Transcript 实验3 海水的pH值和碱度的测量

实验3 海水的pH值和总碱度的测量
陈志刚
1 海水pH值的测定
原理
根据能斯特方程式，在一定条件下，电池电
动势与水样的pH值之间存在以下线性关系：
EX
pH X  A 
2.303RT F
当玻璃电极和甘汞电极对插入标准缓冲溶
液时，则得：
ES
pHS  A 
2.303RT F
在同一温度下，分别测定同一电极对在标
准缓冲溶液和水样中的电动势，则水样的
pH值为：
E X  ES
pH X  pHS 
2.303RT F
气体常数
法拉第常数
热力学温度(K)
原理
1 调补偿温度
标准缓冲溶液：
3 调斜率
邻苯二甲酸氢钾（25℃）：4.003
混合磷酸（ 25℃ ） ：6.864
2 定位
十水四硼酸钠（25℃）： 9.182
EX
pH X  A 
2.303RT F
4 测样品
ES
pHS  A 
2.303RT F
测定步骤：
一、pH值的校准
1. 打开仪器连通电源，电极插头与仪器电极插座
连接，预热5-10分钟。
2. 将仪器选择开关拨至pH档
3. 将温度调至当前温度（20℃）
4. 用蒸馏水冲洗电极，并使用洁净滤纸吸干水分
5. 将电极浸入pH=6.864的标准缓冲溶液瓶，将斜
率旋钮置100%处，摇动瓶子，待平衡后调定位
旋钮至显示6.86
6. 取出电极，用蒸馏水冲洗电极，并使用洁净滤纸
吸干水分
7. 将电极浸入pH=4.003的标准缓冲溶液瓶，摇动
瓶子，待平衡后调斜率旋钮，至显示4.00
8. 保持斜率、定位旋钮不动
9. 取出电极并用蒸馏水洗干净，并用洁净滤纸吸
干水分，放入保护液中
二、水样pH的测量：
1. 调准后，取出电极用蒸馏水洗净，并用洁净
滤纸吸干水分
2. 将电极侵入待测溶液，摇动瓶子，待平衡后，
可从显示器读出样品的pH值
3. 测量完毕后，取出电极并用蒸馏水洗干净，
并用洁净滤纸吸干水分，放入保护液中
计算
压力校正系数
pHw=pHm +α(tm-tw)- βd
温度校正系数
温度℃
W、m分别为现场（实际、原位）和实验室测定值
深度m
2 水样的ALK的测量
海水的碱度：
在20℃时，1升海水中弱酸阴离子全部被释
放时所需要氢离子的毫摩尔数。
实验原理
加入过量盐酸，用pH计测量混合溶液的pH值
H
1000
ALK (毫摩尔/ 升) 
[VHCl  C HCl 
(V水样  VHCl）
]
V水样
 H
i
注：Ci 
i
pH   lg  H    H   10 pH
Ci (m ol/ l ), i为活度， i为活度系数(根据氯度（16） 盐度选择)，
Vi (l )为体积
氢离子活度系数选0.770 (S=11,pH=3.0-3.9)
三、水样的ALK的测量步骤
1. 用移液管移取25ml水样于测定瓶（干
燥），两份
2. 用移液管移取10ml盐酸标准溶液于水样
中，旋紧瓶盖，充分混匀
3 从保护液中取出电极并用蒸馏水洗干
净，并用洁净滤纸吸干水分
4
测量溶液的pH值（结果必须在3.403.90之间，否则按照书上14页末方法调
整）
5 测量完毕后，取出电极并用蒸馏水洗干
净，并用洁净滤纸吸干水分，放入保护
液中
实验结果的计算：
1. ALK的计算
H
1000
ALK (毫摩尔/ 升) 
[VHCl  C HCl 
(V水样  VHCl）
]
V水样
 H
i
注：Ci 
i
pH   lg  H    H   10 pH
Ci (m ol/ l ), i为活度， i为活度系数(根据氯度（16） 盐度选择)，
Vi (l )为体积
CCO 2
3
CA  K 2 '

 H   2K 2 '
C HCO  
3
CA   H 
 H  2K 2 '

CA   H 

K1 ' ( H   2 K 2 ' )
2
CCO2 ( T )
PCO2 

CO2
CCO2 ( T )
s

CA  ( K1 'K 2 ' K1 ' H   
K1 ' ( H   2 K 2 ' )
2
H
)

H 2CO3  H  HCO3
K1


HCO3  H  CO3
K2

2
 6.05
K1 '  10
9.23
K 2 '  10
CA  ALK
 S  3.52610 m ol L  大气压
2
注意：
1. 水样瓶必须干燥使用，用前不需要洗，
用完后要用自来水和蒸馏水洗干净倒放
2. 电极使用时要小心
3. 有些同学作业没有写名字
4. 今次实验两个人共用一台pH计