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如何测量纯水的pH值

中小学试题|家庭教育题库|辅导习题「中国戏曲学院附属中等戏曲学校」来源: https://www.gxfz.org 2019-12-13 16:46中学 861 ℃
去离子水ph
如何测量纯水的pH值
为什么需要测量纯水的pH值? 在纯水的生产过程中,测量纯水可以作为过程污染的指示器。当空气或二氧化碳侵入纯水生产或者分发系统时,将导致pH漂移。
高纯水有着独特的特点,造成其pH值测量的困难。
实践中,在低离子强度的样品中获得重复性和稳定的测量结果是困难的。低离子样品,即低碱性,离子强度低,或者低电导率(电导率一般为0.056-10)高阻抗,例如去离子水。由于在参考接界中产生变化的接界电位,当测量去离子水时会产生不同的pH值,即使是新的,密封的电极,并且在缓冲标准溶液中得到很好的校正。

一、克服静电干扰
高纯水的传导性非常差,所以它也是一个静电源。这些静电可以在测量pH值时表现出来。为了补偿这些干扰,电极要做特别的屏蔽。这种电极相对来说比较贵,特别为高纯水的pH测量做出特殊的设计。

二、克服二氧化碳 (CO2)的入侵对于测量的影响
纯水 (典型pH7范围)暴露于空气大气中将吸收CO2,直到平衡。CO2 将酸化样品,降低pH值。
和温度及压力有关,纯水的pH值将下降到6.2。将样品取样到实验室,大气中的CO2将会很快侵入样品中,所以应力求避免。
所以将实验室酸度计带到现场进行测量是一个好方法。
三、选择正确的pH电极
更贵的双接界电极相比传统电极有许多优势,然而,和单接界电极相比,在测量高纯水方面,并没有显现出特别的优势。
最好的选择是可重复充填的,液体参考液电极,并由低阻抗玻璃特制。一个流通性参考接界有相对高的流通速率,减少了接界电位。密封的电极,通常是凝胶填充的,其最大优势是长寿命,是因为它的参考溶液的非常慢的泄漏速率。但是,较快的泄漏速率是非常适合高纯水的,是由于pH电位可以迅速稳定。

四、了解纯水的pH和温度的关系
水分子可以认为酸和碱化和而成,可以由下述方程式表示:2H2O H3O+ + OH-
通常我们说纯水的ph值为7,但是这个是个令人误解的说法。实际上,纯水仅仅在特定的温度下表现为pH为,这个温度为样品的Kw 值为1.00 x 10-14 mol2dm-6。为了算出pH,你首先算出氢离子浓度(或氢氧根离子浓度,意义是一样的),然后转化为pH值。在室温下纯水中其Kw 值告诉你:[H+]2 = 1.00 x10-14
在纯水中,氢离子浓度必须等于氢氧根离子浓度。
也就是每一个氢离子必然有一个氢氧根离子。
即你可以将Kw 公式中的[OH-]用 [H+]代替:.[H+] =1.00 x 10-7,也就是:pH = -log10[H+];pH = 7。

由于在不同温度下纯水的Kw值不同,因此其PH值不同。
T(°C)
Kw(mol2 dm-6)
pH
0
0.114 x 10-14
7.47
10
0.293 x 10-14
7.27
20
0.681 x 10-14
7.08
25
1.008 x 10-14
7.00
30
1.471 x 10-14
6.92
40
2.916 x 10-14
6.77
50
5.476 x 10-14
6.63
100
51.3 x 10-14
6.14
有人说温度增加,PH减小,因此样品变为酸性。
这是错误的。因为酸性表现为氢离子的浓度高于氢氧根离子浓度,但实际上温度增加,氢离子和氢氧根离子浓度是一样的,因此纯水温度增加,PH下降,但是依然是中性。
测量要点:
• 尽可能采用小量的样品。
• 样品温度尽量保持稳定,例如25-30度之间。

• 在样品中添加少量的KCl可以增加离子强度,并改善响应时间。然而,必须使用高纯KCl,低纯度的KCl可能影响pH值。
• 使用清洁的玻璃器皿,避免交叉干扰,校正后使用去离子水清洗电极。
• 应该使用温度补偿,并且每日都需要用高品质的校正标准进行校正。

• 减少样品和空气的接触,二氧化碳气体被样品吸收后会影响pH值。最好将样品密封。

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