用pH计测定溶液的pH值
一、 实验目的
1.熟悉pH构造和测定原理
2.掌握用pH计测定溶液pH步骤
二、 实验原理
pH电极的构造 ：玻璃电极使用前，必须在水溶液中浸泡，使之生成一个三层结构，即中间的干玻璃层和两边的水化硅胶层。浸泡后的玻璃膜示意图：
电池电动势：
E电=ESCE - E膜 - EAgCl,Ag
而其中 E膜=E外- E内=k+0.059lgαH
所以E电 =k′- 0.059lgαH =k′+ 0.059pH
水化硅胶层具有界面，构成单独的一相，厚度一般为0.01～10 μm。在水化层，玻璃上的Na+与H+发生离子交换而产生相界电位，也即道南电位。
水化层表面可视作阳离子交换剂。溶液中H+经水化层扩散至干玻璃层，干玻璃层的阳离子向外扩散以补偿溶出的离子，离子的相对移动产生扩散电位。两者之和构成膜电位。
将浸泡后的玻璃电极放入待测溶液，水合硅胶层表面与溶液中的H+活度不同，形成活度差，H+由活度大的一方向活度小的一方迁移， 平衡时：
H+溶液== H+硅胶
E内 = k1 + 0.059 lg( a2 / a2’）
E外 = k2 + 0.059 lg(a1 / a1’）
a1 、 a2 分别表示外部试液和电极内参比溶液的H+活度；
a’1 、 a’2 分别表示玻璃膜外、内水合硅胶层表面的H+活度；
k1 、 k2 则是由玻璃膜外、内表面性质决定的常数。
由于玻璃膜内、外表面的性质基本相同，则k1=k2 ， a’1 = a’2
E膜 = E外 - E内 = 0.059 lg( a1 / a2）
由于内参比溶液中的H+活度（ a2）是固定的,则:
E膜 = K´ + 0.059 lg a1 = K´ - 0.059 pH试液
用电位法测定溶液的pH值时，E电池=K+0.059 pH。由于K是无法测量的，我们可以利用在相同条件下测pH值与之相近的标准缓冲溶液Es=K+0.592 pH，再通过两式来消除K，从而求得pHx= pHs+(Es-Ex)/ 0.0592V
三、实验步骤
打开电源开关，按“pH/mV”,进入pH测定状态，按“温度”按钮，使显示溶液温度值（25℃ ），然后按“确认”键，仪器确定溶液温度后回到pH测量状态。
把蒸馏水清洗过的电极插入pH=6.86的标准缓冲溶液中，待读数稳定后按“标定”键，调节读数为该溶液当时温度下的pH值，然后按“确认”键，仪器进入pH 测定状态。
将电极清洗后插入到pH=4.00的缓冲溶液中，待读数稳定后，按“标定”键，调至该温度下的pH值，按“确认”键，回到pH测定状态。校准结束。
测量时，先测定与待测液pH 值相近的缓冲溶液的pH值，然后清洗电极，测定待测液的pH值。在标定后测待测酸液的pH，待读数稳定后记录数值。用同样的方法标定碱性标准溶液，再测定碱性未知液
四、仪器使用中的注意事项
1．仪器的输入端（包括玻璃电极插座与插头）必须保持干燥清洁。
2． 新玻璃pH 电极或长期干储存的电极，在使用前应在pH 浸泡液中浸泡24 小时后才能使用。pH 电极在停用时，就将电极的敏感部分浸泡在pH 浸泡液中。这对改善电极响应迟钝和延长电极寿命是非常有利的。
3．pH 浸泡液的正确配制方法：取pH4.00 缓冲剂（250mL）包，溶于250mL 纯水中，再加入56 克分析纯KCl，适当加热，搅拌至完全溶解即成。
4．在使用复合电极时，溶液一定要超过电极头部的陶瓷孔。电极头部若沾污可用医用棉花轻擦。
5．玻璃pH 电极和甘汞电极在使用时，必须注意内电极与球泡之间及参比电极内陶瓷蕊附近是否有气泡存在，如有必须除了。
6．用标准溶液标定时，首先要保证标准缓冲溶液的精度，否则将引起严重的测量误差。标准溶液可自行配制，但最好用国家传递的标准缓冲溶液。
五、实验反思
本实验相对用时很少，且操作简单。在使用时应保护好电极，使用完毕后，关闭电源，并将电极浸在保护液中
六、实验数据
在T=25℃时测定
第二篇：实验用DrDAQ pH计测量各种常见饮料的pH值
实验用DrDAQ pH计测量各种常见饮料的pH值 说明：下面实验内容由Pico Technology撰写，广州虹科翻译。
简介
在这里，英国Pico研发生产的DrDAQ外接一个pH电极作为pH计，测量整个pH范围内的普通饮料的pH值。
最近，牙医开始警告人们饮用酸性饮料的危害。牙医认为青少年喝大量碳酸“流行”的饮料，牙釉质被饮料中的酸溶解，从而牙齿被腐蚀。运动员饮用运动饮料也遭受同样的风险。 推荐的“安全”级别饮料的pH值是5.5，低于这个值的任何东西都会促进牙齿的腐蚀。 该实验着眼于不同饮料的相对的pH值，并根据上述标准的确定一个特定的饮料是否是“安全”的。在这里DrDAQ抛砖引玉，方便后续进一步研究成蛀牙和牙釉质脱落。 该实验适合14岁以及以上的人士，要求对pH值测量知识有基本的了解。
设备要求
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? ? DrDAQ数据记录仪 连接到电脑（英国Pico公司研发生产） pH传感器 （DD011） 装饮料的容器（我们使用塑料杯）
我们选择的常见饮料：
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? 橙汁 苹果汁 黑咖啡 红茶 柠檬茶 原味可乐 百事可乐 樱桃可乐 利宾纳 柠檬果汁 牛奶
实验配置
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? 给所有的杯子倒入等量的液体，要求盖住pH电极的尖端； 标记所有杯子装的液体，以便后续辨认； 将pH电极接入DrDAQ，运行PicoLog软件； 您可以选择使用缓冲溶液校准pH电极；
? 保证所有的饮料的温度一致，且处于相对稳定的室温下，因为pH读数会随着温度
变化而变化，温度一致非常重要。
上图显示实验配置
开展实验
这里有一些常见的物质的pH值表以供参考。
物质 pH 盐酸 0 胃酸 2 醋 3 番茄 4
物质 pH 纯净水 7
血液 7.5 家庭清洁用品 11
炉灶清洁剂 14
在实验开始之前，制一个表，列出您所有需要测试的饮料，并指明您预期的pH值。 创建如下图所示的表格：
液体 预期的pH值 记录的pH值 橙汁
苹果汁 黑咖啡
红茶 在每一个液体里轻轻搅动pH电极一两分钟，待到读数稳定之后将pH值记录到表中，并移到下液体。
注意：每次测试每个液体前请注意在装有水的大容器里彻底清洁pH电极，以减少液体间的交叉污染。
当你已经测试了所有的饮料，绘制每个栏显示的期望值和记录值结果的条形图。 问题和讨论的结果
pH值的公式： pH = –log[H+]
Q1. 对于您所获得的结果，您可以预测我们日常消费的食品和饮料的可能的pH值吗？ Q2. 当[H+]为9.5E-8 M，计算溶液的pH值。
Q3. 当pH为5.45时，计算溶液中的 [H+] 。
进一步研究 ?
? pH读数如何随着液体温度的变化而变化？（可以加热缓存溶液） 如果您不这样做，可以调查如何校准pH电极。 实验结果
下面显示的预期的结果是在这个实验开始前在Pico内部统计的平均值。
液体 预期的pH值 记录的pH值 牛奶 8 6.76
柠檬果汁 4.5 3.56 利宾纳 5 3.19
樱桃可乐 3 2.17 百事可乐 3 2.63
原味可乐 2.5 2.61 黑咖啡 7.5 5.51
红茶 7.5 6.37 柠檬茶 5 3.73
苹果汁 3.5 3.49
橙汁 4 3.84
预期结果
VS 记录结果对比图
警告：坚决不能喝实验室里化学品。
结果表明，一些饮料具有类似的酸性pH。这并不意味着酸性饮料可以安全饮用。 问题答案
A1. 我们可以预测大多数的食品和饮料的pH值都是中性或者酸性的。
A2. pH = 7.02
A3. [H+] = 3.5E-6 M
背景资料以供讨论
当牙釉质被牙齿上的酸破坏后就会出现牙齿腐蚀。从酸性到腐蚀产生细菌发生的损坏是一个不同的过程。
不像蛀牙，腐蚀影响牙齿的整个表面。长时间暴露于酸性环境会导致釉质渐进性丧失与牙齿“收缩”、咬边处粉碎。最终，牙本质暴露，导致牙疼，甚至是牙齿坏死。
这个过程是不可逆的，需要花费昂贵的牙科美容以恢复功能和外观。
从这里得到的结果，我们可以看到，几种常见饮品低于“安全”的建议5.5 pH值。为了减少损害，请您遵循下面牙医建议。
牙医建议
在牙齿暴露在酸性条件下后，牙釉质被软化变得脆弱。唾液中的钙盐会在一定的时间内重新提供矿质，使得软化牙釉质变硬。因此，喝了酸性饮料之后，不要立刻刷牙，这样会进一步破坏软化的牙釉质，加速腐蚀的过程 - 至少等半小时之后再刷牙。
教师说明
实验要求被测所有的液体的温度大致相同。因此应该提前做好准备。实验总共花费20至30分钟的时间。