一、pH值
pH值是水中氫離子活度的負對數。天然水的pH值多在6～9范圍內,這也是我國污水排放標準中的pH控制范圍。
pH值是水化學中常用的和最重要的檢驗項目之一。由于pH值受水溫影響而變化,測定時應在規定的溫度下進行,或者校正溫度。通常采用玻璃電極法和比色法測定pH值。比色法簡便,但受色度、濁度、膠體物質、氧化劑、還原劑及鹽度的干擾。玻璃電極法基本上不受以上因素的干擾。然而,pH在10以上時,產生“鈉差”,讀數偏低,需選用特制的“低鈉差”玻璃電極,或使用與水樣的pH值相近的標準緩沖溶液對儀器進行校正。
1.玻璃電極法
(1)方法原理
以玻璃電極為指示電極,飽和甘汞電極為參比電極組成電池。在25 ℃理想條件下,氫離子活度變化10倍,使電動勢偏移59.16 mV,根據電動勢的變化測量出pH值。許多pH計上有溫度補償裝置,用以校正溫度對電極的影響,用于常規水樣監測可準確和再現至0.1 pH單位。較精密的儀器可準確到0.01 pH。為了提高測定的準確度,校準儀器時選的標準緩沖溶液的pH值應與水樣的pH值接近。
(2)儀器
①各種型號的pH計或離子活度計;②玻璃電極;③甘汞電極或銀-氯化銀電極;④磁力攪拌器;⑤50 ml聚乙烯或聚四氟乙烯燒杯。
(3)試劑
用校準儀器的標準緩沖溶液,按規定的數量稱取試劑,溶于25 ℃水中,在容量瓶內定容至1000 ml。水的電導率應低于2 μS/cm,臨用前煮沸數分鐘,趕除二氧化碳,冷卻。取50 ml冷卻的水,加1滴飽和氯化鉀溶液,測量pH值,如pH在6～7之間即可用于配制各種標準緩沖溶液。
(4)步驟
①按照儀器使用說明書準備。
②將水樣與標準溶液調到同一溫度,記錄測定溫度,把儀器溫度補償旋鈕調至該溫度處。選用與水樣pH值相差不超過2個pH單位的標準溶液校準儀器。從第一個標準溶液中取出兩個電極,徹底沖洗,并用濾紙邊緣輕輕吸干,再浸入第二個標準溶液中,其pH值應約與前個相差3個pH單位。如測定值與第二個標準溶液pH值之差大0.1 pH值時,就要檢查儀器、電極或標準溶液是否有問題。當者均無異常情況時方可測定水樣。
③水樣測定:先用蒸餾水仔細沖洗兩個電極,用水樣沖洗,然后將電極浸入水樣中,小心攪拌或搖動其均勻,待讀數穩定后記錄pH值。
(5)注意事項
①玻璃電極在使用前應在蒸餾水中浸泡24 h以上。用畢,沖洗干凈,浸泡在純水中盛水容器要防止灰塵落入和水分蒸發干涸。
②測定時,玻璃電極的球泡應全部浸入溶液中,使它稍高于甘汞電極的陶瓷芯端,以免攪拌時碰破。
③玻璃電極的內電極與球泡之間以及甘汞電極的內電極與陶瓷芯之間不能存在氣泡,以防斷路。
④甘汞電極的飽和氯化鉀液面必須高于汞體,并應有適量氯化鉀晶體存在,以保證氯化鉀溶液的飽和。使用前必須先拔掉上孔膠塞。
⑤為防止空氣中二氧化碳溶入或水樣中二氧化碳逸失,測定前不宜提前打開水樣瓶塞。
⑥玻璃電極球泡受污染時,可用稀鹽酸溶解無機鹽污垢,用丙酮除去油污(但不能用無水乙醇),后再用純水清洗干凈。按上述方法處理的電極應在水中浸泡一晝夜再使用。
⑦注意電極的出廠日期,存放時間過長的電極性能將變劣。
2.便攜式pH計法
pH值為水中氫離子活度的負對數。pH值是環境監測中常用和重要的檢驗項目之一,可間接表示水的酸堿程度,天然水的pH一般在6～9范圍內。
(1)方法原理
pH值測量常用復合電極法。方法原理如下:以玻璃電極為指示電極,以Ag/AgCl等為參比電極合在一起組成pH復合電極。利用pH復合電極電動勢隨氫離子活度變化而發生偏移來測定水樣的pH值。復合電極pH計均有溫度補償裝置,用以校正溫度對電極的影響,用于常規水樣監測可準確至0.1 pH單位,較精密儀器可準確到0.01 pH單位,為了提高測定的準確度,校準儀器時選用的標準緩沖溶液的pH值應與水樣的pH值接近。
(2)儀器
①各種型號的便攜式pH計;②50ml 燒杯(最好是聚乙烯或聚四氟乙烯燒杯)。
(3)試劑
用于配置標準緩沖溶液的水,與玻璃電極法相同。
(4)步驟
①按照儀使用說明書進行準備。
②將儀器溫度補償旋鈕調至待測水樣溫度處,選用與水樣pH值相差不超過2個pH單位的標準溶液校準儀器。從第一個標準溶液中取出電極,徹底沖洗,并用濾紙吸干再放入第二個標準溶液中,其pH值約與第一個相差3個pH單位,如測定值與第二個標準溶液pH值之差大于0.1 pH單位時,就要檢查儀器、電極或標準溶液是否有問題。當三者均無異常情況時方可測定水樣。
③水樣測定:先用蒸餾水仔細沖洗電極,再用水樣沖洗,然后將電極浸入水樣中,小心攪拌或搖動,待讀數穩定后記錄pH值。
(5)注意事項
①由于不同復合電極構成各異,其浸泡方式會有所不同,有些電極要用蒸餾水浸泡,而有些則嚴禁用蒸餾水浸泡電極,須嚴格遵守操作手冊,以免損傷電極。
②測定時,復合電極(含球泡部分)應全部沒入溶液中。
③為防止空氣中二氧化碳溶入或水樣中二氧化碳逸去,測定前不宜提前打開水樣瓶塞。
④電極受污染時,可用低于1 mol/L稀鹽酸溶解無機鹽垢,用稀洗滌劑(弱堿性)除去有機油脂類物質,稀乙醇、丙酮、乙醚除去樹脂高分子物質,用酸性溶液(如食母生片)除去蛋白質血球沉淀物,用稀漂白液、過氧化氫除去顏料類物質等。
⑤注意電極的出日期及使用期限,存放或使用時間過長的電極性能將變劣。