保证氢化钾溶液的饱和。但氢化钾晶体不宜过多,防止堵塞与被测溶液的通路;
(5) 测定pH值时,为减少空气和水样中二氧化碳的溶入或挥发,在测水样之前,不得提前打开水样瓶;
(6)玻璃电*表面受到污染时,需进行处理。如果吸附着无机盐结垢,可用温稀盐酸溶解;吸附钙镁等难溶性结垢,可用EDTA二钠溶液溶解;沾有油污时,可由丙酮清洗。电*按上述方法处理后,应在蒸馏水中浸泡一昼夜再使用。
ps:忌用无水乙醇、脱水性洗涤剂处理电*。
结语
pH值是评价水质的重要参数之一,为获得准确的pH值,测量过程中应注意影响pH值准确度的因素并加以控制。