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1、实验实验4 海水的海水的pH值和总碱度的测量值和总碱度的测量陈志刚陈志刚1海水海水pH值的值的测定测定pH的定义？的定义？海水的海水的pH范围？研究意义？范围？研究意义？7.0-8.5Why?根据能斯特方程式，在一定条件下，电池电根据能斯特方程式，在一定条件下，电池电动势与动势与水样水样的的pH值之间存在以下线性关系：值之间存在以下线性关系：当当玻璃电极和甘汞电极对插入玻璃电极和甘汞电极对插入标准缓冲溶标准缓冲溶液液时，则得：时，则得：原理原理在在同一温度下，分别测定同一电极对在标同一温度下，分别测定同一电极对在标准缓冲溶液和水样中的电动势，则水样的准缓冲溶液和水样中的电动势，则水样的pH值为
2、：值为：气体常数气体常数 8.314 JK-1mol-1法拉第常数法拉第常数9.648531104 Cmol-1热力学温度热力学温度(K)标准缓冲溶液：标准缓冲溶液：邻苯二甲酸氢钾（邻苯二甲酸氢钾（25）：）：4.003混合磷酸（混合磷酸（ 25 ） ：6.864十水四硼酸钠（十水四硼酸钠（25）：）： 9.182测定步骤：测定步骤：一、一、pH值的校准值的校准1.打开仪器连通电源，电极插头与仪器电极插座打开仪器连通电源，电极插头与仪器电极插座连接，预热连接，预热30分钟。分钟。2.将仪器选择开关拨至将仪器选择开关拨至pH档档3.将温度调至当前温度（将温度调至当前温度（25）4.用蒸馏水冲洗电
3、极，并使用洁净滤纸吸干水分用蒸馏水冲洗电极，并使用洁净滤纸吸干水分5.将电极浸入将电极浸入pH=6.864的标准缓冲溶液瓶，将的标准缓冲溶液瓶，将斜率旋钮置旋钮置100%处处(顺时针旋到底顺时针旋到底)，摇动瓶子，待，摇动瓶子，待平衡后调平衡后调定位定位旋钮至显示旋钮至显示6.866.取出电极，用蒸馏水冲洗电极，并使用洁净滤纸取出电极，用蒸馏水冲洗电极，并使用洁净滤纸吸干水分吸干水分7.将电极浸入将电极浸入pH=4.003的标准缓冲溶液瓶，摇动瓶的标准缓冲溶液瓶，摇动瓶子，待平衡后调子，待平衡后调斜率斜率旋钮，至显示旋钮，至显示4.007.保持斜率、定位旋钮不动保持斜率、定位旋钮不动8.核准，
4、再次浸入核准，再次浸入pH=6.864的标准缓冲溶液瓶，的标准缓冲溶液瓶，看读数是否一致，若不一致，重复定位和调看读数是否一致，若不一致，重复定位和调斜率步骤斜率步骤9. 取出电极并用蒸馏水洗干净，并用洁净滤纸取出电极并用蒸馏水洗干净，并用洁净滤纸吸干水分，吸干水分，放入保护液中或直接测定样品放入保护液中或直接测定样品二、水样二、水样pH的测量：的测量：1.调准后，取出电极用蒸馏水洗净，并用洁净调准后，取出电极用蒸馏水洗净，并用洁净滤纸吸干水分滤纸吸干水分2.将电极侵入待测溶液，摇动瓶子，待平衡后，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可从显示器读出样品的pH值值3.测量
5、完毕后，取出电极并用蒸馏水洗干净，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，放入保护液中并用洁净滤纸吸干水分，放入保护液中4.不单独做，在碱度试验中一起测定不单独做，在碱度试验中一起测定计算计算现场温度现场温度深度深度m温度校正系数温度校正系数压力校正系数压力校正系数测定时的温度测定时的温度tw - twpH7.57.67.77.87.98.08.18.28.38.48.58.610.010.010.010.010.010.010.010.010.010.010.010.0120.020.020.020.020.020.020.020.020.020.020.020.0230
6、.030.030.030.030.030.030.030.030.030.030.030.0440.030.030.040.040.040.040.040.040.040.050.050.0550.040.040.040.050.050.050.050.050.060.060.060.0660.050.050.050.060.060.060.060.060.070.070.070.0770.060.060.060.070.070.070.070.070.080.080.080.0880.070.070.070.070.080.080.080.080.090.090.090.190.070.08
7、0.080.080.090.090.090.10.10.10.10.11100.080.090.090.090.10.10.10.110.110.110.120.12110.090.090.10.10.110.110.110.120.120.120.130.13120.10.10.110.110.120.120.120.130.130.140.140.14130.110.110.120.120.120.130.130.140.140.150.150.16140.120.120.130.130.130.140.140.150.150.160.160.17150.130.130.140.140.1
8、40.150.150.160.160.170.170.18160.130.140.140.150.150.160.160.170.180.180.190.19170.140.150.150.160.160.170.180.180.190.190.20.2180.140.150.160.170.170.180.190.190.20.20.210.22190.150.160.170.180.180.190.20.20.210.210.220.23200.160.170.180.190.190.20.210.210.220.230.230.24210.170.180.190.20.20.210.22
9、0.220.230.240.240.25220.180.190.20.20.210.220.230.230.240.250.260.26230.190.20.210.210.220.230.240.240.250.260.270.28240.20.210.220.220.230.240.250.250.260.270.280.29250.210.220.220.230.240.250.260.260.280.280.290.3表表1，pH测定的温度校正值测定的温度校正值 (tw - tw)pH7.57.67.77.87.98.08.18.28.38.4106353128252322212020
10、20表表2， pH测定的压力校正系数测定的压力校正系数表表 温度（）邻苯二甲酸氢钾标准缓冲溶液混合磷酸盐标准缓冲溶液四硼酸钠标准缓冲溶液04.016.989.4654.006.959.39104.006.929.33154.006.909.28204.006.889.23254.006.869.18304.016.859.14354.026.849.11表表3， 0-35标准缓冲溶液的标准缓冲溶液的pH2 水样的水样的ALK的测量的测量海水的碱度：海水的碱度：在在20时，时，1升海水中弱酸阴离子全部被释放时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。所需要氢离子的毫摩尔数。海水中主要
11、的弱酸阴离子HCO3-、CO32-、H2BO3-、H2PO4-、Si(OH)3-(H2BO3-亦可作水合离子B (OH) 4- )。碱度是海洋学常用的一个概念，它是海水中弱酸阴离子总含量的一个量度AlkHCO3- + 2CO32- + H2BO3- 实验原理实验原理加入过量盐酸，用加入过量盐酸，用pH计测量混合溶液的计测量混合溶液的pH值值Alk 水样总碱度，单位为（m mol/L）；CHCl盐酸溶液标定浓度，单位为（mol/L）；VHCl 盐酸溶液的体积，单位为ml；VW 水样体积，单位为（ml）； 酸化水样的氢离子活度（=10-pH）； 酸化水样的pH和实际盐度对应的氢离子活度系数（由表1
12、查得）。pHS3.571114.81821-33362.82.90.8650.8000.7850.7750.7700.7680.7733.03.90.8450.7820.7700.7600.7550.7530.7584.00.8900.8220.8100.8000.7950.7930.798表表1 海水氢离子活度系数随盐度和海水氢离子活度系数随盐度和pH的变化的变化三、水样的三、水样的ALK的测量步骤的测量步骤盐酸溶液浓度标定老师已经帮忙完成；盐酸溶液浓度标定老师已经帮忙完成；1.用移液管移取用移液管移取25ml水样于测定瓶（干燥）水样于测定瓶（干燥），两份，测定水样的，两份，测定水样的pH;
13、2.用移液管移取用移液管移取10ml（问庄老师，体积和问庄老师，体积和浓度）浓度）盐酸标准溶液于水样中，充分混盐酸标准溶液于水样中，充分混匀匀3 测量溶液的测量溶液的pH值（结果必须在值（结果必须在3.40-3.90之间）。如之间）。如pH大于大于3.90时，应取出时，应取出电极对，另外加入电极对，另外加入1.00 ml盐酸溶液，重盐酸溶液，重新测定新测定pH值；如值；如pH小于小于3.40，则应另，则应另加入加入5.0 ml水样，重新测定水样，重新测定pH值。将加值。将加入的盐酸溶液或水样的体积记于相应体入的盐酸溶液或水样的体积记于相应体积中。积中。4 测量完毕后，取出电极并用蒸馏水洗干测量
14、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，放入保护净，并用洁净滤纸吸干水分，放入保护液中液中实验结果的计算：实验结果的计算：1. ALK的计算的计算2 二氧化碳体系各分量的计算。二氧化碳体系各分量的计算。指游离CO2，包括H2CO3和CO2(aq)，这里指H2CO3。指CO2分压。2.混合溶液的混合溶液的pH为什么要控制在为什么要控制在3.40-3.90之间？之间？VHClVWCHClpHAlk数据记录表注意：注意：1.水样瓶必须干燥使用，用前不需要洗，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.电极使用时要小心电极使用时要小心
