pH计的使用及溶液pH的测定实验报告.doc

pH计的使用及溶液pH的测定

一、实验目的
1、熟悉pH构造和测定原理
2、掌握用pH计测定溶液pH步骤
二、实验原理
1、pH计内部构造,如图所示:
2、pH计原理:
玻璃电极使用前,必须在水溶液中浸泡,使之生成一个三层结构,即中间的干玻璃层和两边的水化硅胶层。浸泡后的玻璃膜示意图:
水化硅胶层具有界面,构成单独的一相,~10 μm。在水化层,玻璃上的Na+与H+发生离子交换而产生相界电位。
水化层表面可视作阳离子交换剂。溶液中H+经水化层扩散至干玻璃层,干玻璃层的阳离子向外扩散以补偿溶出的离子,离子的相对移动产生扩散电位。两者之和构成膜电位。
将浸泡后的玻璃电极放入待测溶液,水合硅胶层表面与溶液中的H+活度不同,形成活度差,H+由活度大的一方向活度小的一方迁移, 平衡时:
H+溶液== H+硅胶
E内= k1 + lg( a2 / a2’)
E外= k2 + lg(a1 / a1’)
a1 、 a2 分别表示外部试液和电极内参比溶液的H+活度;
a’1 、 a’2 分别表示玻璃膜外、内水合硅胶层表面的H+活度;
k1 、 k2 则是由玻璃膜外、内表面性质决定的常数。
由于玻璃膜内、外表面的性质基本相同,则k1=k2 , a’1 = a’2
E膜= E外- E内= lg( a1 / a2)
由于内参比溶液中的H+活度( a2)是固定的,则:
E膜= K´ + lg a1 = K´ - pH试液
用电位法测定溶液的pH值时,E电池=K+ pH。由于K是无法测量的,我们可以利用在相同条件下测pH值与之相近的标准缓冲溶液Es=K+ pH,再通过两式来消除K,从而求得pHx= pHs+(Es-Ex)/ 0