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关于客户最常问到关于PH计测量的问题有哪些?(二)—非水溶液的pH测量

2011-12-24   阅读:7412

非水溶液是指由非水溶剂组成的溶液,包括纯粹非水溶液和部分非水溶液。

许多溶于有机溶剂的电解质,也需要进行pH值测量。常用有机溶剂有乙醇、乙二醇类、醚、酰胺、腈类、酮类等。它们溶解电解质的能力与它们的介电常数ε有关。它们的介电常数与水有明显差别(水ε=78.3),可能比水高或低。例如丙醇、乙醇、甲醇、丙三醇、丙二醇、甲酰胺介电常数ε分别为20.7、24.3、32.6、36.7、42.5、109.5。由于有机溶剂介电常数与水不同,因此每一种溶剂的pH范围以及中性点与水有明显差别。

随着工业发展、科技进步对非水溶液pH值测量的研究已经逐步开展。研究较为成熟的是重水、丙醇、乙醇、甲醇、丙三醇、丙二醇、甲酰胺等。

纯净水在化学上是中性的,水的离子积常数Kw在250C时等于10的-14次方。水溶液“常用pH范围”的幅度通常定义为:

 -log Kw = 14   因此,pH测量范围从0到14.

水溶液中性点pHn是H+ 和OH- 浓度相等时的pH值。 pHn = -1/2 log Kw 

pHn与温度有关,在250C时,pHn=,7.00,在1000C时pHn=6.13,见附表。

Z溶剂的pH范围定义为;

pH范围(z)= - log(KAP)Z,    (KAP)Z是Z的离子积(也称离子迁移数)。在250C

  Z=水时,   Kap= 10-14    pH范围为 14pH。  pHn =7

  Z=乙腈,  Kap= 10-28  pH范围为 28pH。  pHn =14

  Z=甲酰胺  Kap=10-17   pH范围为 17pH。  pHn =8.5

注意:在水溶液中pH=14意味着硷性最大时的pH值,在乙腈溶液中pH=14仅为中性点。所以在不同溶剂pH值比较时要引起注意,即不同溶剂pH值它们之间没有什么可比性。

非水溶液pH值测量时的注意事项:

非水溶液导电性差,参比电极与被测溶液之间会形成一个大而不稳定液接电位,从而造成相当大的测量误差。参比电极与pH玻璃电极尽量靠近,参比电极电解液KCL渗透量要大(外参比电极电解液KCL渗透量要大)。最好采用复合电极。由于复合电极中指示电极与参比电极距离近而且固定,有利于在非水溶液中获得稳定而重复的电位,pH测量池应有良好屏蔽。

在测量乳状物(emulsion)或者油的溶液,正确选择液接界的种类、液接界容易更新和清洁是非常重要的。推荐开放式或套筒式液接界能适用于某些非水溶液测量。

在线测量时,严格控制流速(层流流动)。避免湍流产生。

参比电极溶液的溶剂应该以被测溶液组成作溶剂,以消除不稳定的液接界电位或者采用双盐桥溶液。

测量非水溶液后pH玻璃电极往往会出现响应特征下降,此时应选择清洗剂清洗电极,然后浸置于0.1mol/LHCL中几小时,可使电极得到恢复。

测量含有脂肪、蛋白质的溶液后,可将电极浸入含有强的胃蛋白酶(Pepsin)HC混合溶剂中几小时,然后用水淋洗。

    对于与水相类似的非水介质,例如重水,水一醇体系的pH测量,玻璃电极在这类溶剂中能较长时间保持电势的稳定。将电极浸泡于该溶剂中经过一天,电极达到平衡,然后使用这种溶剂配置的标准缓冲液校准电极,按此方法测得pH值是相对pH值或称表观pH值。

    非水溶液pH测量电极,最好采用锂玻璃电极,而不要采用钠玻璃pH电极(锂玻璃pH电极带蓝色,钠玻璃pH电极球泡为白色)。因为对于玻璃电极来说,必须有水份才能形成具有pH响应的“水合凝胶层”, 锂玻璃电极比钠玻璃电极对水分要求小得多。

    非水测量时,应采用大量程的pH计(超出满度pH 14范围),如MP511型实验室pH计MP512-01型精密pH计

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